Обнинск
не случайно называют первым наукоградом. Здесь, как известно, сконцентрировано
большое количество научных институтов и предприятий, здесь творили выдающиеся
ученые и изобретатели, и именно в Обнинске была запущена Первая в мире атомная
станция. А еще сегодня здесь трудятся люди, которые вполне успешно осваивают
новые технологии и делают научные открытия. На днях журналисты нашего
еженедельника посетили предприятие «Пролог», где несколько лет назад родилось
вполне себе обычное, но в то же время уникальное изобретение, которое сегодня
используется на нескольких атомных станциях нашей страны. Экскурсию для
журналистов провел директор компании Игорь ШЕВЦОВ.
ВСЕ
ГЕНИАЛЬНОЕ - ПРОСТО?
- Я
хочу рассказать вам об одной весьма парадоксальной разработке, которую,
несмотря на то, что она прикладная, вполне можно назвать и научной, - начал
свой рассказ Игорь Шевцов. - Все дело в том, что само это изделие - точнее,
тот, материал, из которого оно создано, для тех целей, для которых начали
использовать его мы, ранее никогда не применялся. Речь идет об оптоволоконных
датчиках деформации для измерения геометрии и формоизменения активной зоны
ядерного реактора.
Весь
парадокс в том, что само по себе оптоволокно, по словам Игоря Александровича,
использоваться в условиях работающего реактора в принципе не может. Однако
обнинские изобретатели все-таки смогли сделать невозможное возможным, применив
научные знания и собственную смекалку.
Над
этой разработкой группа специалистов из «Пролога» под руководством заместителя
директора по научной части Артема ФЕДОРОВА начала работать еще в 2008 году.
- Нам удалось создать радиационно-стойкие
оптоволоконные сенсоры на основе решеток Брэгга и применить их в качестве
датчиков деформации для измерений искривления элементов активных зон реакторов
РБМК-1000, - поясняет Федоров. - Сенсоры представляют собой решетки Брэгга -
периодические наноструктуры, нанесенные на кварцевое оптоволокно, которые
отражают свет определенной длины волны. В 2012 году нашим предприятием была
разработана измерительная «Система для внутриреакторных измерений искривлений
каналов реактора РБМК-1000 (ИПО-45)», предназначенная для измерения искривления
технологических каналов РБМК-1000 на расхоложенном реакторе во время ремонта. В
это время топливо из канала должно быть выгружено.
СОВЕРШЕНСТВУ НЕТ ПРЕДЕЛА
Сам
датчик, говоря обычным человеческим языком, представляет собой тоненькую
стеклянную нить длиной 16 метров. Чувствительный элемент измерительной системы
состоит из пучка таких датчиков, заформованного в гибкую металлическую штангу,
помещенную в специальный металлический короб. А непосредственно измеряемыми
параметрами являются: амплитуда сигнала, прошедшего через оптоволокно, амплитуда
отраженного от решетки Брэгга сигнала, резонансная (брэгговская) длина волны
характерного спектрального пика решетки. При измерениях деформации и
температуры под показаниями датчика понимается резонансная длина волны
отражения датчика.
-
Измерение искривления канала реактора производится при помощи гибкой штанги,
опускаемой внутрь канала реактора. Изгиб измерительной штанги создает в
оппозитных датчиках деформации, прикрепленных к её стенкам, деформации
растяжения и сжатия соответственно. Измерив обе эти деформации, можно вычислить
радиус изгиба штанги в данной точке. Рассчитав таким образом радиусы изгиба
штанги с некоторым шагом по высоте штанги, можно расчетным путем восстановить
её профиль с достаточной для практических целей точностью, - объясняет Федоров.
Штанга
ставится в измеряемый канал при помощи подъемного крана центрального зала
реактора, запись показаний всех датчиков деформации занимает менее одной
секунды, после чего штанга извлекается из канала. Суммарное время измерения
искривления одного канала занимает, таким образом, 12-15 минут. Прибор очень
прост в эксплуатации и надежен. Результат измерений выдается в виде готового
протокола в формате Excel.
Но
отрасль продолжала ставить новые задачи, и энергетики захотели измерять
геометрию каналов, не выгружая топливо. Ведь ранее, для того чтобы выявить
деформационные параметры реактора, нужно было его остановить, выгрузить все
топливо, провести необходимые измерения, а после загрузить топливо обратно. На
все эти манипуляции, как поясняет Шевцов, уходило несколько недель, что можно
приравнять к самой настоящей временной роскоши, если говорить о рабочих
процессах атомных станций. И уже спустя три года специалисты из «Пролога»
создали так называемую новую версию ИПО-45 - ИКС-49. Эта система также состоит
из аналогичных компонентов: измерительной штанги, измерительного блока с ПК
типа «ноутбук» со специализированным ПО «ИПО-Скан» и кабельного шлейфа.
Однако
с помощью ИКС-49 проводить измерения можно без извлечения топлива из реактора,
что играет огромную роль в работе атомных станций.
Свое
изобретение компания «Пролог» уже запатентовала и ведет активные поставки на
несколько атомных станций России. В настоящее время обнинское предприятие
готовится к сотрудничеству со Смоленской «атомкой». Удивительно еще и то, что
реальный ресурс датчиков, создаваемых в «Прологе», пока неизвестен, потому что
ни один из них еще не вышел из строя.
Кристина ЗВОН
