Актуальность
Одной из целей государственной политики Республики Казахстан является достижение углеродной нейтральности. В утвержденной Указом Президента Республики Казахстан К.К. Токаевым «Стратегии достижения углеродной нейтральности Республики Казахстан до 2060 года» определено, что в структуру мощностей войдут атомные электрические станции как стабильный источник энергии. В этом направлении ведется последовательная работа по формированию видения развития атомной энергетики, подготовке решения о строительстве атомной электростанции (АЭС), как одного из основных вариантов развития безуглеродных источников энергии в стране. Такое решение будет, безусловно, опираться на существующие компетенции, кадровый потенциал и результаты научных исследований, создающие научно-технологическую основу для развития отрасли.
Реализация данной Программы позволит сохранить и развить научно-технический и интеллектуальный потенциал атомной отрасли, создать технологические основы для развития атомной энергетики и выработки новых решений по обеспечению высокого качества реализации атомно-энергетических программ как в Казахстане, так и во всем мире.
В рамках Программы планируется проведение научных исследований по следующим направлениям:
В рамках первого направления программы на реакторных и нереакторных стендах будут исследованы процессы, направленные на повышение безопасности и эффективности атомной энергетики, имеющие важное значение при выборе направлений развития отрасли, создания основы для выработки новых решений по обеспечению высокого качества реализации атомно-энергетических программ как в Казахстане, так и во всем мире.
По результатам исследований будут получены данные о процессах и параметрах высокотемпературного взаимодействия расплава материалов активной зоны с конструкционными материалами и жидкометаллическим теплоносителем энергетических ядерных реакторов и о трансформации структурно-фазового состояния продуктов взаимодействия во времени. Обоснована возможность применения литиевых эвтектик в качестве функциональных материалов бланкета термоядерного реактора. Разработана методика улучшенной оценки энерговыделения в материалах, облучаемых в реакторе ИГР во всем рабочем диапазоне его параметров.
В рамках второго направления программы планируются исследования в сфере ядерных, радиационных технологий и материалов атомной энергетики способствующие внедрению наукоемких технологий, позволяющие решить актуальные задачи получения новых, перспективных материалов с улучшенными свойствами, совершенствования измерительных методик и методик испытания конструкционных материалов.
По результатам исследований будет разработана методика испытания на жаропрочность перспективных конструкционных материалов с применением миниатюрных образцов, а также методики инструментального НАА. Получены данные по оценке радиационной повреждаемости на длительную прочность материалов и данные по содержанию активируемых микропримесей в компонентах отечественных бетонов. Выявлены закономерности процесса растворения наноразмерных оксидов в стальной порошковой матрице. Получены данные о трансформации во времени структурно-фазового состояния расплава материалов активной зоны с конструкционными материалами энергетических ядерных реакторов.
В рамках третьего направления программы планируется проведение исследований в сфере разработки и совершенствования методов оценки влияния объектов ядерно-топливного цикла на окружающую среду и здоровье населения, позволяющих сформировать истинное представление о радиоэкологической ситуации и понимание возможных механизмов воздействия опасных факторов на человека и окружающую среду, а также выработать решения для их минимизации. По результатам исследований будут разработаны новые методы определения ультранизких концентраций долгоживущих дочерних продуктов распада урана-238 (238U) в объектах окружающей среды, методы очистки вод, загрязненных техногенными радионуклидами, модели для прогнозирования интенсивности накопления радионуклидов в сельскохозяйственных растениях, рекомендаций по использованию стабильных изотопов воды для мониторинга водных объектов в зоне радионуклидного загрязнения.
И в рамках четвертого направления программы планируется проведение исследований в поддержку развития мониторинга ядерных событий и радиационных аварий, позволяющие сформировать основу для создания и функционирования соответствующей системы в Казахстане. Результатом работ станут фоновые уровни содержания радионуклидов в основных компонентах природной среды, дозовая нагрузка на население и исходные данные для создания системы радиационного мониторинга на территории предполагаемого строительства АЭС, оценка эффективности методов биоиндикации радиоактивного загрязнения природных экосистем, а также повышение методологического уровня биодозиметрических методов для готовности и реагирования в чрезвычайных радиологических/ядерных ситуациях. Будут усовершенствованы технологии определения геоэлектрических и упругих параметров грунтов в зонах влияния объектов атомной отрасли и построение годографов для слабосейсмичных районов Казахстана по уникальным архивным записям мирных ядерных взрывов.
Видение развития топливно-энергетического комплекса Республики Казахстан в ближайшие годы (Концепция развития топливно-энергетического комплекса Республики Казахстан на 2023-2029 годы) тесно связано с развитием атомной отрасли, обеспечением атомной энергетики высококвалифицированными кадрами. Реализация Программы будет способствовать решению данных задач и достижению целей и планируемых целевых индикаторов, определенных в Плане развития Министерства энергетики Республики Казахстан.
В ходе проведения научно-исследовательских работ в рамках Программы будут применяться экспериментальные методы с использованием ядерных установок и современного научного оборудования, инженерные разработки, информационно-аналитические методы, методы радиологического и геофизического мониторинга.
Результаты проведенных исследований будут опубликованы в рецензируемых научных журналах, также будут поданы заявки на выдачу патентов на изобретения.
Цель Программы – Научно-техническое обоснование устойчивого и безопасного развития мирного использования атомной энергии, получение комплекса научно-обоснованных расчетно-теоретических и экспериментальных данных, необходимых для развития атомно-энергетической отрасли в Республике Казахстан.
