Қазақстанда ядролық физика мамандары немен айналысады?

Tengrinews.kz тілшілері Алматыдағы Ядролық физика институтының ғалымдарымен сұхбаттасты (бұл туралы бұған дейін де жазған едік). Біз олардың немен айналысып жатқанын және Қазақстанның энергетика саласындағы болашағы туралы ойын білдік. 

Ғұмырының жартысын ғылымға арнаған

Ядролық физика институтының аға ғылыми қызметкері және сыни стенд жетекшісі Шәмил Ғизатулин қатардағы қызметкерден ірі эксперименттер жетекшісіне дейін көтерілді. 70-жылдардың басында Қазақ мемлекеттік университеті (қазіргі әл-Фараби атындағы ҚазҰУ) физика факультетінің студенті алғаш рет ЯФИ зертханасына келеді.

"Мен бұл зертханаға 1972 жылы сыни стенд енді іске қосылып жатқанда келдім. Ол кезде оқып жүрдім. Тек ғылыммен айналыса алмайтын уақыт еді, ақша да табуымыз керек болатын. Жұмыс қызық болып кеткені сонша, кейін хоббиіме айналды. Кейбіреулер марка жинап қызықса, мені сыни стендте тәжірибе жасау қызықтырады", – дейді Шәмил Ғизатулин. 

Ғалымның айтуынша, сыни стенд – ірі реакторларда жүзеге асырылмас бұрын қауіпсіз сынақтарды жүргізуде шешуші рөл атқаратын бірегей нысан. Бір сөзбен айтқанда, бірдей ядролық реактор, бір ғана отын –уран, бірақ оның көлемі айтарлықтай кіші.

"Бұл – жылу қуаты 100 ваттан аспайтын шағын реактор, бірақ оның қуаты тәжірибе жүргізуге жеткілікті. Қауіпсіздік мақсатында барлық әдіс пен зерттеу алдымен сыни стендте сыналады, содан кейін ғана негізгі реакторға ауыстырылады", – деді Шәмил Хайрулұлы.

Ғалым жұмыс барысында институт аумағындағы ВВР-К ядролық реакторының екі рет іске қосылуына қатысты. Реактор 1967 жылы пайдалануға берілді. 80-жылдары сейсмикалық күшеюге байланысты тоқтатылды. Бірнеше жыл бойы реактор жұмыс істемеді, ал Шәмил Ғизатулин оны қайта іске қосу жобасына менеджердің көмекшісі ретінде қатысты. 1990-жылдары Қазақстан Ядролық қаруды таратпау туралы конвенцияға қол қойғаннан кейін отынның байытылуын азайту үшін реактор жұмысын қайтадан тоқтатуға тура келді. Бұл жолы жобаны толығымен ғалым басқарды. 

"Алғашында біздің реакторда уранды байыту деңгейі 36 пайыздан асты, бірақ жаһандық қауіпсіздікті қамтамасыз етуге бағытталған халықаралық бағдарламаның мақсаттары үшін біз оны 19,7 пайызға дейін төмендеттік. Барлық зерттеу, әрине, алдымен сыни стендте жүргізілді", – деп түсіндірді ғалым.

Реакторлармен жұмыстан басқа сыни сынақ стендінің зертханасында басқа да маңызды жобалар жүзеге асырылады. Солардың бірі – қатерлі ісіктерді емдеуге арналған бор-нейтрон басу терапиясының әдісін жасау.

"Бұл әдіс отасыз, тек рак клеткаларын мақсатты түрде жоюды қамтиды. Қазір біз нейтрон сәуленің дәлдігін жақсарту үшін тағы бір тәжірибе дайындап жатырмыз", – деді ғалым.

Бұдан басқа, зертханада асыл тастар боялады. Табиғатта тас қанық түске ие болу үшін шамамен 100 жыл қажет, бірақ ядролық реактордың көмегімен бұл процеске бір күн ғана жеткілікті.

"Бұған дейін мұндай жұмыс үшін реактордағы белсенділік тым жоғары болды, бірақ біз сыни стендте бұл мұны төмендететін және тастармен қауіпсіз жұмыс істеуге, олардың түсін қажетті бағытта өзгертуге, қанықтығын азайтып-көбейтуге мүмкіндік беретін құрылғыны жасап, сынақтан өткіздік", – деп толықтырады Шәмил Хайрулұлы

Сонымен қатар ғалым жоғары температуралы газбен салқындатылған реакторға арналған отын әзірлеп жатыр (Жапонияда осыған ұқсас реактор салынған). Алматыда Шәмил Ғизатулиннің жетекшілігіндегі зертхана жапондық ядролық физиктермен бірлесіп, осы реактордың түрлі элементін сынақтан өткізіп, оның отынына зерттеу жүргізіп жатыр.

