Развитие атомной энергетики невозможно без глубокого понимания того, как ведут себя материалы в условиях высоких температур, давления, радиационного воздействия и многолетней эксплуатации. Именно поэтому исследования конструкционных материалов и элементов АЭС являются одним из ключевых направлений современной ядерной науки и важнейшим фактором обеспечения безопасности объектов использования атомной энергии.Об этом рассказал заместитель генерального директора по производству Института ядерной физики Евгений Ермаков. По его словам, каждый элемент атомной станции, будь тоосновной металл или сварные соединения корпуса реактора, трубопроводов и узлов теплообменного оборудования, должен сохранять свои свойства на протяжении десятилетий.Даже незначительные изменения структуры металла, микротрещины или скрытые дефекты способны привести к снижению надежности оборудования. Поэтому контроль состояния материалов ведется на всех этапах жизненного цикла объекта: от разработки новых конструкционных материалов и изготовления оборудования до строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации.Сегодня для этих целей используется широкий комплекс современных методов исследования. Одним из наиболее востребованных является неразрушающий контроль, позволяющий оценить техническое состояние оборудования без его повреждения, т.е. нет необходимости вырезать образцы. Ультразвуковой, радиографический, магнитопорошковый, капиллярный, вихретоковый и визуально-измерительный методы позволяют обнаруживать поверхностные, подповерхностные и внутренние дефекты металла, контролировать качество сварных соединений и своевременно выявлять потенциально опасные изменения. Использование таких технологий существенно повышает промышленную безопасность и позволяет значительно снизить риск аварий. Именно поэтому неразрушающий контроль является обязательной частью эксплуатации объектов атомной энергетики во всем мире.Следует отметить, что неразрушающий контроль ядерных и радиационных объектов не является чем-то новым для Казахстана. В Институте ядерной физики в 2003 году при поддержке Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) был создан Научно-технический центр неразрушающих методов контроля и испытаний (НТЦ НМКИ), специалисты которого на постоянной основе осуществляют неразрушающий контроль нашего исследовательского ядерного реактора ВВР-К, включая бак самого реактора, где располагается активная зона, а также трубопроводы контура охлаждения и теплообменники. Такие же элементы необходимо будет контролировать и на промышленных реакторах АЭС, тем более, что они будут водо-водяного типа, также как и наш реактор ВВР-К. Только при обследовании промышленных реакторов необходимо будет применять в большей степени роботизированные системы контроля. И в этом направлении у Казахстана имеются большие перспективы по разработке дистанционных аппаратов и оборудования.Особое внимание следует уделить подготовке специалистов в области контроля, ведь не зависимо от того будут ли использоваться роботизированные системы или стандартное оборудование, подготовка квалифицированных специалистов остается не менее важной задачей, чем развитие приборной базы. Для работы на объектах атомной отрасли персонал должен обладать не только теоретическими знаниями, но и практическим опытом, владеть современными методиками диагностики и проходить соответствующую сертификацию. Например, в нашем Институте, где также проводятся курсы по подготовке специалистов неразрушающего контроля, основнойупор делается именно на практическую подготовку.Однако исследования материалов не ограничиваются только поиском дефектов. Современная наука решает проблемы шире и позволяет изучать процессы старения конструкционных материалов, влияние нейтронного облучения на их структуру, изменение механических характеристик, развитие коррозионных процессов и накопление усталостных повреждений, что является особенно важным для атомной энергетики, где материалы эксплуатируются в смешанных и агрессивных условиях. Полученные экспериментальные данные используются для оценки остаточного ресурса оборудования, продления сроков его безопасной эксплуатации и разработки новых материалов с улучшенными характеристиками.Институт ядерной физики активно участвует в развитии и повышении безопасности ядерных реакторов как текущего поколения, так и следующего. В частности, проводятся исследования и ресурсные испытания перспективных ядерного топлива и конструкционных. При этом следует отметить, что данные работы выполняются по заказу и в кооперации с зарубежными ведущими научными организациями. Например, недавно был успешно цикл исследований, включающий в себя и реакторные испытания, трехтструктурного изотропного топлива (TRISO) предназначенного для ядерного реактора поколения IV, а также были успешно завершения облучательные эксперименты по исследованию процессов наработки и высвобождения трития из материалов бланкета термоядерного реактора. Перечисленные примеры работ выполнялись в рамках заказов со стороны Агентства по атомной энергии Японии, Национального института квантовой науки и технологий (Япония), и Технологического института Карлсруэ (Германия). При этом ядерная инфраструктура нашего института позволяет проводить комплексные внереакторныематериаловедческие исследования на современном аналитическом оборудовании, что в результате позволяет получить полную картину о поведении конструкционных и функциональных материалов в условиях нейтронного облучения.Подобные исследования являются фундаментом развития атомной энергетики Казахстана и не только, и имеют важную роль для достижения целей Стратегии развития атомной отрасли Казахстана до 2050 года. Предстоящее строительство атомной электростанции потребует проведения масштабного комплекса работ по контролю качества металлоконструкций, трубопроводов, сварных соединений и технологического оборудования как на этапе монтажа, так и при последующей эксплуатации. Данные испытания проводятся с целью определить, как изменяются свойств материалов, применяемых в атомной энергетике, под воздействием нейтронного потока и температуры. Это очень важно, поскольку такие материалы должнысохранять свои свойства в течение десятилетий эксплуатации.Кто-то может сказать, что есть компьютерное моделирование и искусственный интеллект, которые позволяют прогнозировать эти процессы, однако они не могут учесть все тонкости и условия эксплуатации и поэтому окончательное подтверждение надежности возможно получить только экспериментальным путем в реальных условиях работы.Практически все государства, обладающие развитой атомной энергетикой, имеют собственные исследовательские реакторы и программы материаловедческих исследований. США, Франция, Китай, Россия, Япония и Южная Корея ежегодно проводят сотни внутриреакторных экспериментов, позволяющих совершенствовать реакторные технологии и повышать уровень безопасности атомных объектов.Поэтому для Казахстана наличие собственной экспериментальной базы, позволяющей проводить подобные исследования, приобретает особое значение. По мере развития национальной атомной программы возрастает потребность в независимой научной экспертизе, оценке новых материалов, адаптации зарубежных технологий к отечественным условиям эксплуатации и подготовке собственных специалистов.Это позволит не только снизить зависимость от зарубежных исследовательских центров, но и усовершенствовать собственные научные школы в области реакторного материаловедения.Таким образом, развитие собственной экспериментальной базы, проведение внутриреакторных испытаний, применение современных методов исследования материалов и подготовка высококвалифицированных специалистов являются необходимыми условиями устойчивого развития атомной отрасли Казахстана. Формирование таких компетенций позволит обеспечить научно-техническое сопровождение строительства и эксплуатации атомных электростанций, повысить уровень технологической независимости страны, укрепить ядерную и энергетическую безопасность, а также создать основу для развития отечественных высоких технологий и интеграции Казахстана в международное научно-технологическое сотрудничество.