Узбекистан, Ташкент – АН Podrobno.uz. Выдержат ли топливо и материалы реакторов нового поколения долгие годы работы и насколько точны компьютерные модели, которые рассчитывают их поведение? Эти вопросы стали частью международного обсуждения в Ташкенте, где специалисты из 18 стран обсудили будущие эксперименты на строящемся в России исследовательском реакторе МБИР. Как научные центры планируют сотрудничать, какие технологии собираются испытывать и какую роль в этих исследованиях может сыграть Узбекистан, выяснил корреспондент Podrobno.uz.
Процессы внутри реактора моделируют с помощью специальных программ – так называемых расчетных кодов. Они позволяют рассчитывать поведение топлива и конструкционных материалов, оценивать работу оборудования и выполнять расчеты для оценки безопасности проектируемых установок. Однако даже самые совершенные модели нуждаются в проверке: результаты расчетов необходимо сопоставлять с данными реальных экспериментов. Поэтому исследовательские реакторы нужны не только материаловедам, которые изучают, как вещества меняются под воздействием радиации, но и разработчикам программ для проектирования и оценки безопасности. Экспериментальные данные позволяют уточнять расчеты, проверять научные гипотезы и определять, какие решения можно применять на практике.
Одна из установок, которая должна расширить возможности таких исследований, – многоцелевой исследовательский реактор на быстрых нейтронах МБИР. Он строится в российском Димитровграде. Пока продолжается строительство, участники Международного центра исследований на базе МБИР (МЦИ МБИР) формируют программу будущих экспериментов и определяют направления международного сотрудничества.
Какие технологии собираются испытывать?
Перспективным реакторам нужны топливо и конструкционные материалы, способные выдерживать длительную эксплуатацию в сложных условиях, в том числе под воздействием интенсивного нейтронного облучения. Чтобы оценить их свойства и надежность, необходимо проводить специальные испытания на исследовательских установках.
О востребованности таких возможностей говорит статистика Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ). Как отметил руководитель секции исследовательских реакторов агентства Пётр Чакров, сегодня в мире работают 228 исследовательских реакторов в 54 странах, еще 16 установок строятся. По его словам, МБИР станет самым высокопоточным исследовательским реактором на быстрых нейтронах и расширит возможности облучательных испытаний.
Одним из крупных направлений исследований станет разработка топлива и материалов для реакторов нового поколения. В частности, ученые намерены изучать решения, рассчитанные на более длительную эксплуатацию и повышенную устойчивость к тяжелым условиям, включая аварийные ситуации.
Еще одна важная тема – повторное использование компонентов отработавшего ядерного топлива. Председатель Консультативного совета МЦИ МБИР, вице-президент Российской академии наук Степан Калмыков объяснил, что такой подход позволяет полнее использовать ядерные ресурсы и сократить количество радиоактивных отходов, которые в конечном итоге необходимо захоранивать.
Отдельные элементы этого цикла уже применяются на практике. Андрей Шадрин, руководитель направления радиохимии частного учреждения "Наука и инновации", входящего в госкорпорацию "Росатом", рассказал, что плутоний, выделенный из отработавшего топлива водо-водяных энергетических реакторов, используют при изготовлении смешанного уран-плутониевого МОКС-топлива для быстрого реактора БН-800.
МБИР предполагается использовать для испытаний конструкционных материалов и топлива, в том числе более устойчивого к аварийным условиям. Такие исследования должны помочь оценить характеристики новых решений и проверить их пригодность для перспективных реакторных систем.
В Ташкенте обсуждали и другие направления: материалы для будущих термоядерных установок, жидкосолевые технологии и разработки в области малой ядерной энергетики. Каждое из них требует экспериментальной проверки – от оценки характеристик новых материалов до подтверждения работоспособности отдельных технических решений.
Генеральный директор оргинизации "Лидер Консорциума «МЦИ МБИР»" Василий Константинов напомнил, что часть тепла исследовательского реактора предусмотрено использовать для выработки электроэнергии. По его словам, МБИР "мог бы стать прототипом будущей энергоустановки, демонстратором отдельных решений".
Почему к исследованиям подключаются разные страны?
Именно потребность в экспериментальных данных стала одной из главных тем третьего заседания Консультативного совета МЦИ МБИР, которое в конце сентября прошло в Институте ядерной физики Академии наук Узбекистана (ИЯФ).
Встреча объединила более 150 представителей 72 организаций из 18 стран. Участники подключались как очно, так и по видеосвязи. Для сравнения: на предыдущем заседании в Дубне присутствовали 87 экспертов из 41 организации.