Ожидаемые результаты
Прямые результаты:
По направлению 01. Исследования по повышению безопасности и эффективности ядерной и термоядерной энергетики:
По направлению 02. Ядерные, радиационные технологии и материалы в атомной энергетике:
По направлению 03. Радиационная и экологическая безопасность атомной энергетики:
По направлению 04. Развитие системы мониторинга ядерных событий и радиационных аварий:
Конечный результат:
- за 2024 год: проведенные расчетные исследования по обоснованию проведения крупномасштабных экспериментов по физическому моделированию тяжелой аварии с расплавлением активной зоны легководного реактора, определены такие параметры как: размеры экспериментальной секции, количество получаемого прототипа кориума, метода имитации остаточного энерговыделения (тип нагревателей, мощность и длительность работы), а также условий проведения эксперимента; результаты расчетов в обоснование проведения экспериментальных исследований фрагментации кориума в натриевом теплоносителе, подготовлена программа проведения экспериментов; результаты нейтронно-физических и теплофизических расчетов в обоснование возможности проведения внутриреакторных экспериментов на предельных параметрах работы реактора ИГР; модернизированный стенд ТиГрА и определенные оптимальные параметры проведения экспериментов со свинцово-литиевой эвтектикой на стенде в условиях тепловых нагрузок; готовая аппаратурная база для испытания на ползучесть с применением миниатюрных образцов (Small Punch Creep); характеризация структурных особенностей полученных порошковых композиций (кристаллическая структура, размер кристаллитов, фазовый состав, размер частиц и т.д.) в зависимости от режимов высокоэнергетической обработки; литературные данные о режимах нейтронной активации примесей в материалах, результаты расчетов режимов облучения и др. в обоснование проведения экспериментов на реакторе ИВГ.1М, подготовленная Программа проведения экспериментов, образцы бетонов и конструкционных материалов от крупных отечественных производителей; данные образцов кориума, полученного в экспериментах по моделированию тяжелой аварии на ВВР, систематизированные согласно исходной композиции кориума, условий протекания аварии (внутрикорпусная и внекорпусная авария) и его конечных характеристик - гранулометрического, фазового и элементного составов, получены сравнимые по составу образцы кориума для проведения дальнейших исследований; технологические схемы проведения лабораторных экспериментов в области подготовки счетных образцов альфа-спектрометрии, гамма-спектрометрии и жидко сцинтилляционной альфа-бета-спектрометрии; установление количественных закономерностей накопления радионуклидов в сельскохозяйственных растениях в качестве входных параметров моделей; методические приемы подготовки экспериментальных образцов почвенных вытяжек для радиохимического определения трансурановых радионуклидов с целью исследования их подвижности и биологической доступности; исследования по очистке воды от техногенных радионуклидов методом сорбции и количественные показатели эффективности метода; исходные значения стабильных изотопов 2Н /180 в атмосферных выпадениях, поверхностных и подземных водах на радиационно-опасных участках, сезонные колебания содержаний 2Н/180 , выявлены коэффициенты отклонения от линии метеорных вод; начало формирования сети скважин для мониторинга грунтовых вод на участке Гранитном, построены геологические разрезы на основании ранее полученных данных, пополнена компьютерная база данных по результатам изучения гидро-геологических сред на участке; участки и объекты исследования, установлены уровни загрязнения, получены количественные данные содержания радионуклидов в объектах естественных экосистем (почвенно-растительный покров, воздушный бассейн, водные объекты); выявленные особенности накопления радионуклидов отдельными представителями живого напочвенного покрова и их отдельными органами, получены данные о влиянии ионизирующего излучения на биологические особенности растений; адаптированная концепция планирования действий и устойчивые международные алгоритмы оценки дозы облучения для сортировки в масштабной аварийной радиационной/ядерной ситуации; результаты анализа информативности и достоверности имеющихся данных мониторинга зон трещиноватости, влажности грунтов, уровня подземных вод, геодинамической и гидродинамической активности на объектах атомной отрасли в условиях техногенных электрических помех. Геоэлектрические параметры различных грунтов по данным физического моделирования. Корреляционные связи геофизических параметров с водно-физическими свойствами грунтов. Материалы полевых исследований комплексом геофизических методов на площадках ВВР-К ИЯФ и геофизического полигона «Каскелен»; будут подготовлены сейсмические бюллетени мирных ядерных взрывов, получены уточненные параметры мирных ядерных взрывов, создана база данных оцифрованных сейсмограмм мирных ядерных взрывов на территории Казахстана; результаты мониторинговых наблюдений с оценкой технологии геофизического мониторинга, полученные с помощью изготовленной ранее геофизической аппаратуры.
- за 2025 год: данные по поведению кандидатных материалов, при их взаимодействии с кориумом в условиях, моделирующих тяжелую аварию легководного реактора с расплавлением активной зоны; экспериментальные результаты по исследованию взаимодействия струи расплава активной зоны быстрого реактора с натриевым теплоносителем; технический проект внутриреакторного экспериментального устройства, подготовлена программа облучательных экспериментов на реакторе ИГР в режиме «Регулируемый импульс», экспериментальное устройство к экспериментам; опытные образцы литиевых эвтектик, результаты микроструктурного, рентгенофазового, энергодисперсионного анализа изготовленных сплавов; параметры ползучести и длительной прочности миниатюрных образцов аустенитной стали; исследования особенностей структурно-фазового превращения конструкционной ДУО стали в зависимости от условий искрового плазменного спекания; реакторный эксперимент со стандартными образцами для разработки методики, разработана методика инструментального НАА элементного состава бетонов, определено содержания элементов, которые могут вносить основной вклад в радиационную обстановку в помещениях при эксплуатации и декомиссии АЭС и ТЯР; данные о свойствах кориума (структуре, фазовому составу, элементному составу, микротвердости) идентичных составов в разном возрасте (от 5 до 20 лет) при естественном старении; рабочие инструкции по подготовке счетных образцов 226Ra и 210Pb альфа-спектрометрии, гамма-спектрометрии и жидко сцинтилляционной альфа-бета-спектрометрии; модели, позволяющие прогнозировать интенсивность накопления радионуклидов в сельскохозяйственных растениях; количественные данные параметров подвижности и биологической доступности трансурановых радионуклидов в почвах при различных условиях формирования радиоактивного загрязнения; исследования по очистке воды от техногенных радионуклидов методом фильтрации, количественные показатели и определены факторы, влияющие на эффективность метода; выявлены источники образования подземных и поверхностных вод на различных участках, определена степень влияния атмосферных выпадений на состояние водных объектов, получены данные о наличии процессов водообмена между разными водоносными горизонтами и водными объектами, а также их скорость и длительность; получены новые сведения о гидрологии поверхностных вод участка, включая местоположение и объем водных масс, временная изменчивость в потоке и воздействие погоды и климатических изменений (осадки и температура), новые данные и информация по гидрогеохимии участка, которые важны для оценки безопасности и проектирования хранилища, новые данные о геотехнических характеристиках породы и химическом составе подземных вод на участке, пополнена компьютерная база данных для построения карты гидроизогипс участка с указание направления водотока подземных вод; получены количественные данные содержания радионуклидов, характеризующие радиационную обстановку в населенном пункте (содержание радионуклидов в воздушном бассейне, объектах водопользования, сельскохозяйственной продукции), рассчитаны коэффициенты накопления; выявлены особенности накопления радионуклидов отдельными представителями живого напочвенного покрова, а также беспозвоночных и мелких позвоночных животных; получены результаты морфометрических, морфо-анатомических и цитогенетических исследований отдельных видов растений на участках радиоактивного загрязнения; проработаны оперативные решения своевременной оценки индивидуальной поглощенной дозы для различных сценариев облучения; получены материалы полевых наблюдений комплексом геофизических методов на объектах атомной отрасли, усовершенствованы технологии определения геоэлектрических и упругих параметров грунтов в естественном залегании, мониторинга и обработки данных пространственно-временных изменений геоэлектрических, упругих параметров и газопроницаемости изучаемых разрезов в условиях техногенных электрических помех, а также слабо проявленных деформационных процессов, получены результаты пометодного анализа информативности и достоверности геофизических данных мониторинга; подготовлены сейсмические бюллетени ядерных взрывов и землетрясений из района СИП, уточнены параметры ядерных взрывов и землетрясений из района СИП, создана база данных оцифрованных сейсмограмм мирных ядерных взрывов из района Прикаспийской впадины, Узбекистана, Тукменистана; подготовлено техническое задание на разработку экспериментального образца измерительного комплекса, получены результаты макетирования отдельных узлов и экспериментальных исследований для уточнения возможных значений некоторых параметров проектируемого измерительного комплекса, разработаны принципиальные схемы.
