Національна академія наук України (НАНУ)

На ядерно-фізичних установках НАНУ виконуються фундаментальні дослідження в галузі ядерної та радіаційної фізики, реакторного матеріалознавства, фізики конденсованого стану, геології, екології, біології тощо. Вони також використовуються для виробництва радіоізотопів для медицини та промисловості, радіаційної стерилізації, обробки напівпровідникових структур, вивчення наноструктур, збереження артефактів. Важливу роль ці установки мають для розв’язання завдань сучасної ядерної енергетики України, розробки реакторів майбутніх поколінь і термоядерних установок.

На Національну академію наук України (НАНУ) покладено обов’язок науково-технічного супроводу атомної енергетики. З метою ефективного виконання цього завдання за ініціативи Б.Є. Патона було створено Відділення ядерної фізики та енергетики НАНУ. Одним із його найважливіших завдань було активне вивчення перспективних напрямів розвитку атомної енергетики в Україні та напрацювання відповідних пропозицій для Енергетичної стратегії.

У 2004 році була прийнята Державна програма фундаментальних і прикладних досліджень з проблем використання ядерних матеріалів та ядерних і радіаційних технологій у сфері розвитку галузей економіки на 2004-2010 рр. (затверджена постановою КМУ від 8 вересня 2004 року №1165).

Головна мета Програми – виконання фундаментальних і прикладних досліджень у галузі використання ядерних матеріалів і радіаційних технологій для потреб атомної енергетики та інших сфер економіки, їх розвитку з метою реалізації.

Над виконанням 283 проектів цієї Програми працювали понад 40 наукових установ НАНУ, вищих навчальних закладів та організацій інших міністерств. Були отримані важливі результати для науково-технічного супроводження ключової для економіки України галузі – атомної енергетики. Частина з них вже впроваджена, інша набуде практичної реалізації найближчим часом.

Крім того, виконання Програми сприяло зміцненню зв’язків установ НАНУ з Міністерством енергетики та вугільної промисловості України, Держатомрегулювання України, НАЕК «Енергоатом». Активнішою стала участь НАНУ у визначенні державних рішень щодо розвитку атомно-енергетичного комплексу країни.

Були одержані цікаві перспективні результати досліджень, готові для подальшого впровадження. Це стосується, в тому числі, технологій одержання нових металогідридних матеріалів на основі титану для контейнерів відпрацьованого ядерного палива, а також виробництва гафнію ядерної чистоти для нейтронопоглинаючих елементів.

Зважаючи на успішність в цілому робіт за Програмою, в Академії виникла підтримана Радою національної безпеки і оборони України ініціатива щодо її подовження.

Перелік організацій Відділення ядерної фізики та енергетики НАНУ, що виконують наукові фундаментальні та прикладні дослідження для ядерної галузі:

73.10.0 – Дослідження та розробки в галузі природничих та технічних наук:

  • Дослідний завод ННЦ ХФТІ;
  • Інститут геохімії навколишнього середовища НАН та МНС України;
  • Інститут плазмової електроніки і нових методів прискорення ННЦ ХФТІ;
  • Інститут теоретичної фізики ім. О.І.Ахієзера ННЦ ХФТІ;
  • Інститут фізики твердого тіла, матеріалознавства та технологій ННЦ ХФТІ;
  • Інститут фізики високих енергій і ядерної фізики ННЦ ХФТІ;
  • Інститут фізики плазми ННЦ ХФТІ;
  • Навчально-науковий центр «Фізико-хімічне матеріалознавство» Київського національного університету ім. Тараса Шевченка та НАН України;
  • Національний науковий центр «Харківський фiзико-технiчний інститут».

73.10.1 – Дослідження і розробки в галузі природничих наук:

  • Інститут електрофізики і радіаційних технологій.

73.10.2 – Дослідження і розробки в галузі технічних наук:

  • Державне підприємство «Науково-технологічний центр «Берилій» НАНУ»;
  • Інститут прикладної фізики НАНУ;
  • Інститут ядерних досліджень.

Інститут ядерних досліджень НАНУ

Дослідницький ректор ВВР-М Інституту ядерних досліджень НАНУ є одним з найперших дослідницьких реакторів, побудованих та введених в експлуатацію за часів СРСР. Він був створений за ініціативою академіка І.В.Курчатова на виконання програми забезпечення ядерних регіональних центрів дослідницькими реакторами, які стали базою для багатьох наукових, науково-технічних та освітянських закладів.

У травні 2002 року відповідно до чинного законодавства на підставі заяви Інституту ядерних досліджень (ІЯД) була видана ліцензія на право провадження діяльності «експлуатація ядерної установки» в складі дослідницького реактору ВВР-М та сховища відпрацьованого ядерного палива. Згідно з ліцензією термін експлуатації дослідницького ядерного реактору ВВР-М обмежувався 31.12.2008 року.

