Научно-образовательный центр ядерных технологий, радиационной и экологической безопасности

НОЦ является отправной точкой создания в университете современной научно-образовательной, материально-технической базы для подготовки специалистов и проведения исследований в области атомной энергетики.

Учитывая события на АЭС «Фукусима-1» основным направлением НОЦ стала разработка и внедрение процессов математического моделирования, анализа и оценки протекания всех стадий тяжелых аварий на реакторах на основе предложенных ИБРАЭ РАН специализированных программных комплексов и Кодов анализа безопасности АЭС для обеспечение качественной и эффективной подготовки, а также формирования необходимых профессиональных компетенций отечественных и зарубежных специалистов в области ядерной безопасности и ядерных технологий за счет использовании в процессе обучения современных учебно-методических и программно-технических средств обучения и контроля знаний.

Для проведения образовательного процесса НОЦ располагает Аналитическими тренажерами водо-водяного энергетического реактора мощностью 1200 МВт и реактора СВБР-100.

Общий вид аналитических тренажеров реакторов АЭС в НОЦ

Основная панель стимулятора управления реактора СВБР-100

Основная панель стимулятора управления водо-водяного реактора

Образовательный процесс в НОЦ

Данные тренажеры отечественного производства – разработчик программного обеспечения Всероссийский Научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций ГК Росатом, поставщик фирма «Джет» (Москва).

В тренажере производится математическое моделирование всех технологических процессов, происходящих как во всем реакторе в целом, так и в отдельных его системах и устройствах.

Тренажёр предназначен для:

учебного процесса:

• теоретического изучения функционирования различных технологических систем и всего энергоблока в целом в режимах нормальной эксплуатации и аварийных режимах;
• получения навыков управления и контроля оборудованием и системами АЭС в нормальных и аварийных режимах;
  
• формирования у обучаемых глубокого понимания физических процессов, протекающих в управляемом объекте.
  

научных исследований:

• моделирования переходных процессов и поиск корневых причин аварийных ситуаций, имевших место на АЭС;
• анализа технико-экономических показателей энергоблока с целью их оптимизации.

Панель тренажера является полной визуальной копией панели Блочного щита управления АЭС. На панели тренажера отражаются параметры всех процессов (реактивность и мощность реактора, мощность гамма излучения и т.д.) которые отображаются на панели реально действующего реактора.

> На тренажерах можно симулировать более 600 отказов и аварийных ситуаций ядерных реакторов, как небольших – несанкционированное закрытие клапана (полностью или на определенный процент от 1 до 100%), так и  запроектных – расплавление активной зоны.

Предусмотрено 3 временных режима работы: в реальном масштабе времени, а также с увеличением или замедлением скорости протекания процессов до 100 раз.

Инструктор со своего рабочего компьютера может создавать отказ любого из устройств или систем, в результате чего будет происходить изменение рабочих параметров реактора с отображением на панели. По изменению технических параметров работы реактора студенты должны определить неисправность и устранить ее.

Структура технических средств Аналитического тренажера

Вторым важнейшим направлением работы НОЦ является моделирования распространения загрязняющих веществ в окружающей среде в своей деятельности опирается на Коды безопасности и программно-аппаратные комплексы (ПАК) ИБРАЭ РАН, которые безупречно зарекомендовали себя в ходе практических расчетов аварийных процессов и прогноза распространения опасных веществ в реальных условиях.

Геополитическое положение Дальнего Востока, изобилие минерального сырья, протяженность сухопутных и морских границ с крупнейшими и экономически развитыми странами - Китаем, США, Японией и их контакт требовали осуществления постоянного контроля над важнейшими стратегическими запасами в международной системе разделения труда с целью обеспечения безусловного военно-политического и экономического влияния в бассейне Тихого океана.

Развитие Российской империи, а дальнейшем Советского Союза, на восток высоко подняло промышленность, сельское хозяйство и научно-образовательный уровень. Государственные капиталовложения для проведения форсированной индустриализации в СССР начались еще с 1930-е годов и возобновились в поствоенные 50-70-е годы. На Дальнем Востоке возникали крупные и крупнейшие индустриальные предприятия металлургической, нефтехимической, угольной, деревообрабатывающей отраслей; укрупняются города и сельскохозяйственные поселения. На переломе XX и XXI веков огромное значение принесло развитие био- и природные ресурсы Тихого океана, зоны шельфа, заинтересованность в них многих стран, в том числе, государств Азиатско-тихоокеанского региона.

Развитие «мирного атома» в СССР и в мире непосредственно коснулось и Дальний Восток. Уже к 60-е годам в сложное время «холодной войны» в тихоокеанский регион была размещена группировка атомных подводных лодок (АПЛ). Для их технического обслуживания, ремонта и эксплуатации АПЛ были созданы береговые базы технологического обслуживания и судоремонтные заводы. Для обеспечения безопасной навигации по всему Северному морскому пути в труднодоступных районах вдоль береговой линии были установлены маяки и метеостанции, энергопотребление которых поступало от радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ). В начале 70-х для освоения минеральных запасов Дальнего Востока в горнорудных и золотодобывающих районах близ поселка Билибино (Чукотка) воздвигли Билибинскую атомную станцию.