- за 2026 год: получены результаты материаловедческих исследований кандидатных материалов (структура, глубина эрозии), разработаны рекомендации по применению исследуемого материала в качестве защитного в ловушках расплава; получены результаты материаловедческих исследований фрагментированного кориума (форма и размеры фрагментов, распределение по размерам, вид поверхности на границах взаимодействия, характер образования слоя неохлаждаемых обломков debris bed), результаты анализа экспериментальных данных (длина фрагментации струи расплава в натрии, влияние параметров расплава и теплоносителя на характер взаимодействия); получены результаты
облучательных экспериментов в режиме «Регулируемый импульс» (распределения флюенсов тепловых и быстрых нейтронов, энерговыделение в реакторе и в экспериментальном устройстве, тепловое состояние реактора и экспериментального устройства, параметры системы регулирования мощности реактора), проведен анализ результатов экспериментов; получены экспериментальные данные взаимодействия свинцово-литиевой эвтектики с химически активными газами, температурные зависимости параметров этого взаимодействия, разработан алгоритм выбора оптимальных режимов работы жидкометаллического бланкета ТЯР при штатной эксплуатации термоядерной установки; получены экспериментальные данные взаимодействия свинцово-литиевой эвтектики с химически активными газами, температурные зависимости параметров этого взаимодействия. Алгоритм выбора оптимальных режимов работы жидкометаллического бланкета ТЯР при штатной эксплуатации термоядерной установки; получены данные по оценке радиационной повреждаемости на длительную прочность материалов; проведены эксперименты по снятию остаточного напряжения ДУО стали, изучено влияние отжига на структурно-фазовое состояние ДУО стали; получены результаты реакторного эксперимента по облучению образцов бетонов и определение микропримесей в образцах бетонов (огнеупорных блоках) методом ИНАА, обоснована практическая возможность целенаправленного выбора наименее активируемых материалов на этапе проектирования и строительства объектов атомной и термоядерной энергетики; получены данные по процессу выщелачивания кориума (естественного старения) водой, по взаимодействию кориума с парами воды и кислородом при высоких температурах и при различных режимах его нагрева, дана прогнозная экспертная оценка изменения состояния кориума во времени при воздействии единичных факторов старения; разработаны и верифицированы методики спектрометрического определения 226Ra и 210Pb в объектах окружающей среды; разработаны практические рекомендации для повышения эффективности защитных мероприятий в условиях радиоактивного загрязнения с целью получения продукции растениеводства, соответствующей гигиеническим нормативам; разработаны рекомендации оптимальной схемы определения форм нахождения трансурановых радионуклидов для оценки их подвижности и биологической доступности при различных типах поступления в окружающую среду; проведены исследования по очистке воды от техногенных радионуклидов методом соосаждения, выполнена апробация, сравнительный анализ и оценка эффективности методов очистки, разработаны методические рекомендации по очистке загрязненных техногенными радионуклидами вод; определены пути и механизмы миграции радионуклидов на радиационно-опасных объектах, разработаны рекомендации по использованию стабильных изотопов воды для мониторинга водных объектов в зоне радионуклидного загрязнения; получены дополнительные сведения о геологии участка и восстановленная сеть мониторинговых скважин, получен опыт и опробованы новые методы откачки из скважин, определен характер глубинного режима подземных вод, получены новые данные о гидрогеохимии глубинных вод, получены основные гидрогеологические характеристики геосреды, для размещения пунктов хранилища РАО на СИП, построены геологические и гидрогеологические модели участков Акбота и Гранитный, разработан рекомендуемый комплекс гидрогеологических методов и технологий для обоснования пригодности потенциальных площадок размещения пунктов хранилища РАО; будет установлена динамика содержания радионуклидов в объектах исследования, проведен сравнительный анализ коэффициентов накопления, выполнена оценка дозовой нагрузки на население, получены исходные данные для создания системы радиационного мониторинга территорий и населенных пунктов в зоне влияния АЭС; оценена эффективность биоиндикации состояния окружающей среды организмами-индикаторами аккумулирующего и регистрирующего типа из числа представителей живого напочвенного покрова и биоты, разработаны рекомендации по применению методов биоиндикации в условиях Республики Казахстан; протестирована и выяснена техническая жизнеспособность, эффективность стратегии биодозиметрического реагирования в реальных условиях для Казахстана; получены результаты полевой апробации усовершенствованного комплекса геофизических методов для мониторинга безопасности объектов атомной отрасли (КИР Байкал-1, ВВР-К ИЯФ), разработаны модели инженерно-геологических условий изученных объектов по геофизическим данным, оценена эффективность разработанной технологии геофизического мониторинга безопасности изученных объектов атомной отрасли, пополнена база данных по результатам изучения геологических сред на объектах атомной отрасли, разработан проект методических рекомендаций по мониторингу геофизических показателей состояния геологической среды, влияющих на безопасность объектов атомной отрасли; подготовлены сейсмические бюллетени ядерных, взрывов на территории полигона Лобнор, землетрясений из слабосейсмичных районов Казахстана, уточнены параметры ядерных взрывов на территории полигона Лобнор, землетрясений из слабосейсмичных районов Казахстана, выявлена зависимость магнитуд взрывов от мощности для различных испытательных полигонов, получен экспериментальный образец измерительного комплекса, подготовлено методическое руководство по работе с экспериментальным образцом, получены результаты лабораторных испытаний и опытного геофизического мониторинга
За весь период реализации программы будут опубликованы:
- не менее 4 (четырех) статей и/или обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) либо 3 (третий) квартили в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 40 (сорока);
- либо не менее 3 (трех) статей и/или обзоров в рецензируемых научных изданиях, входящих в 1 (первый), 2 (второй) либо 3 (третий) квартили в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 40 (сорока), и не менее 1 (одного) зарубежного или международного патента, включенного в базу данных Derwent Innovation Index Clarivate Analytics;
- не менее 5 статей в рецензируемом зарубежном и (или) отечественном издании с ненулевым импакт-фактором, рекомендованном КОКСНВО;
- не менее 2 патентов на изобретение (свидетельства на объект авторского права) либо поданы 3 заявки на изобретение в РГП «НИИС»;
Основные результаты НИР
При выполнении работ по программе «Развитие атомной энергетики в Республике Казахстан» в 2024 году получены следующие важные результаты:
По разделу 01 «Исследования по повышению безопасности и эффективности ядерной и термоядерной энергетики»:
1) Проведены расчетные исследования, направленные на обоснование проведения крупномасштабных экспериментов по физическому моделированию тяжелой аварии с расплавлением активной зоны легководного реактора. Расчеты теплового состояния с использованием программы ANSYS подтвердили согласованность с экспериментальными данными, что позволяет использовать разработанную теплофизическую модель для дальнейшего планирования экспериментов. Определены схема с размерами экспериментальной секции, количество получаемого прототипа кориума и оптимальный метод имитации остаточного энерговыделения. Индукционный нагрев признан предпочтительным для поддержания кориума в расплавленном состоянии благодаря его способности обеспечивать равномерное тепловое поле, что максимально приближает экспериментальные условия к реальным аварийным процессам. Эти результаты служат основой для дальнейших крупномасштабных исследований на установке «Лава-Б».
