(Продолжение. Начало в номере 7 (3207) за 22 марта 2006 года).
С самого первого дня основания кафедры и до сегодняшнего момента образовательный процесс тесно переплетается с наукой. В большинстве наших учебных дисциплин используются результаты научных исследований, проводимых преподавателями кафедры.
В начале становления кафедры основными научными направлениями были:
С начала 80-х годов и по настоящее время развивается научное направление, связанное с решением ряда прикладных задач ядерных технологий. Были рассчитаны изменения основных технологических параметров промышленных уран-графитовых реакторов, связанных с модернизацией ряда технологических узлов и элементов.
Исследования по оптимизации загрузки реакторов позволили повысить эффективность работы ядерно-промышленных комплексов. Для выбора режимов перегрузки реакторов была разработана и внедрена система контроля и анализа состояния активной зоны. Развитие этого направления привело к широкомасштабной НИР по реакторному материаловедению. Базировалось это направление на использовании метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) для создания материалов, необходимых для ремонта графитовых кладок промышленных ядерных реакторов. Были разработаны многокомпонентные материалы с заранее заданными ядерно-физическими и электрофизическими свойствами.
Актуализация современных проблем ядерной энергетики инициировала развитие исследований по проблемам взаимодействия мощных потоков ионизирующего излучения с конденсированным веществом и плазмой, а также радиационной экологии.
Предметом исследований стали фундаментальные закономерности физики высоких плотностей энергии, новые физические явления, эффекты теплофизической, гидро-газодинамической и плазменной природы. Создана теория взаимодействия мощных импульсов корпускулярного излучения с веществом, испытывающим фазовые переходы от твёрдого до плазменного состояния, включающая: физические и математические модели теплофизических, акустических процессов, радиационных эффектов, высокоскоростных гидродинамических явлений, включая ударно-волновые, процессов преобразования энергии импульсных пучков заряженных частиц в энергию тормозного и рентгеновского излучения, высокоскоростных плазмодинамических процессов.
Обнаруженные закономерности позволяют решить широкий круг задач академического и прикладного характера, включая проблемы деления ядер и термоядерного синтеза. Одновременно проводились работы, связанные с анализом влияния предприятия ядерного топливного цикла (Семипалатинского исследовательского полигона, Сибирского химического комбината, Новосибирского завода химконцентратов и др.) на экологическую обстановку сопредельных территорий по данным многолетних наблюдений.
Проведение расчётно-экспериментального обоснования работоспособности импульсного графитового реактора (ИГР, установка 100) позволило обосновать и аргументировать продление срока эксплуатации этой уникальной установки.
Наиболее важными работами по радиационной экологии явились исследования последствий наземных ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне и многолетней эксплуатации ядерных объектов на Сибирском химическом комбинате.
Продолжаются работы по разработке методики моделирования физических процессов в ЯР на проблемно ориентированных моделирующих средствах с нетрадиционной архитектурой и спецпроцессорами с дискретной, дискретно-непрерывной и непрерывной моделирующей структурой.
В последние годы на кафедре ведутся интенсивные расчётные работы по проблеме утилизации оружейного плутония в легководных отечественных реакторах. При этом моделируется поведение реакторов в различных случаях гипотетических инцидентов, проводится оптимизация схем топливных загрузок, исследуются параметры длительных топливных циклов. Последние работы в данном направлении выполнены с немецкими учёными из Института исследований безопасности и реакторных технологий (исследовательский центр Юлих). Были рассмотрены различные схемы загрузки ВВЭР-1000 торий-плутониевым оксидным топливом; параметры быстропротекающих процессов в случае использования нового топлива; теплофизические режимы активной зоны, загруженной новым топливом. Получены оптимальные составы торий-плутониевого топлива и оптимальные схемы загрузок и перегрузок топлива для легководных реакторов серийной конструкции. Разработаны методы моделирования нейтронно-физических процессов на нейросетевых вычислительных структурах.
К 2006 году дипломы получили более 1350 высококвалифицированных специалистов, которые успешно работают на предприятиях всего СНГ от Владивостока и Камчатки до Прибалтики и Украины. Наши выпускники являются руководителями крупных предприятий атомной промышленности, работают в Росатоме, Росэнергоатоме и научно-исследовательских центрах. Нет в России АЭС, на которой бы не трудились выпускники томской школы физиков-ядерщиков.
Концептуальные изменения в атомной энергетике, направленные на приоритетное обеспечение надёжности и безопасности ядерно-энергетических установок, нашли своё отражение в учебных курсах. Введены или существенно расширены курсы по надёжности и безопасности ядерных реакторов, экологии предприятий ядерного топливного цикла, применению ЭВМ в управлении и научных исследованиях по физике реакторов, экономике атомной промышленности и др.
Все профилирующие курсы прошли государственную аккредитацию и получили сертификат качества. За последние 5 лет подготовлено более 70 методических пособий и указаний. Методические разработки кафедры 21 регулярно отмечаются на конкурсах учебных пособий и методических указаний в ТПУ.
Совместные усилия кафедры 21 и Сибирского химического комбината (СХК) по подготовке кадров позволили организовать на Реакторном заводе РЗ-5 СХК учебно-исследовательский комплекс (УИК). При этом используется научное, технологическое оборудование, кадровый и научный потенциал персонала СХК. Активное использование действующего реактора ИРТ в сочетании с УИК СХК позволяет повысить качество обучения и снизить адаптационный период молодых специалистов на производстве. Современные условия требуют не только сформировать в процессе обучения хорошего профессионала, но и человека, ответственного за экологические и социальные последствия принятия инженерно-технических решений. Поэтому потребовалась постановка экологического образования на новый уровень.
Начиная с 1 курса, студенты специальности слушают дисциплину \"Ядерный топливный цикл, состояние, перспективы\", что позволяет им убедиться в правильности выбора специальности.
В 2005 году получил зарубежную поддержку проект \"Ядерные топливные микроэлементы для высокотемпературных реакторов и ядерные топливные элементы для новых модификаций легководных реакторов\", который был подготовлен на кафедре и представлен в Международный научно-технологический центр ISTC.
Сотрудники кафедры участвуют в выполнении Программы \"Формирование общественного мнения населения Томского региона в области безопасности ядерных технологий и охраны окружающей среды\".
Широкий спектр научных исследований, выполненный коллективом преподавателей и научных сотрудников кафедры, органично объединён наиболее фундаментальными проблемами ядерной и термоядерной энергетики.
Научные достижения коллектива кафедры подтверждаются наличием аспирантуры и докторантуры, многочисленными публикациями в отечественной и зарубежной периодике, авторскими свидетельствами и патентами, монографиями и научными изданиями, защитами кандидатских и докторских диссертаций.
По результатам работ на кафедре 21 защищено 4 докторскихи 17 кандидатских диссертаций, вышли в свет 4 монографии, подготовлено 1350 инженеров-физиков.
Кафедра 21 вместе со всей атомной промышленностью прошла большой путь от первых сибирских реакторов до конверсии, от \"только физики - соль\" до борьбы с радиофобией, с негативным общественным мнением, созданным \"не пользы для\", а политики ради. Однако неоспоримо, что на данном историческом этапе развития могущество страны определяется энергетическим потенциалом и стратегической независимостью источников энергии. Как бы мы не относились к своей или чужой истории, но нельзя не видеть, что \"семёрка\" самых мощных держав занимает шесть верхних строк в мировом табеле о рангах по развитию атомной энергетики. Только высокоразвитое государство может привлечь на свою сторону самый эффективный ядерно-энергетический путь прогресса, который является не только следствием, но и базой высоких технологий. Основным концептуальным направлением дальнейшего развития ядерной энергетики является обеспечение повышенной безопасности всех предприятий топливного ядерного цикла. Особое внимание уделяется безопасности АЭС. В реакторах первых поколений главным направлением, обеспечивающим безопасность, была разработка автоматических дублирующих и многобарьерных систем, управляющих безаварийной работой. Требования значительного повышения безопасности изменили это направление. В энергетических установках новых поколений базовой концепцией является широкое использование принципов пассивной безопасности. Были разработаны и внедрены научно-технические решения, которые позволили сконструировать ядерные реакторы со свойствами внутренней безопасности. Вместо автоматики в новых реакторах безопасность обеспечивают фундаментальные законы физики. В результате созданы установки, в которых процессы, способные привести к аварии, самопроизвольно глушатся. Это позволило повысить безопасность реакторов последних поколений, по отношению к первым, более чем в 100 раз.
Концептуальные приоритеты повышенной безопасности привели к интеграции усилий стран, совершенствующих атомную энергетику.
Наряду с выдающимися достижениями ХХ век оставил человеческой цивилизации целый ряд нерешённых проблем. Одной из них является проблема разоружения и нераспространения ядерного оружия. Актуальность проблемы обостряет современное политическое и экономическое положение, требующее неукоснительного соблюдения международных договорённостей в области ядерных технологий. Однако надлежащий контроль невозможен без специалистов, в равной степени подготовленных в области физических, технических и юридических наук. Генеральный секретарь ООН Кофи Анон в своём докладе на 57 сессии Генеральной Ассамблеи 2002 года сделал вывод: \"Необходимость образования и повышения квалификации в области разоружения и нераспространения никогда не была столь велика, как сейчас\".
Кафедра \"физико-энергетических установок\" - единственная на азиатском континенте осуществляет подготовку дипломированных специалистов по специальности 140309 \"Безопасность и нераспространение ядерных материалов\", способных развивать и поддерживать общегосударственную систему ядерной безопасности и отстаивать национальные интересы России в этой области на международном уровне.
Кафедра тесно сотрудничает с Тихоокеанской национальной лабораторией США (PNNL) и Шведским ядерным инспекторатом (SKI) при решении вопросов, связанных с подготовкой специалистов нового профиля.
Это обеспечивается уникальным сочетанием фундаментальной подготовки по физике, математике, теории ядерных реакторов, дозиметрии и другим специальным предметам с углубленным изучением иностранных языков, информатики и информационной безопасности, физической защите стратегических объектов, международных, национальных правовых и законодательных баз, систем обеспечения гарантий. Ряд специальных курсов по этим вопросам читается ведущими специалистами Росатома и Федерального агентства по образованию.
Практические занятия проходят на самом современном физическом оборудовании, включая исследовательский ядерный реактор, уникальное оборудование Сибирского химического комбината и оригинальные разработки сотрудников кафедры. К услугам студентов 7 компьютерных классов с выходом в Internet и более 10 персональных компьютеров для сбора, обработки и анализа экспериментальной информации, объединённых в локальную сеть с мощным двухпроцессорным сервером. В распоряжении студентов – проблемно-ориентированные библиотеки ядерных данных.
Производственную практику студенты проходят на предприятиях ядерно-топливного цикла мирового класса, что позволит им ориентироваться в самых передовых методах, технологиях и средствах производства, систем контроля, учёта ядерных материалов и организации физической защиты.
Полученные знания и практический опыт даст возможность осуществлять профессиональную деятельность на национальном и международном уровнях, вплоть до правительственных экспертов МАГАТЭ и ООН.
Своё 40-летие кафедра ФЭУ ТПУ встречает хорошими трудовыми достижениями и уверенностью в будущем. Её коллектив обрёл важное качество - ставить и решать современные задачи на высоком научно-техническом уровне, усиливая общественное признание и авторитет. Недаром рейтинг специалистов, выпускников кафедры, остаётся самым высоким в отрасли.
Продолжение следует...