Волшебное стекло. Обнинские ученые сделали открытие в сфере ядерных технологий
Обнинскне случайно называют первым наукоградом. Здесь, как известно, сконцентрированобольшое количество научных институтов и предприятий, здесь творили выдающиесяученые и изобретатели, и именно в Обнинске была запущена Первая в мире атомнаястанция. А еще сегодня здесь трудятся люди, которые вполне успешно осваиваютновые технологии и делают научные открытия. На днях журналисты нашегоеженедельника посетили предприятие «Пролог», где несколько лет назад родилосьвполне себе обычное, но в то же время уникальное изобретение, которое сегодняиспользуется на нескольких атомных станциях нашей страны. Экскурсию дляжурналистов провел директор компании Игорь ШЕВЦОВ.
ВСЕ
ГЕНИАЛЬНОЕ - ПРОСТО?
- Яхочу рассказать вам об одной весьма парадоксальной разработке, которую,несмотря на то, что она прикладная, вполне можно назвать и научной, - началсвой рассказ Игорь Шевцов. - Все дело в том, что само это изделие - точнее,тот, материал, из которого оно создано, для тех целей, для которых началииспользовать его мы, ранее никогда не применялся. Речь идет об оптоволоконныхдатчиках деформации для измерения геометрии и формоизменения активной зоныядерного реактора.
Весьпарадокс в том, что само по себе оптоволокно, по словам Игоря Александровича,использоваться в условиях работающего реактора в принципе не может. Однакообнинские изобретатели все-таки смогли сделать невозможное возможным, применивнаучные знания и собственную смекалку.
Надэтой разработкой группа специалистов из «Пролога» под руководством заместителядиректора по научной части Артема ФЕДОРОВА начала работать еще в 2008 году.
- Нам удалось создать радиационно-стойкиеоптоволоконные сенсоры на основе решеток Брэгга и применить их в качестведатчиков деформации для измерений искривления элементов активных зон реакторовРБМК-1000, - поясняет Федоров. - Сенсоры представляют собой решетки Брэгга -периодические наноструктуры, нанесенные на кварцевое оптоволокно, которыеотражают свет определенной длины волны. В 2012 году нашим предприятием быларазработана измерительная «Система для внутриреакторных измерений искривленийканалов реактора РБМК-1000 (ИПО-45)», предназначенная для измерения искривлениятехнологических каналов РБМК-1000 на расхоложенном реакторе во время ремонта. Вэто время топливо из канала должно быть выгружено.
СОВЕРШЕНСТВУ НЕТ ПРЕДЕЛА
Самдатчик, говоря обычным человеческим языком, представляет собой тоненькуюстеклянную нить длиной 16 метров. Чувствительный элемент измерительной системысостоит из пучка таких датчиков, заформованного в гибкую металлическую штангу,помещенную в специальный металлический короб. А непосредственно измеряемымипараметрами являются: амплитуда сигнала, прошедшего через оптоволокно, амплитудаотраженного от решетки Брэгга сигнала, резонансная (брэгговская) длина волныхарактерного спектрального пика решетки. При измерениях деформации итемпературы под показаниями датчика понимается резонансная длина волныотражения датчика.
-
Измерение искривления канала реактора производится при помощи гибкой штанги,опускаемой внутрь канала реактора. Изгиб измерительной штанги создает воппозитных датчиках деформации, прикрепленных к её стенкам, деформациирастяжения и сжатия соответственно. Измерив обе эти деформации, можно вычислитьрадиус изгиба штанги в данной точке. Рассчитав таким образом радиусы изгибаштанги с некоторым шагом по высоте штанги, можно расчетным путем восстановитьеё профиль с достаточной для практических целей точностью, - объясняет Федоров.
Штангаставится в измеряемый канал при помощи подъемного крана центрального залареактора, запись показаний всех датчиков деформации занимает менее однойсекунды, после чего штанга извлекается из канала. Суммарное время измеренияискривления одного канала занимает, таким образом, 12-15 минут. Прибор оченьпрост в эксплуатации и надежен. Результат измерений выдается в виде готовогопротокола в формате Excel.
Ноотрасль продолжала ставить новые задачи, и энергетики захотели измерятьгеометрию каналов, не выгружая топливо. Ведь ранее, для того чтобы выявитьдеформационные параметры реактора, нужно было его остановить, выгрузить всетопливо, провести необходимые измерения, а после загрузить топливо обратно. Навсе эти манипуляции, как поясняет Шевцов, уходило несколько недель, что можноприравнять к самой настоящей временной роскоши, если говорить о рабочихпроцессах атомных станций. И уже спустя три года специалисты из «Пролога»создали так называемую новую версию ИПО-45 - ИКС-49. Эта система также состоитиз аналогичных компонентов: измерительной штанги, измерительного блока с ПКтипа «ноутбук» со специализированным ПО «ИПО-Скан» и кабельного шлейфа.
Однакос помощью ИКС-49 проводить измерения можно без извлечения топлива из реактора,что играет огромную роль в работе атомных станций.