Відповідно до Закону України «Про дозвільну діяльність у сфері використання ядерної енергії» 31.10.2008 ІЯД подав до Держатомрегулювання України заяву про внесення змін до ліцензії на провадження діяльності «експлуатація ядерної установки» в складі дослідницького реактору ВВР-М та сховища відпрацьованого ядерного палива. В заяві пропонувалося продовжити термін експлуатації реактору ВВР-М до 31.12.2017 року.

Проте постановою Колегії Держатомрегулювання від 19.12.2008 було зупинено експлуатацію дослідницького реактора, оскільки обсяг наданої заявником інформації не дозволив зробити висновки щодо можливості продовження терміну його експлуатації.

Інститут ядерних досліджень провів певну роботу з усунення одержаних зауважень, пройшов державну експертизу ядерної та радіаційної безпеки. Для перевірки готовності ІЯД до продовження терміну експлуатації дослідницького ядерного реактору комісія Держатомрегулювання провела інспекційне обстеження. Все це дало підстави Державній інспекції ядерного регулювання України прийняти рішення про можливість повернутися до розгляду питання про продовження терміну експлуатації до 31.12.2013 року зазначеного реактора.

Строк експлуатації дослідницького ядерного реактора проектом не визначено, але Інститут планує продовжити експлуатацію реактора до 31.12.2023р.Інститутом розроблена та узгоджена з регулюючим органом «Програма зняття з експлуатації дослідницького реактора ВВР-М». Відпрацьованого ядерного палива на сьогоднішній день на території інституту немає.

Також урядом України було схвалено розроблену фахівцями НАНУ концепцію створення нового багатоцільового дослідницького ядерного реактора.

За роки незалежності створено нові ядерно-фізичні установки:

  • Електростатичний перезарядний прискорювач (тандем) ЕГП-10К Інституту ядерних досліджень НАНУ введений в експлуатацію у 1996 році. З його допомогою можна отримувати пучки протонів і дейтронів з енергією у межах 3-10 МеВ та α-часток – 5-15 МеВ. Тандем дає можливість прискорювати важкі іони у широкому діапазоні мас. Струм пучку досягає 5 мкА, монохроматичність – 10-3;
  • прискорювачі з мікропучками в Інституті прикладної фізики НАНУ;
  • потужні прискорювачі електронів у діапазоні енергій 10-100 МеВ у Національному науковому центрі «Харківський фізико-технічний інститут» НАНУ (ННЦ ХФТІ). Активно використовується в дослідницьких програмах України та Європи прискорювач ELIAS, який було побудовано в ННЦ ХФТІ за допомогою Центру ядерних досліджень (м. Юліх, Німеччина).

В Інституті прикладної фізики НАНУ здійснюється монтаж прискорювачів Pelletron-b та CV-28, переданих Україні німецькими науково-дослідними установами.

Електростатичний перезарядний прискорювач ЕГП-10К
Дослідницький реактор ВВР-М

Дослідницький реактор ДР-100

Дослідницький реактор ДР-100 тепловою потужністю 200 кВт, експлуатується Севастопольським національним університетом ядерної енергії та промисловості (далі – СНУЯЕтаП) на підставі ліцензії Держатомрегулювання серії ЕО №000131 від 24.06.2003 р. на право провадження діяльності «експлуатація ядерних установок» (далі – Ліцензія ЕО №000131). Фізичний пуск реактора здійснено18 квітня 1967 року, а у 1977 році була модернізована система управління захистом ДР-100.

Реактор ДР-100 тепловою потужністю 200 кВт призначений для проведення науково-дослідних і навчальних робіт в галузі ядерної та молекулярної фізики, радіаційної хімії, для виробництва радіоактивних ізотопів і для вивчення властивостей матеріалів, приладів та обладнання, опромінених в полях нейтронів і гамма-квантів, а також для підготовки фахівців з управління ядерними реакторами.

Будівництво реакторного комплексу виконано згідно зі спільним рішенням ЦК ВМФ СРСР, Міністерства середнього машинобудування та Державного комітету з використання ядерної енергії від 21 квітня 1961 року. Реактор введений в експлуатацію наказом ГК ВМФ СРСР від 18.10.67 № 0318. Підприємство-проектант і виготовлювач реактора – Науково – дослідний і конструкторський інститут енерготехніки (м. Москва).

На початку 2012 р. у зв’язку із закінченням обґрунтованого терміну експлуатації «критичних» елементів Держатомрегулювання з метою визначення нових термінів та умов подальшої безпечної експлуатації ДР-100, зобов’язала експлуатуючу організацію виконати переоцінку безпеки ДР-100 та надати Звіт з періодичної переоцінки безпеки (далі – ЗППБ).

