Под управлением человека она даёт энергию городам, заставляет двигаться огромные ледоколы и подводные лодки, лечит больных. Но если оставить без контроля, то может нанести непоправимый вред. Именно поэтому везде, где человек с ней работает, есть приборы, которые измеряют уровень излучения и предупреждают об опасности. Как они это делают?
В толщину кожи
Что такое дозиметр, знают все, но далеко не каждый видел его собственными глазами. У кого-то в памяти остался образ индивидуальных приборов из советских времён, которыми особо мнительные граждане проверяли на базаре фрукты, - в виде увесистых коробочек. Но нынешние дозиметры - те, что носят сотрудники АЭС или моряки на атомных судах - отличаются от этого образа так же, как современный сотовый телефон от своего аналогового «дедушки». Современные приборы почти плоские - 5 см в длину и 1,5 см в ширину.
Системы для оценки состояния воздуха на атомных электростанциях, кораблях или подводных лодках тоже небольшие, хотя сами помещения, где ведётся контроль радиационной обстановки, могут быть огромными. Впрочем, компактная электронная «начинка» сегодня уже никого не удивляет. Однако в этих приборах помимо неё есть очень важная составляющая - детектор. Очевидно, что он тоже очень компактный.
В лаборатории детекторов излучений Специализированного научно-исследовательского института приборостроения (СНИИП), который входит в машиностроительный дивизион «Росатома», показывают современные детекторы для оценки содержания радиации в воздухе. Один из их элементов - плёночная лента толщиной с человеческую кожу - 0,3-0,4 мм.
Она наматывается на специальные конструкции, которые помещаются в корпус приборов. Это позволяет исследовать содержащиеся в воздухе микрочастицы на большой площади при минимальных размерах оборудования. Так, для Калининской АЭС изготовили 13 погонных метров плёнки, а глядя на приборы, в которые её «упаковали», этого не скажешь.
Изготавливают плёнку из полимера, а чтобы частички излучения фиксировались световыми вспышками, используют ещё и люминофоры - вещества, способные преобразовывать поглощаемую энергию в световое излучение.
Смешать несмешиваемое
«Детектор - это такая композиция материалов, которая позволяет обработать эти аналоговые сигналы об излучении и преобразовать их в цифровые, чтобы далее вести анализ и управлять процессами», - поясняет Владимир Шмелёв, начальник лаборатории.
В советские времена в институте разработали уникальную технологию: люминофоры на плёнку «выливали» в специальной «поливной машине», а, чтобы они «не осыпались», саму плёнку ламинировали.
Но сейчас нашли новый способ получения плёночных детекторов - методом экструзии (плавления полимера). Благо экструдеры (станки для таких процессов) - уже реальность. Но в промышленности эти машины настроены, как правило, на один материал. А здесь экструдер должен работать с разными компонентами. Потребовалось научиться смешивать несмешиваемое: очень сложный материал поликарбонат всё с теми же люминофорами.
Эту хитрую задачу наши учёные решили. Одновременно существенно снизили расход люминофоров (недешёвых веществ) - на 30-40%. Срока годности у плёночных детекторов нет. Если вовремя проводить профилактические работы, то работать они будут бессрочно.
На переднем рубеже
Институт начал сейчас отгрузку своего оборудования на 4-й энергоблок Тяньваньской АЭС, которую в Китае строит «Росатом». Её автоматизированная система радиационного контроля (АСРК) - это 250 измеряющих устройств и порядка 3 тыс. измеряющих каналов, а также мощный вычислительный компьютерный комплекс.
В случае с этим заказом нашим учёным-атомщикам нужно интегрировать своё оборудование с китайским и французским. А для российских станций интеграция не требуется - и оборудование, и его программное обеспечение делают сами.
Рядом со стойками и мониторами, что «уедут» в Китай, - такие же стойки и мониторы, которые отправятся на нашу Ленинградскую АЭС. Оборудование запущено и работает, а двое молодых учёных контролируют процесс, оценивая, как системы в целом справляются со своими задачами.
Вообще, среди сотрудников института молодые лица встречаются значительно чаще, чем пожилые, - есть-таки приток кадров в науку, если она развивается, как это происходит в атомной отрасли. Из 525 сотрудников института более 30% ещё не достигли 30-летнего рубежа. А средний возраст работающих здесь - 47 лет. Это одно из наглядных свидетельств возрождения института, пережившего весьма непростые годы.
«В поздние советские времена здесь работали 4 тысячи сотрудников, у института было 4 завода», - рассказывает Игорь БУРЦЕВ, генеральный директор СНИИП.
Затем, после развала СССР, пришли большие проблемы. Заказов не стало, потому что новые объекты практически не строились. Возрождение началось, когда институт вошёл в машиностроительный дивизион госкорпорации «Росатом» «Атомэнергомаш».
С 2013 г. выручка, по словам гендиректора, выросла почти в 5 раз, производительность труда - тоже в 5 раз, зарплата - в 3 раза. Портфель заказов составляет сейчас 17 млрд руб. - это на 5 лет работы в спокойном режиме.
«Мы стоим на переднем рубеже защиты от радиации», - с удовлетворением говорит Игорь Бурцев.
Курица-испытатель
В центре метрологии и испытаний института оборудование для китайской станции тестируют на выносливость к климатическим условиям и возможным природным катаклизмам.
В одной термобарокамере температура, судя по показаниям, -49°С, в другой - +60°С при влажности 98%.
«Мы создаём условия от арктических холодов до тропической жары, - поясняет сотрудник центра Геннадий Чебыкин. - В любом климате оборудование должно работать и точно измерять уровень радиации».
Он открывает «холодную» термобарокамеру и достаёт оттуда… сюрприз - курицу, мягкую игрушку. «Вот, - говорит, - она провела в «Арктике» 5 часов». Зимовка птичке явно пошла на пользу: покрытая инеем, она ярко сверкает в лучах люминесцентных ламп.
А её сестра-близнец отправилась в сейсмоопасную зону - на участок, где проводят динамические испытания. Геннадий лишь слегка закрепил её, опоясав широкой петлёй вокруг вертикального жезла на конструкции. Рядом прикреплён измерительный прибор, который должен работать, даже если произойдёт землетрясение. С нажатием кнопки конструкцию начинает изрядно трясти - моделируется землетрясение силой 8 баллов. Прибор работает безотказно.
Да и птица мужественно принимает все выпавшие на её куриную долю испытания - подпрыгивает и раскачивается, продолжая упорно держаться за петлю. После завершения игрушка выглядит слегка растрёпанной, но в то же время готовой к новым тестам. В конце концов, её «страдания» не проходят даром, безопасность ядерных объектов - безусловный приоритет атомщиков.
Смотрите также:
- Ковер от борщевика и порошок от взрыва: самые интересные изобретения России →
- Нанотехнологи создали рождественскую открытку в 500 тыс. раз меньше обычной →
- Русский интеллектор. Изобретатель Горохов придумал компьютер еще до Джобса →