Своеизобретение компания «Пролог» уже запатентовала и ведет активные поставки нанесколько атомных станций России. В настоящее время обнинское предприятиеготовится к сотрудничеству со Смоленской «атомкой». Удивительно еще и то, чтореальный ресурс датчиков, создаваемых в «Прологе», пока неизвестен, потому чтони один из них еще не вышел из строя.
Кристина ЗВОН
ВСЕ
ГЕНИАЛЬНОЕ - ПРОСТО?
- Яхочу рассказать вам об одной весьма парадоксальной разработке, которую,несмотря на то, что она прикладная, вполне можно назвать и научной, - началсвой рассказ Игорь Шевцов. - Все дело в том, что само это изделие - точнее,тот, материал, из которого оно создано, для тех целей, для которых началииспользовать его мы, ранее никогда не применялся. Речь идет об оптоволоконныхдатчиках деформации для измерения геометрии и формоизменения активной зоныядерного реактора.
Весьпарадокс в том, что само по себе оптоволокно, по словам Игоря Александровича,использоваться в условиях работающего реактора в принципе не может. Однакообнинские изобретатели все-таки смогли сделать невозможное возможным, применивнаучные знания и собственную смекалку.
Надэтой разработкой группа специалистов из «Пролога» под руководством заместителядиректора по научной части Артема ФЕДОРОВА начала работать еще в 2008 году.
- Нам удалось создать радиационно-стойкиеоптоволоконные сенсоры на основе решеток Брэгга и применить их в качестведатчиков деформации для измерений искривления элементов активных зон реакторовРБМК-1000, - поясняет Федоров. - Сенсоры представляют собой решетки Брэгга -периодические наноструктуры, нанесенные на кварцевое оптоволокно, которыеотражают свет определенной длины волны. В 2012 году нашим предприятием быларазработана измерительная «Система для внутриреакторных измерений искривленийканалов реактора РБМК-1000 (ИПО-45)», предназначенная для измерения искривлениятехнологических каналов РБМК-1000 на расхоложенном реакторе во время ремонта. Вэто время топливо из канала должно быть выгружено.
СОВЕРШЕНСТВУ НЕТ ПРЕДЕЛА
Самдатчик, говоря обычным человеческим языком, представляет собой тоненькуюстеклянную нить длиной 16 метров. Чувствительный элемент измерительной системысостоит из пучка таких датчиков, заформованного в гибкую металлическую штангу,помещенную в специальный металлический короб. А непосредственно измеряемымипараметрами являются: амплитуда сигнала, прошедшего через оптоволокно, амплитудаотраженного от решетки Брэгга сигнала, резонансная (брэгговская) длина волныхарактерного спектрального пика решетки. При измерениях деформации итемпературы под показаниями датчика понимается резонансная длина волныотражения датчика.
-
Измерение искривления канала реактора производится при помощи гибкой штанги,опускаемой внутрь канала реактора. Изгиб измерительной штанги создает воппозитных датчиках деформации, прикрепленных к её стенкам, деформациирастяжения и сжатия соответственно. Измерив обе эти деформации, можно вычислитьрадиус изгиба штанги в данной точке. Рассчитав таким образом радиусы изгибаштанги с некоторым шагом по высоте штанги, можно расчетным путем восстановитьеё профиль с достаточной для практических целей точностью, - объясняет Федоров.
Штангаставится в измеряемый канал при помощи подъемного крана центрального залареактора, запись показаний всех датчиков деформации занимает менее однойсекунды, после чего штанга извлекается из канала. Суммарное время измеренияискривления одного канала занимает, таким образом, 12-15 минут. Прибор оченьпрост в эксплуатации и надежен. Результат измерений выдается в виде готовогопротокола в формате Excel.
Ноотрасль продолжала ставить новые задачи, и энергетики захотели измерятьгеометрию каналов, не выгружая топливо. Ведь ранее, для того чтобы выявитьдеформационные параметры реактора, нужно было его остановить, выгрузить всетопливо, провести необходимые измерения, а после загрузить топливо обратно. Навсе эти манипуляции, как поясняет Шевцов, уходило несколько недель, что можноприравнять к самой настоящей временной роскоши, если говорить о рабочихпроцессах атомных станций. И уже спустя три года специалисты из «Пролога»создали так называемую новую версию ИПО-45 - ИКС-49. Эта система также состоитиз аналогичных компонентов: измерительной штанги, измерительного блока с ПКтипа «ноутбук» со специализированным ПО «ИПО-Скан» и кабельного шлейфа.
Однакос помощью ИКС-49 проводить измерения можно без извлечения топлива из реактора,что играет огромную роль в работе атомных станций.
Своеизобретение компания «Пролог» уже запатентовала и ведет активные поставки нанесколько атомных станций России. В настоящее время обнинское предприятиеготовится к сотрудничеству со Смоленской «атомкой». Удивительно еще и то, чтореальный ресурс датчиков, создаваемых в «Прологе», пока неизвестен, потому чтони один из них еще не вышел из строя.
Кристина ЗВОН