Учёные Астраханского государственного технического университета завершили первый этап исследования, которое поможет сделать ядерные реакторы безопаснее. Работа посвящена системам аварийного охлаждения реакторов типа ВВЭР‑1000.
В центре внимания учёных — самые сложные аварии, возникающие при полной потере электропитания, когда перестают работать активные системы безопасности. Сейчас в подобных ситуациях задействуются системы пассивного отвода тепла, однако они не вполне надёжны. У таких систем есть два существенных недостатка: охлаждение запускается с задержкой, а площадь теплообмена недостаточна. Из‑за этого температура активной зоны реактора может расти неконтролируемо, что чревато тяжёлыми последствиями.
Решить проблему предложили доцент Александр Семёнов и старший преподаватель Александр Андреев с кафедры «Теплоэнергетика и холодильные машины». Они выступили с идеей интегрировать в систему охлаждения абсорбционные холодильные машины. Эти устройства производят холод, используя тепло вместо электричества, — а значит, в случае аварии такая система останется работоспособной даже при полном обесточивании. Эффективность абсорбционной холодильной машины как раз возрастает в критических режимах: когда остаточное тепловыделение реактора высоко, оно становится «топливом» для создания холода. В отличие от традиционных решений новая технология не просто отводит тепло, а повторно его использует — и за счёт этого повышает собственную эффективность.
Исследование включало моделирование разных сценариев аварии с учётом остаточного тепловыделения, в том числе ситуаций с частичным и полным отказом оборудования. Результаты подтвердили недостатки нынешних систем и обосновали необходимость нововведений. Достижения учёных уже оценили в научном сообществе: итоги работы опубликованы в международном журнале «Атомная энергия», который издаётся при поддержке Росатома.
По оценкам исследователей, внедрение новой системы даст персоналу несколько дополнительных часов на стабилизацию ситуации в случае тяжёлой аварии. Если же уровень тепловыделения невелик, получится и вовсе предотвратить аварию.
На следующем этапе учёные планируют адаптировать технологию для транспортных ядерных установок, включая судовые реакторы, и наладить сотрудничество с проектами атомных станций.