В работе приведены и обсуждаются экспериментальные результаты механических испытаний и изучения изменений микроструктуры ниобия, облученного нейтронами и альфа-частицами. Обнаружены эффекты дополнительного радиационно-отжигового упрочнения, тепловыделение и запасание энергии в процессе статического растяжения. Особое внимание уделено рассмотрению зернограничной деформации и высокотемпературной пластичности материала, имплантированного гелием.

ВВР-К – это исследовательский легководный гетерогенный реактор бакового типа. Эксплуатация реактора начата в 1967 году с обогащением 36 % по урану-235. В 2016 году осуществлен перевод реактора на низкообогащенное топливо (19,7 % по урану-235) с использованием ТВС типа ВВР-КН. Для эксплуатации реактора выбрана компактная конфигурация активной зоны, в которой, по мере выгорания топлива, боковой водяной отражатель нейтронов постепенно заменяется на бериллиевый. Кроме того, в новой активной зоне увеличено количество рабочих органов системы управления и защиты реактора.
Результаты измерения, плотности потока тепловых нейтронов в центре активной зоны, проведенные во время физического пуска, показали, что она удвоилась, достигнув значения 2·10¹⁴ см^-2с^-1. Таким образом, с точки зрения экспериментальных возможностей, реактор после его конверсии стал более привлекательным.
Как известно, при делении урана образуются нейтроны с энергией в соответствии со спектром Уатта, т.е., пик приходится на нейтроны с энергией 0,7 МэВ, а средняя энергия нейтронов составляет 2 МэВ. В связи с увеличением содержания урана-238 в новой конструкции ТВС с низкообогащенным топливом, спектр нейтронов становится «жестче».
В настоящей работе с применением компьютерного кода MCNP рассчитаны спектры нейтронов в облучательных каналах активной зоны и проведено сравнение спектров нейтронов в активной зоне реактора ВВР-К с высокообогащенным и низкообогащенным урановым топливом.

Долгосрочное развитие атомной промышленности связано с реакторами на быстрых нейтронах. Одним из приоритетных вопросов является безопасность реакторов даже в случае аварийных ситуаций. В обоснование безопасности необходимы исследования поведения элементов реактора в экспериментах. Такие работы с успехом ведутся на реакторе ИГР. Одним из путей расширения возможностей ИГР является установка в его центральный экспериментальный канал (ЦЭК) преобразователя спектра тепловых нейтронов реактора в быстрые.

В статье представлены результаты радиационного обследования территории в районе площадки «Актан-Берли». Основой для проведения обследования послужило отсутствие информации о радиоэкологическом состоянии участка, где предположительно имеются следы радиоактивных выпадений от двух ядерных испытаний. Для исключения влияния естественных радионуклидов на радиационный фон проведен анализ и установлено, что их содержание является типичными для почв Казахстана. Явное превышение содержания над фоном установлено для искусственных радионуклидов ¹³⁷Cs и ²⁴¹Am, что, в свою очередь, указывает на наличие следов радиоактивных выпадений на обследуемом участке.

В работе представлены результаты исследования региональной фоновой частоты стабильных транслокаций методом флуоресцентной гибридизации in situ в разных возрастных группах, которая колеблется в диапазоне от 1,42±0,3 до 4,9±0,5 на 1000 клеток. Установлено, что частота стабильных хромосомных аберраций увеличивается с возрастом, и связано это прежде всего с тем, что с возрастом происходит прогрессирующее снижение стабильности хромосомного аппарата, замедление процессов репарации ДНК и регенерации. Влияние вредных привычек, таких как курение, является наиболее исследуемым признаком, оказывающим влияние на уровень транслокаций, поэтому была проведена корреляция между уровнем стабильных хромосомных повреждений и этой вредной привычкой в исследуемых возрастных группах. Расчет фоновой частоты для стабильных хромосомных повреждений произведен при помощи оборудования автоматизированной цитогенетической платформы на базе электронного флуоресцентного микроскопа фирмы Carl Zeiss AxioImager Z2, автоматической системой поиска и анализа метафаз Metafer 4/M Search, ISIS (MetaSystems, Германия) и коммерческих цельнохромосомных ДНК зондов для хромосом 1, 4, 12.

В статье в качестве объекта исследования применение преобразования Радона, как одного из видов числовой информации в задачах дискретизации функций из классов Соболева. Основное отличие научной постановки заключается в использовании информации нового типа, ставится задача выяснить характеристики решения задачи в контексте компьютерного (вычислительного) поперечника, используя преобразование Радона. Последующая вычислительная реализация имеет весьма широкую сферу применения в науке, и в масштабах Казахстана предлагает дальнейшее исследование перспективной тематики, которое реализует новое направление на международном уровне.