2) Выполнено расчетно-теоретическое обоснование проведения экспериментальных работ по исследованию длины фрагментации кориума быстрого реактора с натриевым теплоносителем на установке EAGLE. Проведены расчеты теплофизической модели тигля ЭПП для индукционного нагрева с использованием программы ANSYS, что позволило верифицировать расчетные значения температуры на основе данных эксперимента FDCO-7. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало достаточную степень согласованности с отклонениями в пределах 9-19%, что обусловило возможность применения разработанной модели при конструировании ЭУ. В результате разработано ЭУ, конструкция которого включает верхнюю и нижнюю ловушки расплава и обеспечивает эффективное управление перемещением расплава через сливную трубу. Подготовлены методические указания, используемые для разработки пооперационных программ проведения каждого эксперимента.
3) Разработано ЭУ «ИМПУЛЬС» для исследований предельных режимов работы реактора ИГР. Проведенные нейтронно-физические и теплогидравлические расчеты подтвердили возможность безопасного проведения реакторных экспериментов с топливом энергетического реактора. Максимальная температура твэла составила 981 К при мощности 3 кВт, а установившийся режим теплообмена был достигнут за 50 секунд. Полученные результаты позволяют перейти к разработке программы испытаний и дальнейшему проведению реакторных экспериментов для изучения предельных возможностей реактора ИГР в режиме «Регулируемый импульс».
4) Успешно выполнена модернизация экспериментальной установки ТиГрА для проведения исследований взаимодействия литиевых эвтектических сплавов с химически активными газами в условиях тепловых нагрузок. В установку была интегрирована система подачи газовых и парогазовых смесей, что позволило реализовать различные режимы проведения экспериментов. Разработана и успешно апробирована методика проведения экспериментов, включая процедуры по подготовке образцов и анализу их взаимодействия с газовыми смесями. Проведена серия экспериментов с различными газовыми и парогазовыми смесями, что подтвердило работоспособность разработанной методики. Определены основные методические параметры, включая температурные режимы, скорости нагрева и концентрации газов, необходимые для дальнейшего проведения исследований на установке ТиГрА.
По разделу 02 «Ядерные, радиационные технологии и материалы в атомной энергетике»:
1) Выполнена подготовка аппаратурной базы для проведения испытаний на ползучесть с использованием миниатюрных образцов. Разработана и реализована принципиальная схема подключения узлов испытательной машины, а также произведён выбор необходимого вспомогательного оборудования и материалов для испытательного узла. В результате модернизации ИУС испытательной машины HT-1500-S-CR удалось повысить точность управления и информативность данных при длительных испытаниях, что обеспечит надежные результаты при тестировании материалов в условиях высоких нагрузок и температуры. Проведенные пуско-наладочные работы подтвердили готовность установки к эксплуатации.
2) Проведены исследования по синтезу композиционных порошков ДУО сталей методом механохимической обработки, в ходе которых были получены экспериментальные данные о морфологии, структуре и характеристиках порошковых композиций. Основные результаты показали, что использование стеариновой кислоты в качестве добавки во время механосинтеза существенно влияет на морфологию и структуру порошков. Оптимальные результаты были достигнуты при добавлении 3-5% стеариновой кислоты, что обеспечивало получение сферических и дендритных частиц с улучшенной прессуемостью и высокой дисперсностью. Параметры механосинтеза, такие как ускорение 350 об/мин и длительность обработки 8 часов, продемонстрировали наибольшую эффективность для достижения равномерного распределения оксидов в матрице материала и предотвращения агломерации частиц. Полученные данные будут использованы для дальнейшей разработки технологического процесса создания образцов ДУО стали.
3) Проведены подготовительные работы для разработки методики инструментального НАА элементного состава бетонов и конструкционных материалов. Литературный обзор показал значимость выбора малоактивируемых составов бетонов для снижения объемов радиоактивных отходов при выводе из эксплуатации АЭС. На основе нейтронно-физических и теплофизических расчетов параметров ЭУ на реакторе ИВГ.1М были определены условия проведения экспериментов по НАА. Результаты расчетов энерговыделения показали, что образцы бетона демонстрируют максимальное удельное энерговыделение 0,13 Вт/г, а теплофизические расчеты подтвердили, что при мощности реактора 300 кВт максимальная температура образцов не превысит 41°C. Разработаны основные положения программы проведения экспериментов. Получены образцы основных компонентов тяжелого бетона.
4) Проведены работы по выбору ряда модельных составов кориума для дальнейшего исследования процесса изменения его структурно-фазового состояния. Выполнен анализ данных по различным типам кориума, использованным в экспериментах на протяжении последних 30 лет, а также систематизированы параметры экспериментов и характеристики кориумов. Проведенный анализ существующих методов исследования процессов старения кориума показал, что ключевыми факторами, влияющими на изменение его свойств, являются плотность, пористость, механические характеристики, элементный и фазовый состав, а также выщелачивание в процессе старения. Определены типы кориумов, сопоставимые по составу. Эти данные лягут в основу дальнейших исследований и разработок методик для прогнозирования поведения кориума при длительном хранении и транспортировке, а также при обращении с ним в аварийных условиях.
По разделу 03 «Радиационная и экологическая безопасность атомной энергетики»:
1) Определены технологические схемы проведения лабораторных экспериментов в области подготовки счетных образцов для спектрометрического определения 226Ra и 210Pb. Проведены эксперименты по разделению и выделению элементов с использованием методов осаждения и ионного обмена. При осаждении гидроксидов основная масса щелочных и щелочноземельных элементов находится в фильтрате. Количество выделенного в результате переосаждения гидроксидов щелочных и щелочноземельных элементов составило величину от 5 до 30 %. Эксперименты с использованием сильноосновного анионита 17×8 в Cl--форме показали, что наряду с щелочными и щелочноземельными элементами в элюат выделяются такие элементы как Cu, Ni, Co, что свидетельствует об отсутствии поглощения указанных элементов анионитом. При осаждении сульфата бария можно выделить основную массу Na, Mg, K, Cs, Ca, Cu, Co, Ni, Zn, Cd в фильтрат.
2) Установлено, что накопление радионуклида 137Cs сельскохозяйственными растениями связано с его биодоступностью в почве (r=1, p<0,05), которая, в свою очередь, определяется механизмами формирования радиоактивнго загрязнения и определенными почвенными физико-химическими показателями. Интенсивность поглощения биодоступного 137Cs растениями и, как следствие, накопление радионуклида в растениеводческой продукции, в первую очередь, зависит от валового содержания K в почве (rxy-z = -0,85; p<0,05). Также установлено, что поглощение прочносвязанных форм 3Н из почвы с/х растениями является опосредованным и видоспецифичным. Предполагается, что ключевая роль в поглощении прочносвязанных форм 3Н принадлежит процессам физико-химического и биохимического выщелачивания. Полученные результаты являются входными параметрами для выявления закономерностей миграции и накопления 137Cs и 3Н в системе «почва-сельскохозяйственные растения» и построения моделей для прогнозирования интенсивности накопления радионуклидов в растениеводческой продукции.
3) Получены экспериментальные данные, характеризующие биологическую доступность радионуклида 241Am в почвенно-растительном покрове двух радиоактивно загрязненных участков СИП. Значения коэффициента накопления (Кн) для растений на участке в районе площадки П-3 варьирует в диапазоне от 0,00013 до 0,0045, на участке в районе площадки П-2М – в пределах значений от 0,0028 до 0,0226. Разработаны методические приемы подготовки щелочных почвенных вытяжек для радиохимического определения радионуклида 239+240Pu.