Протягом 2013-2014 рр. СНУЯЕтаП успішно продовжувала роботи із обґрунтування безпеки подальшої експлуатації ДР-100 та доопрацювання ЗППБ за зауваженнями державної експертизи ядерної та радіаційної безпеки. На жаль роботи із доопрацювання ЗППБ не були завершені із-за анексії АР Крим Російською Федерацією.

16.06.2014 р. враховуючи відсутність будь-якого реагування ліцензіата на звернення регулюючого органу та не впровадження жодних коригуючих заходів, відповідно до встановленого порядку ЗУПИНЕНО дію Ліцензія серії ЕО №000131, про що повідомлено ліцензіата листом, в якому також зазначено про умови поновлення дії ліцензії Станом на 01.01.2015 р. жодна з умов, які були встановлені для відновлення дії Ліцензія серії ЕО №000131 не виконана.

Окремо слід відмітити, що питання ядерних установок СНУЯЕтаП знаходиться на контролі у МАГАТЕ, яке під час неодноразових зустрічей та консультацій підтверджувало, що визнає радіоактивні матеріали, а також ядерні установки, розташовані в Криму та в Севастополі, власністю України.

Джерело нейтронів (ННЦ «ХФТІ»)

Ядерна підкритична установка «Джерело нейтронів, що засноване на підкритичній збірці, керованій лінійним прискорювачем електронів» («Джерело нейтронів») створюється на базі Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» (ННЦ ХФТІ) у відповідності до домовленостей Вашингтонського саміту, викладених у Спільній заяві Президентів України та США в квітні 2010 року, та «Меморандуму про взаєморозуміння між Урядом України та Урядом Сполучених Штатів Америки стосовно співробітництва з питань ядерної безпеки», підписаного 26 вересня 2011 року. Реалізація проекту із створення Джерела нейтронів здійснюється за підтримки Аргонської національної лабораторії США.

Джерело нейтронів за термінологією МАГАТЕ відноситься до ядерних підкритичних систем, що керуються прискорювачами (Sub-critical аccelerator driven systems). Пропозиції щодо використання підкритичних збірок у ядерній енергетиці з’явилися в середині 50-х років минулого століття. Однак застосування таких систем тривалий час стримувалось відсутністю потужних можливостей генерації нейтронів. Підвищена активність у світі щодо дослідження та використання підкритичних збірок пов’язана, з одного боку, з розвитком прискорювальної фізики та техніки, з другого – з ростом ядерної енергетики та необхідністю проведення дослідження підкритичних систем та досліджень в різних галузях науки та медицини.

Джерело нейтронів ННЦ ХФТІ є інноваційною ядерною установкою з енерговиділенням в активній зоні до 300 кВт. Існуючі на даний час установки у Бельгії, Китаї, Білорусії є так званими підкритичними системами «нульової потужності». В той же час, консорціум європейських країн (Бельгія, Франція, Швеція, Німеччина) планує створення підкритичної системи Myrrha з тепловою потужністю 100 МВт, а в Китаї планується будівництво установки Venus III з тепловою потужністю 60 МВт.

Джерело нейтронів ННЦ ХФТІ призначене для проведення наукових і прикладних досліджень в області ядерної фізики, радіаційного матеріалознавства, біології, хімії та для виробництва медичних радіоізотопів.

Принцип отримання інтенсивного потоку нейтронів в Джерелі нейтронів заснований на розмноженні нейтронів зовнішнього джерела в середовищі, що містить ядерний матеріал. Геометрія розміщення та маса ядерного матеріалу, що використовується, визначається таким чином, щоб ефективний коефіцієнт розмноження нейтронів (Кеф max, головний показник стану ядерної системи на фізичній мові) був менше 1 при будь-яких вихідних подіях, тобто таким, щоб виключалася можливість виникнення самопідтримувальної ланцюгової реакції поділу. Для нормальних умов експлуатації, порушень нормальних умов експлуатації та проектних аварій Кеф max повинен бути менше 0,98.

Спорудження цієї ядерної установки здійснюється у відповідності до умов ліцензії Держатомрегулювання серії ЕО № 001018 на провадження діяльності з будівництва та введення в експлуатацію ЯПУ «Джерело нейтронів», виданій 10.10.2013 р. Відповідно до умов вищезазначеної ліцензії експлуатуюча організація ННЦ ХФТІ протягом 2013÷2014 рр. здійснила роботи з будівництва ЯПУ «Джерело нейтронів», а також розробки та погодження з Держатомрегулюванням робочої документації (технічних умов та технічних специфікацій на обладнання, важливе для безпеки).

Джерела:

  1. Постанова Президії НАНУ № 96 від 09.04.2010;
  2. Матеріали Державного науково-технічного центру з ядерної та радіаційної безпеки
  3. Матеріали Держатомрегулювання України