Методом термодесорбционной спектроскопии исследовано накопление гелия в конструкционной стали 12Х18Н10Т, облученной альфа-частицами с энергией 45 кэВ и облученной нейтронами в атмосфере гелия. Показано, что имплантация низкоэнергетическими ионами гелия ведет к существенной деградации структуры поверхности – блистерингу и шелушению поверхности. Нейтронное облучение в атмосфере гелия не приводит к формированию гелиевой пористости и, соответственно блистерингу и шелушению поверхности. Установлено, что гелий накапливается в приповерхностных слоях при нейтронном облучении в среде гелия, в то время как имплантация ведет к накоплению гелия в области за проективным пробегом альфа-частиц.

В работе показаны результаты механических испытаний в широком температурном интервале реакторного графита и оксида бериллия. Установлено, что предел прочности графита с повышением температуры испытаний до 1000 °С возрастает на ~10 %, при этом хрупкий характер разрушения сохраняется.
Повышение температуры испытаний приводит к резкому снижению прочностных свойств ВеО в ~10 раз. Как показали испытания на изгиб, с повышением температуры происходит смена механизма разрушения с хрупкого на хрупко-вязкий.

В статье представлены результаты по определению особенностей формирования подземных вод в местах радионуклидного загрязнения на территории Семипалатинского испытательного полигона. Установлено, что основным источником питания подземных вод являются зимние атмосферные осадки. Выявлено, что разгрузка подземных вод в поверхностные происходит в августе. Эти данные подтверждаются результатами значений стабильных изотопов и сезонными изменениями уровня подземных вод в русле р. Шаган. В этот период в местах разгрузки подземных вод наблюдается максимальная концентрация техногенных радионуклидов в поверхностных водах р. Шаган и оз. Кишкенсор. Одной из основных причин этому может быть повышение уровня подземных вод вследствие чего происходит вымывание радионуклидов с полостей «боевых» скважин.

В статье представлены результаты оценки качества метода определения трития (³Н) в почве – метода дистилляции, используемого для определения его форм нахождения в свободной воде. Для оценки влияния матричной структуры на процесс извлечения ³Н методом дистилляции в качестве образцов использовались почва, кремнезём и соль. В ходе эксперимента для оценки полноты извлечения и влияния содержания ³Н использовался изотопный индикатор различной активности – от 100 до 100 000 Бк/л. Все эксперименты проведены в нескольких повторностях. На каждой из стадий эксперимента для оценки его «чистоты» проведён холостой опыт. Установлено, что эффективность метода дистилляции составляет в среднем 80–98 %. Метод дистилляции подтвердил свою эффективность, за исключением случаев с малоувлажненными почвами (с влажностью менее 10 %). При использовании метода дистилляции для почв с низкой влажностью отмечаются стабильные незначительные потери, корректируемые поправочным коэффициентом.

Представлены результаты исследования по определению элементного состава стандартного образца мелкодисперсной пыли для адаптации существующей методики пробоподготовки твердых частиц аэрозолей воздуха способом автоклавного разложения. Определены оптимальные виды реакционных смесей для наиболее полного выщелачивания из пыли в анализируемый раствор отдельных групп элементов – легколетучих, редкоземельных, труднорастворимых. Показано, что сочетание стандартной методики с предлагаемой схемой пробоподготовки позволяет расширить круг определяемых элементов из одной аналитической пробы.

В статье представлены результаты расчетных исследований температурного поля реактора ИГР при длительном и коротком пуске с интегральной мощностью 5,2 ГВт с последующим расхолаживанием реактора.
Показано, что при длительных пусках более часа возможно превышение заявленной максимальной интегральной мощности реактора без нарушения его эксплуатационных пределов по температуре.

В работе представлен краткий обзор состояния современной энергетики и ее влияние на глобальную экологию. Освещены основные преимущества термоядерной энергетики как потенциального выхода из складывающейся ситуации энергетического кризиса в будущем. Приведен обзор установки КТМ, призванной решить проблему полномасштабного исследования материалов, из которых планируется изготовление внутрикамерных элементов, обращенных к плазме, в термоядерных реакторах будущего. На примере системы импульсного электроснабжения освещена проблема разработки, внедрения и ввода в эксплуатацию основных технологических систем установок типа токамак.

В настоящее время самыми эффективными методами определения актинидов и лантанидов в растворах являются методы, основанные на фиксировании актинидов с разрешением по времени, используя метод спектроскопии лазерно-индуцированной время-разрешенной флуориметрии (TRLIF). TRLIF может быть применен для анализа биологических проб. Соединения Pu, Np, и U не создают прямой люминесценции в растворах, но при воздействии лазерного излучения, они могут индуцировать хемилюминесценцию хемилюминогена (люминал в наших экспериментах).
Присутствие задержки во времени между импульсом лазерного излучения и импульсом хемилюминесценции позволяет использовать разрешение по времени (TR) для определения хемилюминесценции (TRLIC). Используя хемилюминесценции в растворах, мы обнаружили метод регистрации плутония, урана и других элементов в растворах с высокой чувствительностью возбуждения плутония и урана импульсным лазером с регулируемой длиной волн. Многоэтапная схема возбуждения хемилюминесценции делает этот процесс не только высокочувствительным, но также высокоселективным при определении соединений.