4) Проведены экспериментальные исследования процессов сорбции и десорбции с одним видом сорбента, в ходе которых получены количественные показатели эффективности сорбционного метода – проценты сорбции и десорбции для радионуклидов 137Cs и 90Sr. Установлено, что для одного вида воды для 137Cs процент сорбции выше, чем для 90Sr. Определены факторы, влияющие на процессы сорбции: размер частиц сорбента, время соприкосновения сорбента и очищаемой воды, химический состав воды. Установлено, что для сорбента с меньшим размером частиц процент сорбции выше, чем для сорбента с большим размером частиц. Также установлено, что при увеличении времени соприкосновения сорбента и очищаемой воды процент сорбции увеличивается. Химический состав очищаемой воды также оказывает влияние на процессы сорбции, при увеличении минерализации воды (количество растворенных в воде веществ) эффективность сорбции снижается. Соответственно, для повышения эффективности необходимо либо увеличивать массу сорбента, либо снижать объем очищаемой воды. На основе проведенных экспериментов разработаны методические рекомендации по очистке загрязненных вод сорбционным методом.
5) Получены исходные значения стабильных изотопов 2Н и 18О в атмосферных выпадениях, подземных и поверхностных водах, построена локальная линия метеорных вод. Рассчитан коэффициент отклонения локальной от глобальной линии метеорных вод. По результатам исследований вод радиационно-опасных объектов пл. «Телькем» и пл. «Дегелен» выявлено, что на территории пл. «Телькем» отсутствует водообмен между подземными и поверхностными водами. Подземные воды пл. «Телькем» существенно отличаются от поверхностных вод облегченными значениями изотопов. Установлено, что все исследованные на пл. «Дегелен» воды ручьев и родников имеют питание из «боевых» штолен с водопроявлениями. Исключением являются воды в северо-восточной и восточной части пл. «Дегелен», находящиеся в районе р. Карабулак, которые, также, как и воды самого р. Карабулак отличаются изотопным составом и имеют отдельный источник питания.
6) Проведенные исследования комплексом буровых работ, геофизических методов (каротаж), гидрогеологических работ и лабораторных методов дали возможность расширить сеть мониторинга и получить новую информацию о кристаллическом блоке горных пород и гидрогеологических условиях на площадке Гранитный, как потенциальном участке захоронения РАО. На участке Гранитный, по результатам ранее проведенных работ по бурению скважин, для расширения сети мониторинга и изучения кристаллического массива, был проведен анализ, в результате которого построены два геологических разреза, позволивших более наглядно отразить расположение кристаллического массива на площадке Гранитный. В результате гидрогеологического мониторинга и гидрохимических анализов были получены новые данные о подземных водах на участках Косшокы, Акбота-Западный и Гранитный. По результатам работ были построены графики уровней грунтовых вод за последние шесть лет и карты гидроизогипс по трем участкам. Пополнена компьютерная база данных по результатам изучения гидрогеологических сред на данных участках.
По разделу 04 «Развитие системы мониторинга ядерных событий и радиационных аварий»:
1) Определены участки и объекты исследования – основные компоненты степной наземной экосистемы, а также водной экосистемы р.Иртыш в районе г. Курчатов области Абай. Установлены уровни загрязнения: содержание радионуклидов в верхнем слое почвенного покрова (0-5 см) составляет для 40К – от 130 до 1470 Бк/кг, 232Th – от 6 до 70 Бк/кг, 238U – от <5 до 150 Бк/кг, 137Cs – от <0,1 до 65 Бк/кг, 210Pb – от <3 до 175 Бк/кг, 241Am – от <0,1 до 24 Бк/кг; в растительноcти 40К– от 6 до 670 Бк/кг, 232Th – от <0,4 до 10 Бк/кг, 137Cs – от <0,2 до 28 Бк/кг, 210Pb – от <0,5 до 25 Бк/кг, 3H (органически связанный) от 6×10-3 до 3,1 Бк/кг; в поверхностных и подземных водах 3Н – от <6 до 22±6 Бк/кг, 137Cs – от <0,01 до 4,3±1,7 Бк/кг, 90Sr – от <0,01 до 2±0,02 Бк/кг, 239+240Pu – от <1,1×10-4 до (1,1±0,8)×10-3 Бк/кг; в атмосферном воздухе наличие радионуклидов 241Am, 137Cs, 90Sr не зафиксировано, численные значения 239+240Pu составляют от 3,0·10-9до 6,0·10-7 Бк/м3. Разработаны методические рекомендации по оценке дозовой нагрузки на население в зоне влияния АЭС.
2) Выявлены особенности накопления радионуклидов отдельными представителями живого напочвенного покрова и их отдельными органами – ряд убывания Кн 241Am для таволги (Spiraéa hypericifólia): корни > стебли > листья > цветки. При этом Кн 241Am для корней на два порядка превышают значения данного показателя для остальных органов. Для исследования влияния H3 на морфо-анатомические параметры фасоли (Phaseolus vulgaris) начат модельный эксперимент на 6 гидропонных установках в лабораторных условиях. Установлены цитогенетические изменения овсяницы (Festuca valesiaca Gaudin), произрастающей в условиях радиоактивного загрязнения, что показывает возможность использования данного вида для биоиндикации качества среды обитания и ее отдельных показателей в условиях радиоактивного загрязнения наземных экосистем.
3) На основании руководств МАГАТЭ, ВОЗ, Международной организации по стандартизации изучена и адаптирована концепция планирования действий и устойчивые международные алгоритмы биодозиметрической оценки дозы облучения для сортировки в масштабных аварийных радиационных/ядерных ситуациях. Изучены функционирующие ключевые крупные объекты в Казахстане – потенциальные источники радиационной опасности в случае инцидентов и чрезвычайных радиационных/ядерных ситуаций. В рамках исследований и подготовки к возможным радиационным инцидентам в качестве модели для рассмотрения аварийной ситуации выбран потенциальный объект КИР Байкал 1, расположенный в 65 км от города Курчатов. Начато исследование фоновой частоты нестабильных хромосомных аберраций – нулевой точки дозы у 27 работников данного объекта.
4) Проведен анализ информативности и достоверности данных мониторинга гидродинамики и геодинамики водоносных горизонтов методом вызванной поляризации (ВП) в модификациях дипольного и вертикального электрического зондирования. Опробовны методы подавления техногенных электрических помех путем оптимизации систем наблюдений, расчётами дифференциального фазового параметра и процентно-частотного эффекта. Подтверждена, на примере данных по геофизическому полигону «Каскелен», эффективность совместного использования методов сейсморазведки – корреляционный метод преломленных волн (КМПВ) и электроразведки – вертикальное электроическое зондирование (ВЭЗ), для повышения достоверности интерпретации электропроводящего горизонта как обусловленного наличием в разрезе подземных вод. Получены геоэлектрические параметры песчано-глинистых грунтов в зависимости от влажности по данным физического моделирования и определены корреляционные связи между ними.
