В 1966 году уральская наука получила уникальный физический инструмент для фундаментальных исследований — исследовательский ядерный реактор ИВВ-2.
Исследовательские реакторы — двигатель атомной науки
Когда завершался атомный проект, руководство страны и Академия наук СССР приняли решение снабдить ведущие научные центры и «атомные» вузы исследовательскими ядерными реакторами. В их число попал и Заречный, где как раз готовились к началу строительства Белоярской АЭС.
Проектирование нового исследовательского реактора поручили Научному институту «Росатома» в Москве. Сперва хотели взять за основу исследовательский реактор типовой (ИРТ) или водо-водяной (ВВР), но потом изменили проект на ИВВ — исследовательский водо-водяной. Это была оригинальная модернизированная конструкция типового исследовательского реактора ИРТ-2000.
Реактор из шести «лепестков»
Специально для уральской установки разработали концепцию бассейнового реактора с многоловушечной активной зоной, набираемой из шести секций в составе шести ТВС. То есть в каждой секции — своя ловушка нейтронов. В центре конструкции — самая большая центральная ловушка. Вокруг нее и вокруг всех тепловыделяющих сборок — бериллиевые блоки, играющие роль зеркала для нейтронов.
Так в исследовательском реакторе создавалось огромное пространство для экспериментальных устройств — до 40 штук! Их можно было ставить в центральную ловушку, в отдельные ловушки в секциях, или же на место части бериллиевых блоков. Впервые в мировой практике удалось реализовать идею активной зоны из отдельных секций.
23 апреля 1966 года в 12 часов 48 минут в оперативном журнале появилась запись: «Критмасса!». С этого началась история Института реакторных материалов в Заречном.
К концу 1970-х годов провели первую полную модернизацию реактора — тогда к названию добавили букву М, и установку начали называть ИВВ-2М. Мощность выросла с 10 до 15 МВт, обновились экспериментальные стенды. Реактор принял современный вид гетерогенного водо-водяного реактора бассейнового типа с широкими экспериментальными возможностями.
Универсальные эксперименты
Исследовательский реактор ИВВ-2М создавали для проведения прикладных и фундаментальных исследований. Тут изучали топливные композиции, тестировали ТВЭЛ и ТВС в газовых средах, исследовали радиационную и коррозионную стойкость и проводили механические испытания материалов для конструкций реакторов, а также изучали материалы биологической защиты.
Здесь проводятся испытания не только для энергетики будущего, но и в интересах исследовательских реакторов, материаловедения и космической отрасли. Сегодня испытания ведут на нескольких стендах: «ПУРС», «РИСК» и «Урал».
Стенды исследовательского реактора ИВВ-2М
«ПУРС»: для испытания преобразователей тепловой энергии в электрическую у космических ядерно-энергетических установок.
«РИСК»: для испытаний реакторного «топлива»: твэлов, макетов твэлов и разных топливных композиций в инертной газовой среде. Тут нарабатывают технологии для топлива высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов. Такие установки можно будет использовать для крупномасштабного производство водорода — для водородной энергетики.
«Урал»: для обучения конструкционных материалов и элементов изделий, проведения коррозионных испытаний, исследования выхода радионуклидов из тяжелого жидкометаллического теплоносителя.
ИВВ-2М будет работать до 2040 года
С 2010 года Научный институт «Росатома» в Заречном вел программу по реконструкции реактора: необходимо было заменить систему управления и защиты, установить современную «умную» электронику, обновить системы радиационного контроля, охлаждения реактора, очистки теплоносителя. Модернизировали даже шахту-хранилище отработавших тепловыделяющих сборок. Все эти работы завершились в 2024 году. Срок службы ИВВ-2М удалось продлить еще на 15 лет — теперь он будет служить науке как минимум до конца 2040 года.
Поздравляем коллектив института с юбилеем легендарной исследовательской установки!
Подписывайтесь на наш канал и следите за новостями российской науки!
Присоединяйтесь к команде научного блока «Росатома», актуальные вакансии – на карьерном портале.