Алексей Зайцев: в ФЭИ была сделана ставка на разработку отечественного продукта

О безопасности современных атомных станций говорит сегодня большинство людей, более-менее знают о её основах многие, а вот занимаются непосредственно изучением и укреплением этой безопасности только те, кто действительно решил посвятить свой научный и творческий потенциал этому сложному и ответственному делу.

Таким специалистом является начальник одной из лабораторий ГНЦ РФ - ФЭИ им. А.И.Лейпунского Алексей Александрович ЗАЙЦЕВ.

Он обучал в Китае местных специалистов для работы на тогда ещё строящейся, а ныне уже действующей Тяньваньской АЭС, построенной по российским технологиям. Также летом этого года он преподавал в НОУ ДПО "ЦИПК" курс сотрудникам белорусского МГЭУ им. А.Д.Сахарова, в связи с решением о строительстве АЭС в Гродненской области республики Беларусь.

В интервью Алексей Александрович ответил на вопросы, связанные с его основной научной работой - компьютерные коды для обоснования безопасности. Провёл интервью Валерий ШТОББЕ.

Алексей Александрович, разъясните, пожалуйста, название курса, который Вы вели: "Компьютерные коды для обоснования безопасности".

Компьютерное моделирование процессов на атомных станциях начало развиваться одновременно с появлением ЭВМ. Произошло это в силу необходимости. Безусловно, наиболее ценная информация - это та, что получена из живых экспериментов. Однако экспериментировать с проверкой безопасности настоящей атомной станции, как минимум, очень опасно, и к тому же слишком дорого, даже если проводить опыты очень осторожно.

Поэтому при появлении технологических возможностей разработчики стали учиться моделировать большинство процессов на компьютерном оборудовании и на базе таких результатов обосновывать безопасность действующих, строящихся и проектируемых атомных станций.

Разработка программных средств, с помощью которых возможно обоснование безопасности объектов атомной энергетики, началась сразу, а коды появились позже.

Просто потому, что коды, в данном случае, это не только набор запрограммированных формул, а полноценный информационный продукт с таким полезным во многих ситуациях свойством, как отчуждаемость. То есть, кодом может пользоваться не только разработчик, но и, скажем, специалист, который работает в другой организации - чаще всего, проектной либо конструкторской.

Создание в России непосредственно компьютерных кодов, а не программ (их тогда уже было достаточно) для обоснования безопасности АЭС начало активно развиваться с конца 80-ых. На Западе к тому времени они уже существовали.

Первый российский контейнментный код предназначался для обоснования безопасности АЭС нового поколения с реакторной установкой ВВЭР-640. Разработкой кода начали заниматься в ФЭИ в 1989 году. Назван был код "Купол-М".

В чём состоит специфика кода "Купол-М"?

Спецификой разработанного кода является то, что он описывает процессы в контейнменте, то есть, он не затрагивает процессы в реакторной установке. Он описывает процессы переноса парогазокапельной смеси в объёме защитной оболочки АЭС с ВВЭР.

Контейнмент (защитная оболочка) - это одна из важнейших систем безопасности АЭС, так как это четвёртый и последний барьер на пути выхода продуктов деления в окружающую среду при возникновении каких-либо аварийных ситуаций.

В связи с этим, необходимо достаточно адекватно моделировать процессы, происходящие в защитной оболочке, включая перенос компонентов парогазокапельной смеси (в том числе, водорода), перенос радиоактивных продуктов деления и радиоактивных аэрозолей.

Прошлогодние события на японской АЭС "Фукусима Дайичи" в очередной раз продемонстрировали, что водородная безопасность является существенной частью общей безопасности АЭС с ВВЭР, потому что при осушении активной зоны сразу появляется источник водорода, в результате взаимодействия пара с оболочками твэлов из циркониевых сплавов.

А коды для обоснования безопасности других защитных барьеров АЭС тоже были разработаны?

Да, параллельно развивались коды, которые описывали остальные объекты атомной станции. Это, прежде всего, теплогидравлические коды, которые описывают процессы в первом и втором контурах и в реакторной установке.

В 80-90-ые годы существовала (да и до сих пор существует) практика использования зарубежных кодов, но в ФЭИ была сделана ставка на разработку отечественного продукта. До сих пор наш код "Купол-М" является действующим. Он прошёл две аттестации в Госатомнадзоре. В 1999 году аттестована первая версия кода применительно к АЭС с РУ ВВЭР-640, а в 2005 году - следующая версия кода "Купол-М" применительно к АЭС с РУ ВВЭР-1000.

Как вам удалось достичь компетенции для разработки продукта на мировом уровне? И какие коды в данном случае можно отнести к мировому уровню?

У нас есть, безусловно, представление о кодах других разработчиков. Примерно с середины 90-ых, после окончания разработки первой версии кода "Купол-М" начался процесс кросс-верификации с лучшими зарубежными аналогами.

Тогда мировой уровень представляли такие коды как CONTAIN (США), а также RALOC и WAVCO (Германия). Их, пожалуй, можно назвать контейнментными кодами первого поколения. Сопоставление показало, что мы, как минимум, не уступаем большинству зарубежных продуктов.