5) Собрана информация о мирных ядерных взрывах, произведенных на территории бывшего СССР, в том числе на территории Центральной Азии. Результатом работы явилась база данных «Метаданные». База данных создана в двух вариантах (Excel и CSS 3.0) включает 107 мирных взрыва, по 233 станциям. Проведено уточнение параметров для ряда мирных взрывов, касающихся уточнениям местоположения, дополнительного определения магнитуд и энергетических классов, всего уточнение проведено для 21 взрыва (координаты) и 81 взрывов (магнитуды, классы). Создан сейсмический бюллетень с учетом всех уточненных данных источников взрывов, а также определенные на основе обработки бумажных сейсмограмм характеристики – времена вступления региональных сейсмических волн, амплитуды и периоды.
6) Проведены работы по обоснованию параметров проектируемого измерительного комплекса и технологии геофизического мониторинга в условиях техногенных помех по результатам мониторинговых наблюдений, полученных с помощью изготовленной ранее геофизической аппаратуры. Полученные результаты анализа научно-технической информации позволили определить основные электрические параметры проектируемого измерительного комплекса: минимальный регистрируемый сигнал (не более 0,02 мкВ); подавление помех промышленной частоты (не менее 100 дБ); разрешение (не менее 32 бит); погрешность измерения амплитуды (не более 0,2%); погрешность измерения фазового параметра (не более 0,01 град.). Эти параметры не уступают лучшим зарубежным аналогам.
Достоверность полученных в рамках НИР результатов и выводов обеспечена представительным объемом проработанных литературных данных и всесторонним анализом мирового опыта по исследуемым тематикам; применением зарекомендовавших себя методологий исследований, апробированных и аттестованных методик; использованием в расчетно-теоретических работах математически обоснованных расчетных методов и лицензированного программного обеспечения; применением в экспериментальных работах поверенной и калиброванной приборно-аналитической базы и современных методов статистической обработки данных, их согласованностью с результатами расчетно-теоретической проработки и др.
В исследовательскую группу по данной программе входят: 1 доктор наук, 8 ассоциированных профессора, 3 кандидата наук, 18 PhD, 15 аспирантов и докторантов, 47 магистров, 7 магистрантов. Количество молодых ученых и специалистов (до 35 лет) составляет 96 человек.
По результатам работ в 2024 году подготовлены 13 публикаций, из которых 8 научных статей. Основные полученные результаты апробированы на международных конференциях: V Международный научный форум «Ядерная наука и технологии», the 8th Nuclear Materials Conference (NuMat 2024).
При выполнении работ по программе «Развитие атомной энергетики в Республике Казахстан» в 2025 году получены следующие важные результаты:
По разделу 01 «Исследования по повышению безопасности и эффективности ядерной и термоядерной энергетики»:
1) Получены данные по поведению кандидатных материалов, при их взаимодействии с кориумом в условиях, моделирующих тяжелую аварию легководного реактора с расплавлением активной зоны. Установлено, что под воздействием кориума происходит растрескивание, эрозия и частичное разрушение блоков из оксида алюминия. Данные о характере и степени структурных изменений, а также глубине эрозии кандидатного материала в результате взаимодействия с кориумом будут получены после проведения комплекса материаловедческих исследований в следующем году.
2) Разработана конструкторская и программно-методическая документация, изготовлены все элементы ЭУ, проведена сборка ЭУ на стенде EAGLE, получены экспериментальные результаты по исследованию взаимодействия струи расплава активной зоны быстрого реактора с натриевым теплоносителем. Построены диаграммы изменения мощности в ЭПП и значений температуры с установленных в ЭУ термопар. Анализ полученных результатов и постэкспериментальные исследования образцов планируется выполнить в следующем 2026 году.
3) Выполнено техническое проектирование ЭУ, разработана программно-методическая документация, в том числе программа облучательных экспериментов на реакторе ИГР в режиме «Регулируемый импульс», проведено обоснование безопасности выполнения внутриреакторных экспериментов в режиме «Регулируемый импульс» с использованием топлива энергетического реактора при предельных параметрах работы ИГР, а также проведена сборка и подготовка к экспериментам ЭУ «ИМПУЛЬС».
4) Разработано, изготовлено и смонтировано ЭУ, предназначенное для реализации процедур синтеза легкоплавких эвтектических литиевых сплавов на основе свинца и олова. Выбраны и отработаны технологические процедуры синтеза литиевых сплавов на основе свинца и олова, разработана программа синтеза сплавов, в результате реализации которой были изготовлены опытные образцы с заданными атомными соотношениями металлов в сплавах. Приведены работы по характеризации изготовленных образцов методами дифференциально-сканирующей калориметрии, микроструктурного и рентгенофазового анализа и определена теплоемкость свинцово-литиевой эвтектики. Установлено, что изготовленная свинцово-литиевая эвтектика имеет гомогенную структуру, фазовый состав, соответствующий Pb84Li16. Температура правления эвтектики составляет порядка 233,4 ℃, удельная энтальпия плавления равна 21,5 Дж/г, теплоемкость при плавлении составляет
247 Дж/г∙℃, теплоемкость при кристаллизации составляет 242 Дж/г℃. Определена зависимость удельной теплоемкости в диапазоне температур 50 ℃ - 500 ℃. Анализ результатов материаловедческих исследований показал работоспособность методики синтеза литиевых эвтектических сплавов на основе свинца и олова и подтвердил возможность ее использования для изготовления образцов.
По разделу 02 «Ядерные, радиационные технологии и материалы в атомной энергетике»:
1) Выполнены методические длительные испытания образцов аустенитной стали марки 12Х18Н10Т и определены продолжительность испытания до разрушения и средняя скорость ползучести на прямолинейном участке при заданных условиях испытаний. Время разрушения при температуре испытаний 700 °С составило 31,8 ч, а при 800 °С – 0,5 ч. Это демонстрирует экспоненциальную чувствительность ползучести стали к повышению температуры, типичную для аустенитных нержавеющих сплавов. Средняя скорость перемещения пуансона на прямолинейном участке диаграммы составила 0,0022 мм/ч (700 °С) и 0,25 мм/ч (800 °С). Резкое увеличение скорости при повышении температуры указывает на преобладание термоуправляемых механизмов ползучести. Полученные диаграммы четко отражают все три стадии: начальное убывающее деформирование, участок установившейся скорости и стадия ускоренного разрушения. Полученные данные могут быть использованы при верификации параметров прочности и долговечности конструкционных материалов, эксплуатируемых в условиях высоких температур, в том числе в энергетических установках нового поколения.
2) В результате проведенных работ установлено, что параметры ИПС существенно влияют на структуру и фазовый состав ДУО стали и выявлены некоторые особенности структурно-фазового превращения конструкционной ДУО стали в зависимости от условий ИПС. При температуре ниже 1100 °С отмечается неполное уплотнение. При температуре выше 1400 °С начинается рост зерна и деградация дисперсной фазы. Микроструктурные исследования показали, что с увеличением температуры формируется более однородная и плотная структура. При температурах, превышающих 1400 °С, активизируются процессы рекристаллизации, что приводит к укрупнению зерен и утрате структурной однородности. По данным рентгенофазового анализа основная фаза всех образцов – α-Fe (ОЦК), легирующие элементы находятся в твердом растворе. Образцы, спеченные при 1400 °С, показали максимальное содержание Y₂O₃ (до 30 %) и минимальное количество дефектов решетки. При температуре 1500 °С наблюдается снижение доли Y₂O₃ до 2,8 % и рост содержания Fe₃O₄, что свидетельствует о термической нестабильности. Ключевым фактором сохранения упрочняющей оксидной фазы Y₂O₃ и равномерной структуры является строгий контроль температурного режима, в частности, ограничение температуры спекания значением не выше 1400 °С. По результатам проведенных работ разработана методика получения стали с применением технологии ИПС.
