يلعب قسم الأبحاث في روساتوم دورًا خاصًا داخل الشركة النووية الروسية. يضع البحث الأساس لتحسين السلع الحالية وتطوير منتجات وخدمات جديدة عالية التقنية تقدمها روساتوم في قطاعي التكنولوجيا والطاقة النووية. يمكنكم معرفة المزيد حول مجالات البحث الرئيسية في هذه المقالة.
يضم قسم الأبحاث في روساتوم عشرة معاهد ومراكز للبحث والتطوير. تتم إدارة هذا القسم من قبل هيئة الخدمات المشتركة للعلوم والابتكار (JSC Science and Innovation) ويضم أيضًا مركز المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي المسؤول عن الالتزامات التي تعهدت بها روسيا كجزء من مشروع المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي. تتمحور أنشطة البحث والتطوير الخاصة بها حول عشرة مجالات رئيسية – وهذا يجعل من السهل توحيد الجهود والأموال واستبعاد الازدواجية والتضارب في حقوق الملكية الفكرية.
يشمل مجال البحث الأول مشروع الاختراق (Proryv Breakthrough) ))، ومفاعلات النيوترونات السريعة، ومبادرات دورة الوقود النووي المغلقة. أجرى الباحثون في وقت سابق من هذا العام، تجارب منصات للاختبار والتحقق من مواصفات التصميم المتوقعة والتدابير الأمنية ورموز الكمبيوتر والأداء وعمر المعدات. سيتم في المرحلة التالية إجراء البحث والتطوير في مجمع الطاقة التجريبي (PDEC)، والذي يتم إنشاؤه حاليا في روسيا. سوف يركزون هناك على الحصول على معلمات أداء المفاعل وإظهار إمكانية إغلاق دورة الوقود النووي وإعادة تدوير الوقود وتجارب باستخدام الرصاص كمبرّد، إلخ.
المجال الثاني هو تكنولوجيا توليد الطاقة النووية المتقدمة على أساس مفاعلات VVER)، بما في ذلك تطوير مفاعلات التحكم في التحوّل الطيفي (VVER-S) والمفاعلات ما فوق الحرجة المبردة بالماء (VVER-SKD). يعمل الباحثون على تطوير رمز حاسوبي للنمذجة النيوترونية الدقيقة لكل من النقل الثابت وغير الثابت. يدرس علماء روساتوم بالشراكة مع معهد كورتشاتوف تأثيرًا جديدًا للتفاعل المرن بين أضداد النيترينو الإلكترونية ونواة الزينون الضخمة. يمكن أن تكون أجهزة مراقبة النيوترينو المدمجة وغير المكلفة مفيدة في تحسين سلامة المنشآت النووية وضمان عدم الانتشار النووي.
المجال الثالث هو إعادة معالجة الوقود النووي المنضّب وإعادة التدوير المتعدد للمواد النووية. يهدف البحث في هذا المجال إلى تعظيم استخدام إمكانيات طاقة المواد الانشطارية وتقليل كمية ونشاط النفايات المشعة. أثبت الباحثون أنه من الممكن من حيث المبدأ استخدام وقود اليورانيوم والبلوتونيوم REMIX في مفاعلات النيوترونات الحرارية بشكل متكرر (حتى 7 مرات). تم تصميم مفاعل ملح مصهور للتخلص من الأكتينيدات الصغيرة. ستستمر أنشطة البحث والتطوير حتى العام 2024 على أقل تقدير. وستُستخدم النتائج التي تم الحصول عليها لبناء منشأة نووية تجريبية معتمدة على الأملاح المنصهر. يتم حاليا حرق الأكتينيدات الصغيرة في مفاعل BN-800، وهو مفاعل نيوتروني سريع تجاري. يطلوّر الباحثون أيضًا طرائق لفصل الوقود النووي المنضّب وتصليب النفايات المشعة عالية مستوى الاشعاع باستخدام مصفوفات شبيهة بالمعادن، وما يسمى بـ Iron PUREX، وهي طريقة لاستخدام كسوة الوقود كمصفوفات.
المجال الرابع هو اقتصاد الهيدروجين. يركّز على تطوير مفاعل تبريد بالغاز عالي الحرارة يمكن استخدامه لإنتاج الهيدروجين على نطاق تجاري. توفر برامج البحث الأخرى في هذا المجال إنشاء حلول تخزين ونقل وتطبيق الهيدروجين.
