В конце сентября Ташкент примет третье заседание Консультативного совета Международного центра исследований на базе реактора МБИР (МЦИ МБИР). Ожидается участие около 100 ученых и экспертов из разных стран. Одной из центральных тем станет формирование программы экспериментов на реакторе, который строится в Димитровграде Ульяновской области. Узбекистан участвует в этом международном партнерском проекте как официальный член научно-исследовательского консорциума, что дает ему право предлагать собственные эксперименты и формировать программу исследований.
Реактор, возможности которого трудно воспроизвести
МБИР создается как экспериментальная установка на быстрых нейтронах IV-го поколения для испытания материалов и топлива перспективных реакторов, наработки радиоизотопов и проверки расчетных моделей. Сооружается в Димитровграде (Ульяновская область) на площадке Научно-исследовательского института атомных реакторов (НИИАР). Его проектная тепловая мощность составляет 150 МВт. После запуска, намеченного на 2028 год, это будет самый высокопоточный исследовательский реактор в мире.
Основная задача этого реактора — работать на благо атомной науки. Среди многочисленных задач эксперты называют возможности испытывать топливо и материалы перспективных ядерных систем, нарабатывать радионуклиды, проверять расчетные модели и воспроизводить условия, которые на большинстве действующих реакторов создать нельзя. В конструкции есть отдельные экспериментальные каналы под разные теплоносители, такие как натрий, свинец, свинцово-висмутовый сплав и гелий, поэтому на одной установке можно испытывать материалы и оборудование сразу для нескольких направлений атомной энергетики. Еще до запуска реактора вокруг него собрали Международный центр исследований и консорциум, участники которого формируют будущую научную программу заранее.
Директор Института ядерной физики Илхам Садиков объясняет ценность реактора через скорость получения результатов и параметры нейтронного потока:
«Есть некоторые радионуклиды, которые можно получать с использованием быстрых нейтронов. Если производство некоторых радионуклидов на базе нашего реактора ВВР-СМ требуется 2-3 недели, то на базе МБИР эту задачу можно выполнить за несколько часов. С его помощью можно проводить уникальные исследования, потому что в мире других реакторов с подобным потоком нейтронов и с такой энергией пока нет. Есть несколько быстрых реакторов, но потоки там в несколько десятков раз меньше. Это и делает его особенно привлекательным для научного атомного сообщества», — говорит Садиков.
Мировой парк исследовательских реакторов стареет
Чтобы понять ситуацию в реакторами, достаточно взглянуть на состояние мировой исследовательской базы. Согласно базе данных МАГАТЭ по исследовательским реакторам, сегодня в мире насчитывается около 230 исследовательских реакторов в 54 странах. За всю историю атомной науки было построено более 800, но большинство из них уже остановлено или выведено из эксплуатации.
Парк исследовательских реакторов стремительно стареет. Согласно данным МАГАТЭ, около 70% действующих исследовательских реакторов старше сорока лет, почти половина перешагнула полувековой рубеж, а примерно каждый пятый работает больше шестидесяти лет. Возраст сам по себе не делает реактор непригодным. Эксперты утверждают, что при постоянной диагностике и модернизации такие установки служат и дольше. Но обслуживание дорожает, оборудование устаревает, а после окончательной остановки часть научных и производственных возможностей теряется безвозвратно.
Темпы обновления исследовательских ядерных установок остаются низкими. По актуальным данным базы МАГАТЭ, в 18 странах насчитываются 23 проекта исследовательских реакторов, имеющих статус строящихся или планируемых. На этом фоне выделяется проект МБИР как один из немногих новых высокопоточных реакторов, которому будут по силам эксперименты, недоступные для установок меньшей мощности и реакторов, приближающихся к рубежу эксплуатационного срока.
Не просто доступ, а полноценное участие
Доступ для ученых-ядерщиков к реактору МБИР устроен через открытый консорциум. Его Консультативный совет рассматривает предложения участников, определяет приоритетные направления, координирует совместные программы и участвует в формировании загрузки реактора.
Узбекистан в лице ИЯФ заинтересовался этим проектом одним из первых. В ноябре 2022 года на полях форума Atomexpo в Сочи были закреплены юридически обязывающие условия будущего присоединения ИЯФ к консорциуму. 16 июля 2025 года ИЯФ подписал соглашение о присоединении к консорциуму и стал официальным участником международной программы исследований на базе МБИР. Это членство теперь дает ученым Узбекистана право работать на реакторе после запуска, проводить эксперименты для национальных программ.
Ранний вход имеет практический смысл. Эксперименты на таких установках требуют длительной подготовки, ведь еще необходимо рассчитать условия облучения, подобрать образцы, согласовать режимы каналов и заранее определить программу до и послереакторных исследований. Кто в проекте с самого начала, тот успевает заложить свои задачи в программу, пока она формируется.
Радиоизотопы и новые материалы
Первое из направлений исследований, которые наметили для себя ученые ИЯФ — это получение радионуклидов на быстрых нейтронах. Речь не только о том, чтобы получать отдельные изотопы за часы вместо недель. Новая установка может открыть доступ к изотопам, которые нужны в диагностике, терапии, промышленности и фундаментальной науке.
Кроме того, ИЯФ также заявил о планах разрабатывать с помощью МБИР новые материалы. К примеру, ядерное топливо, оболочки тепловыделяющих элементов, конструкционные сплавы перспективных реакторов должны выдерживать высокие температуры, интенсивное излучение и годы нейтронной нагрузки. Одними расчетами это не проверишь, нужны реальные облучательные эксперименты. Высокий поток МБИР позволяет за недели набрать такую дозу, какую материал в энергетическом реакторе накопил бы за годы. Испытания идут быстрее, а изменения структуры и прочности видны намного раньше.
Третье направление исследований, которое заявил ИЯФ, — это ядерная астрофизика. Ученые института изучают реакции, которые идут внутри звезд, но большая часть этой работы пока остается на уровне теоретических расчетов.
«У нас в двух лабораториях проводятся исследования по астрофизическим реакциям, которые проходят в звездах. В наших реакторах симулировать такие ситуации, которые происходят на звездах, практически невозможно. А в этом реакторе можно получить такой спектр нейтронов, который очень близок к условиям на звездах, и то, что они здесь сейчас делают, а именно теоретические расчеты, можно будет проверить экспериментально на базе МБИР», — рассказывает Садиков.
Шанс, которым стоит воспользоваться
Участие в МБИР не заменяет собственную исследовательскую базу и не дает Узбекистану нового реактора. Но участие в этом проекте открывает дверь в международную систему доступа к редкому инструменту, на котором можно строить многолетние программы, готовить специалистов и переводить исследования из расчетов в эксперимент.
«У нас будут уникальные возможности, потому что это членство дает нам возможность использовать каналы этого реактора, иметь доступ к нему. После того как реактор запустится и будет работать, мы можем приехать туда и проводить исследования как на нашем собственном реакторе. Это уникальная возможность», — утверждает ученый.
МБИР еще строится, но его научная программа формируется уже сейчас. Для Узбекистана значение предстоящего заседания состоит не только в том, что оно пройдет в Ташкенте. Это возможность заранее определить национальные научные приоритеты, предложить собственные проекты и включить их в программу исследований, рассчитанную на десятилетия вперед. Так участие в международном консорциуме сможет принести стране новые технологии, профессиональные компетенции и конкретные научные результаты.
