Материалы портала «Научная Россия»

В ТПУ разработали тренажер для производств по разделению изотопов, не имеющий мировых аналогов

В ТПУ разработали тренажер для производств по разделению изотопов, не имеющий мировых аналогов
С помощью тренажера сотрудники предприятий Росатома и студенты-атомщики отрабатывают алгоритмы действий при возникновении нештатных аварийных ситуаций на производстве

Ученые Томского политехнического университета создали не имеющий мировых аналогов тренажер для производств по разделению изотопов. Разработка уже внедрена на двух предприятиях Росатома. С помощью тренажера сотрудники этих предприятий отрабатывают алгоритмы действий при возникновении нештатных аварийных ситуаций на производстве. Кроме этого, политехники адаптировали тренажер для студентов вуза, и теперь на нем отрабатывают навыки будущие атомщики.

«В ядерно-топливном цикле самая сложная задача — получение изотопно-модифицированного ядерного топлива. Дело в том, что природная смесь урана не пригодна для ядерного реактора. Ее необходимо обогащать. Осуществляется это как раз с помощью процесса разделения изотопов. Это сложный и высотехнологический процесс изменения изотопного состава вещества, состоящего из смеси различных изотопов одного химического элемента. Из одной смеси изотопов или химических соединений на выходе процесса получают две смеси: одна с повышенным содержанием требуемого изотопа (обогащенная смесь), другая с пониженным (обедненная смесь). Трудность этого процесса заключается в том, что изотопы обладают практически одинаковыми физико-химическими свойствами, и разделить их очень сложно. Именно поэтому не многие страны обладают подобной технологией. Сегодня такие производства есть в России, Франции, США, Японии, Китае, Голландии, Германии, Иране, Пакистане. Исторически сложилось так, что в США и Франции для разделения изотопов используется газовая диффузия, а в России — более эффективный, на мой взгляд, метод — газовые центрифуги, которые можно использовать не с одной целью, как на зарубежных предприятиях, а для выполнения различных производственных задач. Однако оборудование это очень сложное и дорогое», — рассказывает доцент Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Сергей Тимченко.

Газовая центрифуга вращается на высоких скоростях. Центробежная сила придавливает газ с содержащимися в нем изотопами к стенке, за счет диффузии более легкие изотопы занимают свой радиус, а более тяжелые — свой. Усиливает этот эффект особая гидравлика центрифуги. Далее их переводят из газовой в твердую фазу и получают металлический уран, а затем прессуют его в ТВЭЛы.

«Современная газовая центрифуга может работать несколько десятков лет. Именно поэтому очень важно поддерживать необходимый технологический режим, чтобы сохранять это дорогостоящее оборудование в рабочем состоянии,

— описывает процесс Сергей Тимченко. — Могут возникнуть и аварийные ситуации — отключение электроэнергии, износ оборудования, гидравлическая волна и так далее. Важно, чтобы персонал мог как можно быстрее на это отреагировать. Для этого действия сотрудников должны быть отточены до автоматизма. Отрабатывать такие ситуации в жизни, на работающем оборудовании практически невозможно. Вспомнить и суметь применить знания из толстенной инструкции в момент возникновения аварии, не имея опыта физических действий, тоже проблематично. Чтобы решить эту проблему, по заказу наших партнеров из Росатома, мы создали тренажер, который помогает нарабатывать персоналу опыт действий в аварийных ситуациях», — объясняет Сергей Тимченко.

Самые распространенные аварийные ситуации связаны с отказом оборудования. Например, может сломаться или остановиться компрессор, или же выйдут из строя клапаны. Кроме этого, из-за износа в процессе долгой эксплуатации может начать разрушаться сама газовая центрифуга. Разрушившись, она может повредить другие, целые центрифуги. В таких случаях нужно уметь правильно разобраться в ситуации и, желательно, с минимальным материальным ущербом.

«С такими штатными ситуациями на предприятиях, как правило, проблем не возникает. Но бывают и крупные, нештатные аварии, при возникновении которых нужно суметь быстро принять меры. Например, если случится перерыв в подаче электричества из-за аварии на энергосетях или другая крупная проблема. В наш тренажер установлены как раз такие ситуации», — говорит Сергей Тимченко.

Он уточняет, что тренажер уже внедрен на предприятия Росатома — АО «СХК» («Сибирский химический комбинат») и АО «ПО «Электрохимический завод». С помощью него на СХК специалисты подтверждают квалификацию — в частности, работа на тренажере ТПУ была включена в один из экзаменов на предприятии.

Добавим, после внедрения тренажера на предприятиях, ученые ТПУ решили использовать его также для обучения студентов-атомщиков. За несколько лет тестовую версию тренажера прошел уже не один курс политехников. В 2017 году его внедрение в учебный процесс было полностью завершено.

 

Источник: news.tpu.ru

тренажер для производств по разделению изотопов

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий