Роботизированный манипулятор для перемещения высокорадиоактивных образцов начал работать на установке для радиационных исследований (пучок №3) реактора ИБР-2. Здесь проводятся исследования радиационной стойкости довольно широкого круга материалов, которые используются в качестве сенсоров магнитного поля для токамаков (ITER, DEMO), элементов детекторов для коллайдеров (LHC, NICA) и других систем, нейтронных прерывателей и нейтроноводов.

Установка имеет следующие характеристики. Плотность потока нейтронов с энергией 25 мэВ – 10 МэВ составляет от 5•10⁵ н/см²•с до 2•10¹² н/см²•с, что обеспечивает флюенс нейтронов, прошедших через образец за один стандартный цикл работы реактора (11 суток), от 5•10¹¹ н/см² до 2•10¹⁸ н/см². При этом температура на образце во время облучения в самой ближней к активной зоне точке не превышает 50° С.

В этих исследованиях принимают участие большое количество ведущих российских и зарубежных научных и научно-образовательных центров: Уральский федеральный университет (Екатеринбург), Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований ГК «Росатом» (Москва, Россия), Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, ФИРАН, лаборатория магнитных сенсоров Национального университета Львовская Политехника (Украина), Белорусский государственный технологический университет (Минск), Институт ядерной физики Академии наук республики Узбекистан (Ташкент), ускорительный центр ТРИУМФ (Ванкувер, Канада), физический департамент Нанкинского университета (Китай), European spallation source (Лунд, Швеция) и, конечно же, лаборатории нейтронной физики, физики высоких энергий, ядерных проблем и ядерных реакций ОИЯИ.

На фото: роботизированный манипулятор перемещает образцы

Повышение интереса к проведению экспериментов на установке ведет к увеличению количества исследуемых образцов и требует проведения автоматизации процесса их установки (снятия) для минимизации дозы ионизирующего излучения, получаемой персоналом. Для этих целей в ЛНФ был разработан проект по внедрению роботизированного манипулятора в технологическую среду установки для радиационных исследований. Использование робота позволит дистанционно устанавливать (снимать) образцы, облученные до различных доз, без прямого контакта персонала с радиоактивными образцами и элементами конструкции до и после облучения. Точность расположения образцов в пространстве будет достигаться прецизионным позиционированием установки и заданием определенных координат в программе, по которой будет действовать манипулятор. В результате использования манипулятора, в первую очередь, снизится дозовая нагрузка на персонал. Также, в связи с появлением новой возможности независимой и быстрой смены образцов в условиях высоких полей ионизирующих излучений, станет доступным проведение новых типов экспериментов и возрастет производительность установки (количество исследуемых образцов).

Авторы благодарят коллектив научно-экспериментального отдела комплекса спектрометров и электротехнического отдела ЛНФ имени И.М. Франка в лице Глеба Германовича Комышева, Алексея Викторовича Галушко, Алексея Владимировича Алтынова, Валерия Владимировича Ермолаева, Александра Петровича Сиротина, Валерия Константиновича Широкова, Анатолия Алексеевича Панкова, Георгия Юрьевича Царитова, Виктора Ивановича Евстратова и Льва Вячеславовича Фомичева за неоценимый вклад в реализацию проекта по внедрению роботизированного манипулятора на реакторе ИБР-2.

Максим Булавин, Сергей Куликов