يشمل المجال الخامس البحث في تكنولوجيا الليزر. إن وحدة ليزر متنقلة متعددة الوظائف قادرة على توليد شعاع بطول 100 متر هي على وشك أن تدخل حيز التشغيل التجاري. يمكنها قص الهياكل الفولاذية والخرسانية حتى سمك 20 سم، بما في ذلك تحت الماء. كما يجري العمل على إنشاء أجهزة كشف قادرة على تحديد موقع المتفجرات مختلفة التركيبات، بما في ذلك خلف العوائق وعلى مسافة تصل إلى 6 أمتار. يعمل الباحثون على إنشاء نسخة تجريبية من نظام فحص كامل الأهلية.
يغطي المجال السادس تقنيات الاندماج النووي الحراري والبلازما. يجري تطوير واختبار نموذج مخبري أولي لمحرك دفع بالبلازما. وقد وجد أن الآليات المدروسة جيدًا لتسريع الأيونات وفصلها عن الحقل المغناطيسي توفر طاقة عالية وخصائص دفع للمحرك. تم تطوير وتجميع واختبار أنظمة تجريبية للتحكم في تدفق النيوترونات النبضية وتدفق الجسيمات لتحسين تشخيص البلازما ذات درجات الحرارة العالية والتدفقات الطاقية الكبيرة والإشعاعات القوية. يعمل الباحثون أيضًا على تحسين معايير أداء التوكاماك وتطوير تقنية رش متواصل لتفريغ المغناطرون لترسيب طلاء الكروم على أغلفة الوقود.
يشمل المجال السابع مواد وتقنيات جديدة. تم تطوير واعتماد مادة جديدة لأغلفة ودرزات اللحام لأوعية المفاعل VVER-S. يعمل الباحثون أيضًا على تطوير طرائق وتقنيات لإنتاج وقود من سيليكات اليورانيوم مقاوم للحوادث – حيث يقومون بدراسة خصائص الحبيبات وإجراء اختبارات داخل المفاعل على نماذج أولية لقضيب الوقود. يهدف مشروع آخر إلى تطوير سبيكة خاصة، تكون أكثر مقاومة لالتقاط الهيدروجين، لاستخدامها في أنابيب التوجيه لتجميعات الوقود VVER و PWR.
يشمل المجال الثامن البحث والتطوير للمفاعلات المعيارية الصغيرة (SMRs). يعمل الباحثون على التحقق من صحة حلول التصميم لمحطات الطاقة الذرية الصغيرة RITM-200 SMRs و RITM-200 لتحسين أداء تصميمها. لقد تأكدوا من إطالة عمر الأنظمة والمعدات الأساسية وقاموا ببناء نماذج أولية لاختبار نظام إزالة سلبي لحرارة قشرة الحماية ونظام التبريد الأساسي للطوارئ وغيرها. يتم إجراء الحسابات للحوادث الشديدة التي تتجاوز أساس التصميم. تم تطوير أنواع جديدة من الوقود والتحقق من صحتها لمفاعل Shelf-M لضمان احتراق أعمق وتمديد حملة الوقود إلى ثماني سنوات أو أكثر.
المجال التاسع هو الناقلية الفائقة. قام الباحثون بتطوير وتجميع موصل هجين فائق الناقلية عالي الحرارة (HTS). تم إجراء الحسابات والتجارب لإثبات الجدوى التقنية والاقتصادية لإنشاء منظم طاقة شبكي فائق الناقلية. تم الانتهاء من اختبارات منصة ناقل HTS لأنظمة إخراج الطاقة. تقلل موصلات HTS من تكلفة إنشاء أو استبدال أنظمة إخراج الطاقة بنسبة 15٪.
المجال العاشر هو الطب النووي. يقوم الباحثون بتطوير وحدة علاج إشعاعي خارجي حلقي Torus. تشمل مزاياها أبعادًا صغيرة نسبيًا ومتطلبات حماية منخفضة من الإشعاع للمباني وفلتر معادل ومعدل جرعة أعلى، وغيرها. مجال آخر من مجالات البحث يشمل تفتيت الحصى بالليزر في جراحة المسالك البولية. العمل مستمر لتطوير تعديل جديد لجهاز ليزر مفتت للحصى ثنائي الخط يتميز بمدة نبضة، مقدارها ميكرو ثانية.