3) Реализован комплекс экспериментальных и методических мероприятий, направленных на развитие и внедрение ИНАА для количественного определения элементного состава бетонов и аналогичных материалов. Работы охватили два исследовательских реактора, ИВГ.1М и ИГР, и включали проектирование ЭУ, выполнение расчетов ядерно-физических параметров, проведение облучательных экспериментов и гамма-спектрометрических измерений. В результате проведенных работ разработана методика ИНАА, адаптированная к условиям реактора ИГР. Получены детальные данные по пределам обнаружения для широкого спектра элементов, включая редкоземельные и переходные металлы. Пределы обнаружения для элементов Eu, Sm, Sc, Tb, Lu, Hf, Ta, Co, Np, Ho и др. показали высокую чувствительность метода при выбранных условиях облучения и выдержки. Это подтверждает целесообразность применения ИНАА для анализа элементов в низких концентрациях, включая актиноиды и редкоземельные металлы. Проведена апробация методик на образцах стандартов горных пород СГД-2а и СГ-4.
4) Проведен анализ имеющегося кориума, полученного в рамках экспериментальных исследований процессов удержания имитатора кориума с использованием пассивных систем безопасности (днищем корпуса реактора, ловушек расплава, жаропрочными материалами), за период 1997 по 2020 гг. Для дальнейшего изучения процесса естественного старения кориума отобраны представительные порции образцов кориума разного возраста, которые были близки по составу и условиям проведения экспериментов. Исследуемые образцы представляли собой как крупные фрагменты, так и порошки. Были выполнены работы по фракционированию порошковых проб, элементный и фазовый анализ каждой фракции каждого типа кориума, анализ условий хранения кориума. При сравнении полученных результатов на сегодняшний день с исходным составом шихты (компоненты для получения имитатора кориума ВВР) и анализе условий проведения экспериментов (учет материалов, которые присутствовали в ловушке расплава) можно сделать вывод, что существует хорошая корреляция с данными на момент проведения экспериментов. Отсюда можно сделать вывод, что при сухом длительном хранении существенных структурно-фазовых изменений кориум не претерпевает.
По разделу 03 «Радиационная и экологическая безопасность атомной энергетики»:
1) Отработаны основные этапы подготовки спектрометрических образцов. Проведены исследования выделения радионуклидов и элементов при проведении операций осаждения, ионного обмена. Оценены концентрация изотопов Ba2+ достаточная для визуального наблюдения за образованием осадка BaC2O4. При добавлении 300 мкг Ba2+ в качестве носителя в анализируемый образец визуально зафиксировать образование осадка осадка BaSO4 не удалось. Установлено, что использование соединений железа, для соосаждения изотопов Pb в виде гидроксидов, на конечных стадиях очистки крайне нежелательно, т.к. желтая или бурая окраска солей железа, после растворения осадка Fe(OH)3, сильно влияет на гашение спектрометрического источника, что в свою очередь влечет за собой снижение чувствительности и искажение результатов анализа. Подготовлены рабочие инструкции.
2) Проведены модельные эксперименты с сельскохозяйственными культурами для оценки инкорпорирования 3Н, а также получения параметров перехода 243Am в растениеводческую продукцию. Разработаны модели для прогнозирования интенсивности накопления радионуклида 3Н в сельскохозяйственных растениях на основании концентрации ТСВ при корневом и фолиарном поглощении НТО. В результате установлено, что наиболее прогностичными являются индивидуальные модели на основе концентрации свободного 3Н в листьях. Такие модели способны предсказать более 60% концентрации ОСТ в листьях, как при корневом, так и при фолиарном поглощении радионуклида 3Н. Модели, разработанные на основе обобщенных концентраций 3Н в свободной воде листьев или надземной части растений, либо не являются статистически достоверными, либо характеризуются низкой предикативной способностью вследствие высокой неоднородности исходных данных.
3) Получены количественные данные параметров подвижности и биологической доступности трансурановых радионуклидов в почвенно-растительном покрове следов радиоактивных выпадений от наземных испытаний на пл. «Опытное поле». Значения Кн 241Am для растений, произрастающих на следах радиоактивных выпадений, варьируют в диапазоне от 0,00003 до 0,023, Кн 239+240Pu – от 0,00001 до 0,030. Максимальная вариативность Кн 239+240Pu отмечается на следе П-2М (II) (т. 14-16), где для Кн 241Am наоборот, отмечается наименьший разброс значений. Распределение значений УА 241Am в подвижной и кислоторастворимых формах в почве следов радиоактивных выпадений носит различный характер. На основании распределения значений УА 241Am и Ко 241Am в почве на следе П-3 определена тенденция последовательного обогащения крупных фракций радионуклидом 241Am с увеличением расстояния от эпицентра взрыва.
4) Проведены экспериментальные исследования по очистке загрязненных вод от техногенных радионуклидов методом мембранной фильтрации на примере водных объектов СИП, различающихся по механизму формирования радиоактивного загрязнения и расположению. Эффективность очистки в исследованных водах по отношению к радионуклиду 137Cs составила 100%, 239+240Pu – 98% для воды воронки Телькем-1 и 100% для воды воронки В-1. Установлено, что метод мембранной фильтрации неэффективен по отношению к 90Sr, т.к. данный радионуклид в воде находится преимущественно в растворенной форме. Радионуклид 137Cs в воде с водотока шт. 609 и воронки В-1 находится в виде грубой взвеси (>8), в воде воронки Телькем-1 – 93% данного радионуклида находится в грубой взвеси и 7% распределено в виде взвешенных веществ. Преимущественной формой нахождения 239+240Pu в воде воронки В-1 является грубая взвесь, в воде воронки Телькем-1 данный радионуклид распределен в виде грубых и взвешенных веществ, а также в виде коллоидов различного размера (до 2%). На основе проведенных экспериментов разработаны методические рекомендации.
5) Определены источники происхождения, процессы водообмена и условия формирования загрязненных радионуклидами подземных и поверхностных вод для различных радиационно-опасных объектов на территории СИП, характеризующихся разными гидрогеологическими и экологическими условиями. Установлено, что на пл. «Балапан» основным источником питания подземных вод является инфильтрация атмосферных осадков, речных и талых вод. На пл. «Сары-Узень» по данным изотопного анализа определено, что пополнение запасов вод носит ярко выраженный сезонный характер, обусловленный таянием снегов и весенними осадками. Результаты распределения 3Н в поверхностных и подземных водах ручьёв Узынбулак, Байтлес и Токтакушук на пл. «Дегелен» отражают различия в механизмах водообмена. Для Узынбулака характерна согласованность концентраций на разных глубинах, что свидетельствует о единой системе питания осадками и активной связи между верхними и трещинными горизонтами. В водах ручья Байтлес наблюдается рост активности 3Н с глубиной, указывающий на аккумуляцию радионуклидов в подземных горизонтах при более динамичном разбавлении поверхностных вод. В то же время ручей Токтакушук демонстрирует обратную картину: высокие концентрации фиксируются в поверхностных и грунтовых водах при низких значениях в трещинных горизонтах, что отражает изолированность глубоких водоносных систем от процессов загрязнения.