Безусловно, эксплуатация АПЛ и надводных кораблей (НК) с ядерными энергетическими установками дало Военно-морскому флоту невиданные возможности расширения радиуса его действия, повысило его боеспособность и неуязвимость. Однако использование ядерной энергии породило на Дальнем Востоке новые экологические проблемы, создало ряд потенциальных радиоэкологических угроз в местах базирования и обслуживания служб флота. В результате нарушения технологической дисциплины, а иногда непредвиденного стечения обстоятельств часть упомянутых угроз привели к возникновению радиационным авариям и инцидентам, загрязнению территорий и акваторий. Поэтому вопросы радиоэкологии сегодня вызывает огромный интерес научного сообщества, общества и средств массовой информации.

Отсутствие достоверной информации ведет не только к негативному отношению к использованию атомной энергии, но и к возникновению возможных панических настроений и распространению дезинформационных сведений и волнений.

Например, после случившейся аварии на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году среди населения на территории Дальневосточного федерального региона возникали панические настроения относительно возможного поступления со стороны Японии аэрозольных радиоактивных частиц, а также загрязнения побережья Приморья трансграничным переносом техногенных радионуклидов в морской среде.

В этой связи важнейшим направлением получения достоверной информации относительно переноса радиоактивных материалов морской средой является разработка программного аналитического моделирования с использованием современных технических устройств.

Информация о существующих и потенциальных источниках радиоактивных загрязнений, возможных путях распространения радиоактивности и мерах по предотвращению такого распространения является крайне актуальной также в связи с возможной угрозой воздействия со стороны сопредельных государств. Можно иметь в виду непрекращающиеся ядерные испытания КНДР на расстоянии 180 км от государственной границы Российской Федерации, возможные агрессивные военные маневры, выполняемые другими государствами и т.д.

Поэтому важной задачей при подготовке настоящего материала стал ответ на вопрос: существуют ли еще опасности для населения от радиационного воздействия при нормальной эксплуатации атомных объектов в регионе. Для этого необходимо рассмотреть современную информацию об основных радиоэкологических проблемах Дальнего Востока сегодня.

Программно-аналитический комплекс (ПАК)

Полное наименование: программно-аппаратный комплекс анализа и прогнозирования распространения радионуклидов в окружающей среде (ПАК).

Разработчик системы: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН).

Назначением программно-аппаратного комплекса анализа и прогнозирования распространения радионуклидов в окружающей среде является обеспечение эффективного образовательного процесса, сопряженных с ним научных исследований и разработок в области ядерных технологий, радиационной и экологической безопасности, общность подходов и используемых инструментов как при подготовке и переподготовке специалистов, так и при проведении научных исследований и разработок.

Оборудование ПАК анализа и прогнозирования распространения радионуклидов в окружающей среде для ДВФУ установлено в лаборатории ядерных технологий и ядерной безопасности ДВФУ.

ПАК обеспечивает выполнение следующих задач:

• обеспечение прогнозирования распространения загрязняющих веществ (включая радиоактивных) в окружающей среде на основе современных математических моделей, адекватно описывающих процессы миграции газоаэрозольных примесей в атмосфере и водных объектах;
• обеспечение реалистичной оценки радиационного воздействия на объекты окружающей среды и человека на основе дозиметрических моделей с использованием современного константного обеспечения;
• обеспечение отображения данных радиационного мониторинга Дальневосточного федерального округа и сопредельных государств, имеющих открытые информационные ресурсы;
• ввод, хранение и отображение справочной информации;
• расчетно-аналитическая поддержка принятия решений по мерам защиты населения и окружающей среды при потенциальном радиоактивном загрязнении территории Приморского края и других субъектов Дальневосточного федерального округа;
• обеспечение научно-образовательной деятельности и повышение эффективности подготовки и повышения квалификации специалистов за счет использования в процессе обучения современных программно-аппаратных комплексов для оценки и прогнозирования последствий радиационных аварий, их воздействия на население и окружающую среду.

ПАК представляет собой набор системного и специального прикладного программного обеспечения, установленного на технические средства, и обеспечивающего выполнение следующих функций:

1. Геоинформационная система «Радиационная безопасность Дальнего Востока» обеспечивает:

• автоматическое получение данных радиационного мониторинга (РМ) Дальневосточного федерального округа (ДФО) и сопредельных государств, имеющих открытые информационные ресурсы;
• автоматическую обработку данных радиационного мониторинга, в том числе сравнение с установленными пороговыми значениями для определения их текущего состояния;
• представление текущих и архивных данных радиационного мониторинга на картографической основе;
• представление справочных данных о ядерно и радиационно опасных объектах Дальневосточного федерального округа и сопредельных государств;
• представление данных о территориальном делении Дальневосточного федерального округа;
• представление данных об организациях - участниках аварийного реагирования Приморского края; о ввод и корректировку справочной информации.

2. Программное обеспечение прогнозирования распространения радиоактивных веществ в океанической среде позволяет:

• выполнять консервативную оценку распространения радиоактивного загрязнения в акватории, примыкающей к Приморскому краю и для всего Тихоокеанского региона.

Математическая модель «Neptun», предназначенная для анализа уровня радиоактивного загрязнения морских и океанических акваторий на больших расстояниях от источника загрязнения с учетом характерных особенностей рассеивания примеси в воде морей и изменчивости морских течений. Она относится к типу стохастических лагранжевых моделей крупных частиц. По сравнению с классическим вариантом, эта модель требует использования меньшего количества пробных лагранжевых частиц при сохранении точности результатов.

Математическая модель «Атмосфера» позволяет прогнозировать распространения радиоактивных веществ в атмосфере. Настоящая программа ориентирована на составления прогноза распространения радиоактивных веществ и радиационного мониторинга применительно к атмосферной среде Приморского Края с учетом климатических и метеорологических параметров в течение времени.