Ученые и представители отраслевых организаций обсуждали, какие эксперименты необходимы разработчикам новых реакторных систем, как распределить исследовательские задачи и каким образом организовать совместную работу. Пока МБИР строится, участники международного центра определяют потребности научных организаций и формируют направления исследований, которые предстоит реализовать после запуска установки.
Заместитель генерального директора "Росатома" по науке и стратегии Евгений Абакумов предложил использовать МБИР как площадку для сотрудничества разработчиков расчетных программ. По его замыслу, инструменты, созданные разными научными школами для моделирования отдельных процессов, можно объединять и применять совместно.
Это позволит сопоставлять результаты разных моделей с экспериментальными данными, уточнять расчеты и расширять возможности исследований. Само заседание в Ташкенте Абакумов назвал подтверждением того, что "проект МБИР действительно интересен международному научному сообществу".
У разных участников консорциума свои причины присоединяться к проекту, но практические задачи во многом совпадают. Например, Китайская ассоциация по атомной энергии рассматривает международное сотрудничество как способ эффективнее организовать исследования.
Заместитель генерального секретаря ассоциации Лун Маосюн выделил три основных преимущества совместной работы: распределение затрат, сокращение сроков исследований и объединение экспериментальных данных. Для сложных научных проектов это особенно важно, поскольку отдельные испытания могут требовать значительных ресурсов, специализированного оборудования и участия экспертов из разных областей.
В работе заинтересованы и государства, которые развивают собственные ядерные программы и системы подготовки специалистов. Так, Арабское агентство по атомной энергии (AAEA), объединяющее 14 государств, рассматривает МБИР как базу для исследований и обучения кадров.
В феврале 2026 года агентство подписало с организацией "Лидер Консорциума «МЦИ МБИР»" соглашение о стратегическом сотрудничестве. Салем Хамди, генеральный директор AAEA, отметил, что в сотрудничестве с МБИР арабские страны рассчитывают развивать исследования топлива и материалов для реакторов четвертого поколения, производство медицинских радиоизотопов и технологии обращения с радиоактивными отходами. Еще одно направление – валидация расчетных кодов для регуляторов.
"Важнейшим вектором является создание специализированного арабского учебного центра", – добавил Хамди.
Доклады на заседании также представили специалисты из Вьетнама, Индии, Бразилии, Ирака, Иордании и Сирии.
Таким образом, обсуждение охватило не только технические задачи будущих испытаний, но и вопросы подготовки кадров, обмена научными данными и организации международных исследований.
По итогам встречи участники уточнили потребности разработчиков новых реакторных систем. Следующий шаг – определить приоритетные направления и подготовить совместные эксперименты.
Компьютерным моделям тоже нужны испытания
Отдельное место в обсуждении заняла проверка расчетных кодов – программ, с помощью которых ученые моделируют процессы внутри реактора. Такие инструменты позволяют оценивать поведение материалов, рассчитывать параметры работы оборудования и анализировать безопасность проектируемых установок еще до того, как их решения будут реализованы на практике.
Но точность расчетов зависит от того, насколько хорошо программа описывает реальные физические процессы. Для этого результаты моделирования необходимо сравнивать с экспериментальными данными, полученными на исследовательских реакторах. Если обнаруживаются расхождения, модели уточняют, а расчеты проверяют повторно.
Поэтому доступ к экспериментальной базе важен сразу для нескольких групп специалистов: исследователей топлива и материалов, разработчиков реакторных технологий и авторов программного обеспечения. Международное сотрудничество в этой области позволяет объединять данные, полученные разными научными центрами, и использовать их для проверки расчетов.
Именно такой подход предложил развивать Евгений Абакумов. По его мнению, МБИР может стать площадкой, на которой разработчики расчетных программ будут совместно работать над моделированием отдельных процессов и проверять результаты с помощью экспериментальных данных.
На заседании также обсуждали возможности искусственного интеллекта. Его предполагается применять для подбора материалов и оптимизации технологических параметров. При этом ИИ, как и традиционные расчетные программы, нуждается в достоверных исходных данных и проверке результатов. Эксперименты должны помочь оценить, насколько предложенные алгоритмами решения соответствуют реальным свойствам материалов и условиям эксплуатации реакторных систем.
Таким образом, будущая исследовательская программа МБИР связана не только с испытаниями топлива и материалов. Она также должна создать основу для совершенствования методов моделирования, которые используются при проектировании и оценке безопасности новых реакторов.