6) Получены новые сведения о гидрологии поверхностных вод участка, включая местоположение и объем водных масс, временная изменчивость в потоке, новые данные и информация по гидрогеохимии участка, которые важны для оценки безопасности и проектирования хранилища. Изучены геотехнические характеристики пород и химический состав подземных вод на участках. Пополнена компьютерная база данных для построения карты гидроизогипс участка с указание направления водотока подземных вод.
По разделу 04 «Развитие системы мониторинга ядерных событий и радиационных аварий»:
1) Исследована радиационная обстановка в населенных пунктах (оценка радиоактивного загрязнения воздушного бассейна, объектов водопользования, сельскохозяйственной продукции). Получены количественные данные содержания радионуклидов в воздухе (137Cs – <2,1×10-5 Бк/м3, 241Am – <1,0×10-5 Бк/м3, 239+240Pu – от 3,0×10-9 до 6,0×10-7 Бк/м3), объектах водопользования (60Co – <0,4 Бк/кг, 152Eu – <0,4 Бк/кг, 40K – <24 Бк/кг, 238U – <3,0 Бк/кг, 137Cs – <3,0 Бк/кг, 241Am – <0,3 Бк/кг, 235U – <3,0 Бк/кг, 226Ra – <0,4 Бк/кг, 3H – <6,0 Бк/кг), сельскохозяйственной продукции (в биопробах 40K – от 1000±200 до 1700±300 Бк/кг, 232Th – <0,4 Бк/кг до 3,7±0,7 Бк/кг, 137Cs – <0,5 Бк/кг, 241Am – <0,5 Бк/кг, 60Co – <0,4 Бк/кг, 152Eu – <0,9 Бк/кг, 154Eu – <1,3 Бк/кг, 238U –<4,9 Бк/кг, 14С – <2,4 Бк/кг, 239+240Pu – 0,3 Бк/кг; в пробах растениеводческой продукции 40K – от 250±50 до 1400±300 Бк/кг, 232Th – от <4,3 Бк/кг до 5,8±3,5 Бк/кг, 137Cs – <1,6 Бк/кг, 241Am – <2,4 Бк/кг, 60Co – <0,8 Бк/кг, 152Eu – <2,3 Бк/кг, 154Eu – <4,7 Бк/кг, 238U – <23 Бк/кг, 235U – <6,9 Бк/кг.). Диапазон результатов измерений ЭРОА и ОА радона в подвальных помещениях жилых зданий варьирует от <4 до 81 Бк/м3 и от 42 до 144 Бк/м3, в помещениях административных зданий – от 16 до 215 Бк/м3 и от 107 до 246 Бк/м3, соответственно. Рассчитаны коэффициенты накопления.
2) Выявлены особенности накопления радионуклидов отдельными представителями живого напочвенного покрова и их отдельными органами – ряд убывания Кн 239+240Pu для таволги (Spiraéa hypericifólia): корни > стебли, листья > цветки. Среднее значение Кн 241Am выше, чем Кн 239+240Pu, однако достоверной разницы в накоплении не установлено. Определены параметры перехода радионуклидов в организм рыб. Средние значения CRорг-корм, полученные для радионуклидов 137Cs и 90Sr, составили 0,019 и 1,02, CRорг-сед – 0,027 и 1,91, соответственно. Среднее значения CRтк-вода составило 0,59 (Бк/кг сырого веса∶Бк/л). В рамках оценки влияния H3 на морфо-анатомические параметры фасоли (Phaseolus vulgaris) установлено, что толщина мезофилла в экспериментальной группе 1-го и 2-го поколения больше, чем в контрольной в среднем на 6 и 4%, толщина верхнего эпидермиса – на 8 и 9%, а нижнего – на 7 и 6%, соответственно. Подтверждены цитогенетические изменения овсяницы (Festuca valesiaca Gaudin), произрастающей в условиях радиоактивного загрязнения, что показывает возможность использования данного вида для биоиндикации качества среды обитания и ее отдельных показателей в условиях радиоактивного загрязнения наземных экосистем.
3) Отработаны методические подходы к моделированию имитационных звеньев биодозиметрической сортировки, подтверждена готовность к оперативной оценке индивидуальных доз облучения в различных сценариях, обеспечена практическая интеграция цитогенетических методов в систему аварийного реагирования. Полученный опыт укрепил научно-технический потенциал лаборатории и создал основу для её включения в национальную инфраструктуру радиационной безопасности.
4) Получены материалы полевых наблюдений комплексом геофизических методов на площадках, прилегающих к КИР Байкал-1 и ВВР-К ИЯФ. Усовершенствованны технологии определения геоэлектрических и упругих параметров грунтов в естественном залегании, мониторинга и обработки данных пространственно-временных изменений геоэлектрических, упругих параметров и газопроницаемости изучаемых разрезов в условиях техногенных электрических помех, а также слабо проявленных деформационных процессов. Проведен пометодный анализ информативности и достоверности геофизических данных мониторинга.
5) Получены сейсмические бюллетени ядерных взрывов и землетрясений из района СИП. Уточнены параметры ядерных взрывов и землетрясений из района СИП. Создана база данных оцифрованных сейсмограмм мирных ядерных взрывов из района Прикаспийской впадины, Узбекистана, Тукменистана.
6) Подготовлено техническое задание на разработку экспериментального образца измерительного комплекса. Получены результаты макетирования отдельных узлов и экспериментальных исследований для уточнения возможных значений некоторых параметров проектируемого измерительного комплекса. Разработаны принципиальные схемы проектируемого измерительного комплекса.
Достоверность полученных в рамках НИР результатов и выводов обеспечена представительным объемом проработанных литературных данных и всесторонним анализом мирового опыта по исследуемым тематикам; применением зарекомендовавших себя методологий исследований, апробированных и аттестованных методик; использованием в расчетно-теоретических работах математически обоснованных расчетных методов и лицензированного программного обеспечения; применением в экспериментальных работах поверенной и калиброванной приборно-аналитической базы и современных методов статистической обработки данных, их согласованностью с результатами расчетно-теоретической проработки и др.
В исследовательскую группу по данной программе входят: 1 доктор наук, 11 ассоциированных профессора, 3 кандидата наук, 21 PhD, 15 аспирантов и докторантов, 45 магистров, 13 магистрантов. Количество молодых ученых и специалистов (до 35 лет) составляет 71 человек.
По результатам работ в 2025 году подготовлены 23 публикации, из которых 17 научных статей. Основные полученные результаты апробированы на международных конференциях: XIV International scientific conference of young scientists, PhD students, Master`s degree students, and students «Actual environmental problems» (Беларусь), XX Международная научная конференция студентов, магистрантов и молодых ученых «Ломоносов – 2025» (Россия), International conference on radiation applications, RAP 2025 (Греция), Thirteenth International Conference on Radiation Natural Sciences, Medicine, Engineering, Technology and Ecology (Черногория).