С конца 90-ых началось развитие контейнментных кодов следующего поколения. У нас это происходит в рамках того же проекта "Купол".

В Европе перешли к кодам следующего поколения со сменой названий. То есть, коды RALOC и WAVCO, как таковые, перестали существовать. Вместо них появились код COCOSYS, куда RALOC вошёл составной частью, и код ASTEC. Это совместные франко-германские разработки, и это неудивительно, так как на данный момент Франция и Германия, не считая России, являются европейскими лидерами в области атомной энергетики.

А иностранные разработчики сравнивают свои коды с российскими?

Такое сопоставление происходит в рамках так называемых "международных стандартных задач (International Standart Problem)".

На экспериментальных стендах - прежде всего зарубежных - проводятся эксперименты. Затем экспериментаторы выдают начальные и граничные условия разработчикам кодов, и все разработчики, независимо друг от друга и не зная экспериментальных данных, проводят расчёты. Потом экспериментаторы раскрывают свои данные, и разработчики кодов смотрят, насколько близко к верному ответу они подошли.

Вся эта информация есть в открытых источниках, и, в том числе, в интернете. По крайней мере, данные последней международной стандартной задачи ISP-47, которая проводилась на трёх экспериментальных установках - TOSQAN и MISTRA во Франции и ThAI в Германии. На каждой установке было проведено по одному зачётному эксперименту. Измеренные данные потом были использованы для верификации контейнментных кодов.

Остаётся вопрос, как вам удалось достичь мирового уровня?

Понятно, что код "Купол-М" появился не на пустом месте. ГНЦ РФ - ФЭИ - российский и в каких-то вопросах, вероятно, мировой лидер в области атомной энергетики. То есть, научная среда, которая сформировалась в ФЭИ, имеет достаточно высокий базовый уровень. Вот в этой среде и могут появляться разработки, которые соответствуют лучшим мировым результатам.

Ваш личный научный и творческий потенциал на основе этой базы реализовался в виде кода "Купол" нового поколения?

Надо сразу чётко оговориться - это не является плодом только моих личных усилий. Это результат работы большого коллектива.

Код начал разрабатываться в 1989 году. Я тогда ещё студентом был. Над кодом трудились несколько лабораторий и привлекались сторонние организации.

В какой-то степени, понятие "авторство" по отношению к коду условно, но в аттестационном паспорте Госатомнадзора записаны несколько авторов - Шаньгин Николай Николаевич, который стоял у истоков (к сожалению, в 2005 году он скончался), Лукьянов Александр Александрович, Ефанов Александр Дмитриевич и я. Но надо понимать, что это верхушка айсберга. На самом деле, это плоды трудов достаточно большого коллектива.

Вы перечисляли страны-лидеры. А есть ведь и новые страны, желающие развивать атомную энергетику и участвовать в международных проектах. Вам приходилось обучать их слушателей работе с российским кодом?

Да. Китайские руководители приобрели официально лицензию на использование кода "Купол-М", чтобы обосновать контейнментную безопасность Тяньваньской АЭС, созданной по российскому проекту.

Я читал им лекции в течение трёх недель. Обучал их работе с кодом, то есть разъяснял физические модели, теорию работы с кодом, и практику по использованию кода для обоснования безопасности непосредственно Тяньваньской АЭС.

То есть, на практике, если станция строится по российским технологиям, то и коды предусмотрены российские, и других вариантов, в общем-то, не предусмотрено?

Безусловно.

А вот в результате опыта кросс-культурного сотрудничества Вы можете дать какую-то сравнительную характеристику ваших слушателей? Например, различия в базовом образовании и в процессе обучения между китайскими и белорусскими слушателями, которых Вы также недавно обучали.

Между китайскими и белорусскими специалистами, конечно, разница есть. В чём она заключается... Китайские специалисты являлись теми, кто уже имел образование именно в области атомной энергетики. Они работают в этой отрасли и непосредственно они должны использовать этот код для обоснования уже действующей, а на тот момент ещё строящейся АЭС.

Белорусских же специалистов, которым я читал лекции, в области атомной энергетики можно назвать в какой-то степени неофитами. То есть, это специалисты по физике, защите от облучений. У них очень высокий базовый уровень, но собственно с атомной энергетикой, в силу специфики своей работы, они не имели дела. Можно сказать, это их первое соприкосновение с большой атомной энергетикой, связанное с планируемым строительством Белорусской АЭС.

И вот они должны были посмотреть, что это такое и чем будет обосновываться проектируемая белорусская станция. Если китайским специалистам нужна была конкретика - как считать, то белорусские учёные хотели понять: какие физические модели заложены в основу кода, какие уравнения решаются, каким методом, а затем уже на тестовых задачах посмотреть возможности данного кода.

И Вам, как преподавателю, наверное, было интереснее работать с белорусскими специалистами?

Нет. Свои интересы есть и в первом случае, и во втором. Тяжело сравнивать, что лучше - топор или пила. И то и другое имеет свою пользу при общении.

Спасибо вам за интересное интервью.

И вам спасибо за внимание.

Источник: Atominfo.ru