Маман қазақстандықтардың Германия мен Жапония ғалымдарымен бірлесе дамытып жатқан термоядролық энергетиканың болашағы туралы айтып берді. Францияда демонстрациялық термоядролық реактор салынып жатыр, оның элементтері біздің зертханада сынақтан өтеді. Ғалым термоядролық энергетика атом энергетикасының болашағы екенін айтты, себебі ол өте қауіпсіз және жоғары белсенді ұзаққа жететін ядролық қалдықтардың аз өндірілуін қамтамасыз етеді.

Қазақстандағы атом электр станциялары туралы сұраққа Шәмил Ғизатулин біржақты жауап береді.

"Бізге АЭС ауадай қажет, өзіміздің уран бар, оны шетелге жібереміз, бірақ оны электр қуатын өндіру үшін пайдалана алар едік. Атом электр станциялары – балаларымыздың болашағы үшін қажет, қауіпсіз және таза энергия".

Ғылым мен технология

Физик-математик Сергей Кислицин 1977 жылы Алматыға көшіп келді. ЯФИ-де қатты дене радиациялық физикасы бөлімінің меңгерушісі қызметін атқарады. Ғалым мен оның командасы көпқырлы зерттеумен, оның ішінде ВВР-К реакторындағы сынақ жүргізумен айналысады. Оның жұмысының негізгі бағыттарының бірі – радиацияның материалдарға әсерін зерттеу.

Ғалым радиацияны қолданатын зерттеулерді бірнеше класқа бөледі, оның біріншісі – иондағыш сәулелердің материал құрылымы мен қасиеттеріне әсерін зерттеу.

"Материал уақыт өте нашарлайды және бұзылады, ал егер ол радиацияға ұшыраса, процесс бірнеше есе жылдамдайды. Біздің міндеттеріміздің бірі – материалдарға сәулелер әсерінің заңдылығын анықтау және соның негізінде ядролық технология үшін жаңа озық материалдарды жасаудың физикалық моделін құру", – деп түсіндіреді Сергей Борисович.

Физиктің айтуынша, материал сәулеленуден қасиетін жоғалтып қоймай, қасиеттерін жақсарта алады.

"Мысалы, ион имплантациясы материалдың бетін нығайта алады, оған коррозияға төзімділік сынды жаңа қасиеттер бере алады. Біз зертханада тікелей сәулеленуді немесе қорғаныс жабындарын қолдану арқылы материалдардың қасиеттерін жақсартуға арналған технологияларды әзірлейміз" – дейді Кислицин.

Ғылым үшін өзекті міндеттердің бірі – баламалы энергия көздерін, оның ішінде сутегі энергиясын дамыту. Таза энергетиканы дамытуға Ядролық физика институтының ғалымдары да атсалысып жатыр.

Сергей Кислициннің айтуынша, баламалы энергия тек толықтырушы, яғни ядролық энергия бола алатын негізгі энергияның қосымша көзі бола алады.

"Атом электр станцияларында өндірілетін энергия – тұрақты және тәуелсіз энергия көзі, менің және көп ғалымның көзқарасы бойынша, ол негізгі, яғни халықтың сұранысын қанағаттандырып, жалпы елдің дамуына ықпал етуі керек", – дейді сарапшы.

Оның пікірінше, "жасыл", яғни баламалы энергия – елдегі жалпы электр қуатының 30-40 пайызы. Себебі бұл – табиғи-климаттық жағдайға байланысты тұрақсыз энергия.

"Қуаты 2,5 гигаватт болатын бір атом электр станциясын алайық. Электр энергиясының көп мөлшерін жабу үшін күн панельдерін елестетуге келмейтін масштабтағы алаңға орнату керек. Сонымен қатар бұл панельдерге үнемі кір мен шаң бітеліп қалады. Осыған байланысты электр энергиясын өндірудің тиімділігі жеткіліксіз болады. Мұның бәрін бір жолмен тазалау керек, бұл – көп шығын. Сондай-ақ күн және жел энергиясы жинақталмайтын энергия көзі, оны дереу пайдалану керек. Аккумуляторда сақтау керек пе? Бұлай да жарамайды, өйткені литий аккумуляторын өндіру қоршаған ортаға өте зиянды процесс, радиациядан да жаман болады. Жел генераторлары желдің жылдамдығы секундына төрт метр болғанда ғана жұмыс істейді, ал аз болған кезде олар айналмайды. Айналмай қалса, электр қуатынсыз қаламыз", – дейді Кислицин.

Ғалым ядролық энергияның артықшылықтарына да тоқталды. АЭС-тің кепілдік мерзімі 60 жыл, оны 100 жылға дейін ұзартуға болады, ал жел қондырғылары мен күн батареяларының мерзімі небәрі 15-18 жыл.

Мәтінді дайындаған: Олеся Савченко.

Фото: Әлихан Сәриев, Ядролық физика институтының баспасөз қызметі. 

Жаңалықтарды бәрінен бұрын біліп отырғыңыз келсе, Telegram-арнамызға жазылыңыз!