Что это даст Узбекистану?
Для Института ядерной физики Академии наук Узбекистана участие в проекте — возможность расширить уже существующие исследования и получить доступ к дополнительным экспериментальным возможностям.
ИЯФ занимается радиационным материаловедением и изучением новых видов топлива. По словам президента Академии наук Узбекистана Шавката Аюпова, именно перспектива расширить эту работу благодаря высокому потоку быстрых нейтронов побудила институт одним из первых присоединиться к консорциуму МБИР.
Речь идет не о замене действующей научной инфраструктуры, а о дополнении ее возможностями новой установки. Директор ИЯФ, академик Илхам Садиков связал будущие исследования на МБИР с уже работающей экспериментальной базой института, включая модернизированный исследовательский реактор ВВР-СМ и комплекс ускорителей.
"Сегодняшняя встреча наглядно демонстрирует, что современная ядерная физика и реакторные технологии не имеют границ. Интеграция возможностей строящегося реактора МБИР с действующей инфраструктурой ИЯФ, включая наш модернизированный исследовательский реактор ВВР-СМ и комплекс ускорителей, открывает принципиально новые горизонты для прикладной науки в макрорегионе.
Мы видим огромный потенциал в совместных материаловедческих экспериментах, верификации расчетных кодов и производстве радиоизотопов. Уверен, что объединение наших уникальных компетенций и экспериментальных баз станет надежным фундаментом для обеспечения ядерной безопасности и устойчивого развития мирного атома", – сказал ученый.
Таким образом, интерес Узбекистана к МБИР связан сразу с несколькими направлениями: исследованиями материалов и топлива, проверкой расчетных моделей и производством радиоизотопов. Совместная работа с зарубежными научными центрами также открывает возможности для обмена экспериментальными данными и опытом.
Важность развития такой инфраструктуры подчеркнул и президент Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук, направивший приветствие участникам заседания.
В своем обращении он отметил, что строящийся МБИР и действующий исследовательский реактор ПИК – две взаимодополняющие установки, которые охватывают весь спектр нейтронных потоков. По его словам, для научных установок класса "мегасайенс" ключевое значение имеет формирование единой комплексной научной программы, которая позволит использовать их возможности в рамках согласованных исследований и международного сотрудничества.
В приветствии также говорилось об открытии филиала Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" в Институте ядерной физики Узбекистана. Это еще одно направление сотрудничества, которое может укрепить научные связи и расширить возможности подготовки специалистов.
Для страны развитие исследовательской базы приобретает дополнительное значение на фоне собственной атомной программы: Узбекистан строит первую атомную электростанцию. По мере развития атомной энергетики возрастает роль специалистов, способных оценивать свойства материалов, проверять инженерные решения и участвовать в исследованиях, связанных с безопасностью и надежностью оборудования.
"Узбекистан сейчас широкомасштабно движется в сторону атомной энергетики, и та научно-техническая основа, которая заложена Академией наук, будет воплощена в энергетической программе", – сказал Евгений Абакумов.
Что будет дальше?
Встреча в Ташкенте показала, что программа исследований на МБИР охватывает широкий круг задач – от испытаний топлива и конструкционных материалов до повторного использования компонентов отработавшего ядерного топлива, производства радиоизотопов и совершенствования компьютерных моделей.
За каждым из этих направлений стоят конкретные решения, которые ученым предстоит проверить и усовершенствовать. Одни эксперименты должны помочь определить, как материалы ведут себя при интенсивном облучении и длительной эксплуатации. Другие – дать данные для проверки расчетных кодов, оценки безопасности и развития новых реакторных технологий. Отдельные исследования будут связаны с подготовкой специалистов и применением искусственного интеллекта в научных разработках.
После запуска МБИР высокий поток быстрых нейтронов должен расширить возможности облучательных испытаний. Международное партнерство, в свою очередь, позволит научным центрам объединять данные и опыт разных исследовательских школ, распределять расходы и сокращать сроки работы над сложными задачами.
Для Узбекистана участие в проекте означает возможность дополнить действующую инфраструктуру ИЯФ новыми экспериментальными возможностями и развивать исследования, востребованные в атомной науке и энергетике.
В этом и заключается основная цель "реактора для новых реакторов": создать экспериментальную основу, которая поможет проверить разработки ученых, уточнить компьютерные модели и подготовить решения для следующего поколения атомных технологий.
Комментарии отсутствуют