На программе «Большие вызовы» в «Сириусе» школьники разрабатывают прототип системы безопасного управления движением блок-контейнеров с радиоизотопами медицинского назначения, наработанными в уран-графитовых реакторах типа РБМК-1000.
С середины прошлого века во всем мире растет интерес к неэнергетическим ядерным технологиям. Среди перспективных направлений работы – медицинские изотопы и радиоактивные фармацевтические препараты на их основе. Они широко применяются в ядерной медицине для диагностики и лечения онкологии, в том числе щитовидной железы, опорно-двигательного аппарата, других заболеваний.
Радиоизотопы производятся на атомных станциях с канальными уран-графитовыми реакторами. Для облучения используется стартовое вещество, поставляемое радиофармацевтическим заводом. В процессе работы реактора оно преобразуется в йод‑131, стронций‑89, самарий-153 и другие целевые радиоизотопы. Такая технология уже реализуется на Ленинградской АЭС начиная с 90-х годов.
«В связи с постепенным выводом из эксплуатации энергоблоков № 1 и 2 Ленинградской АЭС, технологию наработки изотопной продукции планируется использовать на энергоблоках с аналогичным типом реакторов на Курской и Смоленской АЭС. Реализация такого проекта требует доработки практики обращения с радиоизотопами, и поэтому на научно-технологической программе “Большие вызовы” мы предложили школьникам продумать способы дальнейшего обращения с облученными материалами», – рассказала руководитель проекта, инженер-конструктор 3 категории отдела разработки и управления ресурсом активной зоны РБМК АО «НИКИЭТ» Маргарита Музалева.
.jpg)
Специалисты Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники имени Н.А. Доллежаля создают реакторные технологии и оборудование для производства изотопов. В рамках проекта эксперты предложили школьникам разработать прототип отдельных элементов технологии.
Наработка изотопов с необходимыми свойствами производится в блок-контейнерах, которые погружаются в облучательные каналы реактора. Стартовое вещество в течение нескольких недель облучается потоком нейтронов, после чего блок-контейнеры извлекают, транспортируют к месту дезактивации и просушки и отправляют к заказчику для дальнейшей переработки и отправки в медицинские учреждения. В этом процессе задействовано несколько элементов реакторной установки, одним из которых является «горячий» бокс. Это устройство позволяет работать с изотопами, обеспечив безопасные условия труда для персонала АЭС. Такое устройство изготавливается на предприятии и доставляется на атомную станцию.
«В реактор помещается связка из блок-контейнеров, скрепленных титановой проволокой для облучения нейтронами. Затем ее переносят в горячую камеру, где нужно удалить проволоку и разместить блок- контейнеры в защитные упаковки. Система, которую мы разрабатываем, позволит автоматизировать процесс обращения с блок-контейнерами, сохранив достигнутый уровень безопасности для специалистов станции, а также в короткие сроки реализовать проект по наработке изотопов на Курской и Смоленской АЭС без долгосрочной и дорогостоящей постройки горячей камеры», – рассказал о проекте десятиклассник из Москвы Дмитрий Бруцкий.
На «Больших вызовах» команда детально прорабатывает работу всей системы, которая будет максимально автоматизирована.
«В “Сириусе” я впервые начал изучать устройство реакторов РБМК, теорию ядерной физики. Для расчета биологической защиты пробки-захвата, запирающей тепловыделяющую сборку, мы используем программу MicroShield, для 3D-моделирования – программный комплекс САПР SolidWorks и КОМПАС-3D», – добавил школьник Кирилл Гришаев из Барнаула.
В составе команды работают ребята из Москвы, Омска, Краснодара и Барнаула.
Научно-технологическая программа «Большие вызовы» – флагманский проект Образовательного центра «Сириус». В рамках программы школьники совместно с крупнейшими российскими компаниями и научными институтами разрабатывают проекты и ведут исследования. Программа проводится восьмой год подряд. В ней принимают участие почти 400 детей со всей страны.
