Росатом проводит импортозамещение систем радиационной безопасности

На объектах атомной энергии, и прежде всего на АЭС, для обеспечения радиационной безопасности применяются автоматизированные системы радиационного контроля. Они собирают, обрабатывают, хранят и представляют эксплуатирующему персоналу информацию о значениях и динамике изменения показателей, состоянии технологического оборудования и эффективности защитных барьеров. Требования к оборудованию постоянно ужесточают, а в профессиональном сообществе обсуждают вопросы унификации и типизации проектно-конструкторских решений преимущественно на отечественной элементной базе.

Текст: Андрей Гордеев, директор по перспективным разработкам, начальник отдела аналитики и информации АО «СНИИП», руководитель проектов развития по направлению радиационного контроля

В данном сегменте радиационной безопасности, за исключением лабораторных и аналитических программно-технических средств, доля российского оборудования традиционно высокая, а продукция зарубежных компаний главным образом используется в качестве комплектующих изделий при создании приборов для измерения параметров ионизирующих излучений.

Начиная с 2019 года в контуре ГК «Росатом» развернуты работы по локализации решений зарубежных производителей аппаратуры радиационного мониторинга и индивидуального дозиметрического контроля на производственных мощностях отраслевых предприятий. На территории АО «СНИИП» планировалось создание производственных участков для изготовления радиационных мониторов и индивидуальных электронных дозиметров фирм Mirion Technologies (Франция) и Thermo Fisher Scientific (Германия) соответственно. Но после начала СВО западные компании отказались от сотрудничества: по российским проектам полностью, по международным – исключительно в формате поставки законченных изделий на площадки конечных пользователей за рубежом. В данных условиях взаимодействие с партнерами с нашей стороны было признано нецелесообразным.

Процесс перехода

Для замены решений ушедших компаний у российских разработчиков и производителей оборудования радиационного контроля уже имелся значительный задел по созданию аналогов собственного дизайна. Архитектура систем безопасности для АЭС производится отечественными проектно-конструкторскими организациями. Благодаря этому процесс перехода на независимое от импорта оборудование в проектах сооружения энергоблоков состоялся практически бесшовно и без существенных издержек.

С другой стороны, особенности исполнения оборудования Mirion Technologies в виде конструктивно завершенных установок для измерения объемной активности газовоздушных сред, содержащих побудители расхода, запорно-регулирующую арматуру, трубы сложной геометрии и другие элементы для обеспечения отбора контролируемых проб, не могли быть воспроизведены без дополнительных опытно-конструкторских работ и последующих испытаний. На текущий момент описанные задачи успешно решены и в отраслевой линейке продукции, представленной АО «СНИИП» (г. Москва) и ФГУП «ПСЗ» (Челябинская область), появилось новое оборудование, не уступающее по своим характеристикам зарубежным аналогам.

Сложности подбора аналогов

Основные проблемы при переходе на отечественные решения сводятся к отсутствию полноценных отечественных аналогов импортным переносным и мобильным приборам для периодического и эпизодического контроля и лабораторного анализа, а также дозиметрическим комплексам для оперативного и текущего индивидуального контроля.

В первом случае сказывается обстоятельство, что отечественная промышленность не выпускает полупроводниковые детекторы из особо чистого германия (ОЧГ), используемого для построения прецизионных спектрометров, способных идентифицировать более сотни радионуклидов в образцах заранее неопределенного состава. Доступные на российском рынке сцинтилляционные детекторы имеют худшее энергетическое разрешение, с их помощью можно раздельно контролировать значительно меньшее число радионуклидов.

Во втором случае есть отставание российских приборостроителей от иностранных фирм по той производительности, которой обладают считыватели для термолюминесцентных дозиметров (ТЛД), и видам излучений, регистрируемых с помощью электронных прямо показывающих дозиметров.

Поиск отечественных решений

Для замены детекторов из ОЧГ, в том числе в составе технологических избирательных радиометров и спектрометров излучения человека, на выпускаемые российскими предприятиями сцинтилляционные детекторы и приборы на их основе мы вынуждены были пересмотреть методики выполнения измерений и подходы к организации радиационного контроля в целом.

Благодаря проведенной совместно с Генпроектировщиком АЭС оптимизации объема радиационного контроля удалось интегрировать в состав автоматизированной системы широкодиапазонные измерительные каналы объемной активности радиоактивных газовоздушных и жидких сред с интеллектуальными спектрометрическими устройствами детектирования СГГ-02Р и СЕГ-01Р производства АО «СНИИП». Их цифровые элементы посредством продвинутых алгоритмов обработки сигналов и применения производительных матметодов с приемлемой точностью компенсируют физические ограничения, свойственные детекторам.

Важно, что удорожания проектов вследствие замен не происходит: высокие теххарактеристики спектрометров на основе ОЧГ-детекторов, изначально созданных для фундаментальных исследований в ядерной физике, во многом избыточны для прикладных задач обеспечения радиационной безопасности на АЭС. Применение этих детекторов для непрерывного радиационного контроля сопряжено с эксплуатацией технически сложных систем охлаждения и не всегда экономически целесообразно.

В поиске решений по системам ТЛД и другим компонентам индивидуального дозиметрического контроля мы вынуждены были пойти на частичное использование информации о коллективных дозах облучения, получаемой с помощью стационарных измерительных каналов, при расчете индивидуальных доз персонала, а также приобрести дополнительные считывающие устройства для сокращения времени обработки дозиметров.

Параллельно находящимися в контуре ГК «Росатом» АО «СНИИП» и ООО «НПО «Центротех» (филиал в Иркутской области) в ускоренном темпе ведутся работы по созданию собственных комплексов ТЛД с автоматическими системами считывания показаний, рассчитанными на потоковую обработку образцов и выполненными полностью на отечественной элементной базе. Кроме того, отрасль в лице АО «УЭМЗ» (г. Екатеринбург) активно внедряет в промышленное производство альтернативную технологию, рассматриваемую в качестве замены или дополнения ТЛД, основанную на явлении оптически стимулированной люминесценции (так называемая ОСЛ-дозиметрия).

Полученные результаты вселяют сдержанный оптимизм в отношении перспектив решения задач импортозамещения в сегменте систем радиационной безопасности объектов критической инженерной инфраструктуры.