Предложена технология фиторемедиации почв, заключающаяся в высевании растений с максимальной способностью накопления радиоактивных элементов, отчуждении выращенной растительной массы и последующей ее утилизации. Проведены исследования накопительной способности 67 видов растительности (как культурные, так и дикие), диапазон изменения факторов перехода для которых достигал трех порядков (от тысячных до десятых долей единицы). В ходе исследований предложена приближенная теория фиторемедиации.
Технология экспериментально апробирована в полевых исследованиях Восточно-Уральского радиоактивного следа. Расчеты времени фиторемедиации для условий Семипалатинского полигона позволяют утверждать, что технология перспективна и для других территорий.

Строительство Семипалатинского испытательного полигона (СИП) на территории Восточного Казахстана началось в 1947 г. В ходе испытаний военного и гражданского назначения было накоплено огромное количество ценной информации, большая часть которой находилась под грифом секретно. В 1991 г. после распада СССР полигон был закрыт на основании Указа № 409 Президента Казахстана Н. Назарбаева. C этого времени СИП стал объектом изучения последствий радиоактивного загрязнения окружающей среды, сейсмической активности при взрывах. В данной работе проведен наукометрический анализ информационного массива по СИП, представленный в крупнейшей международной базе данных Web of Science (WoS).

Проведены исследования механических свойств текстолита и стеклотекстолита при испытании на плоский прямой изгиб. Для исследования зависимости деформации e от напряжения s была разработана и изготовлена соответствующая экспериментальная установка. Получено, что прочностные свойства стеклотекстолита при разрушении в 1,5 раза лучше, чем у текстолита, а деформационные характеристики почти одинаковы. Измеренные экспериментальные кривые удовлетворительно описываются предложенной авторами экспоненциальной моделью. Показано, что экспериментальные зависимости s от lgt являются нелинейными, что говорит о зависимости механического напряжения текстолитового и стеклотекстолитового материала от скорости нагрузки.

Выполнены комплексные экспериментальные исследования по влиянию электронного облучения на скорость осаждения активного ила в водных системах оптическим методом. Для определения параметров активного ила (биоматериала) была создана экспериментальная установка. Ил в количестве 1 г, помещенный в колбу с водой объемом 25 мл, тщательно взбалтывался и устанавливался между лазером и детектором. Снималась зависимость освещенности (интенсивности) света (зеленые и красные линии лазера) от времени. Полученные зависимости плотности (r) от времени (t) имеют одинаковую природу для разных источников излучения. Экспериментальные кривые зависимости плотности активного ила от времени удовлетворительно описываются экспоненциальной моделью.

Проведены измерения геометрических и физических параметров обрабатываемой медицинской продукции. Измерена плотность образцов, как в промышленной упаковке, так и в отдельных изделиях. Выполнены экспериментальные исследования по прохождению электронов с энергией 2 МэВ через медицинскую продукцию: вату, шприцы. Получены коэффициенты поглощения электронного пучка для двух материалов (вата, шприцы). Установлено, что при облучении продукции с сторон наблюдается большая равномерность распределения дозы в образцах ваты и шприцев. Из результатов эксперимента следует, что такое облучение приводит к тому, что неравномерность дозы воздействия по толщине образца для ваты составляет порядка 5 %, а для шприцев – 3 %.

Разработана установка для изучения свойств донных отложений водных объектов оптическим методом. Из полученных кривых зависимости плотности (I) от времени (t) выявлены закономерности, имеющие одинаковую природу для различных источников излучения. Приведенные интенсивности красных и зеленых лучей в зависимости от времени практически одинаковы, следовательно, и воздействие этих излучений на донные отложения подобное. Кривые зависимости интенсивности (I) от времени (t) удовлетворительно описаны в рамках предложенной авторами экспоненциальной (каскадно-вероятностной) модели. Материал, облученный в 2016 году менее активный, чем материал, облученный в 2018 году. Причиной такого поведения является частичное вымирание микроорганизмов в течение двух лет в контейнерах. Поток гамма-излучения в свою очередь повышает активность биоматериала сразу же после его облучения.

В данной работе рассмотрено влияние облучения высокоэнергетическими электронами, нагрузки и температуры на механические свойства майларовых пленок. Разработана простейшая физическая модель. Исследования показали, что с ростом дозы электронного облучения до 10⁴ Гр наблюдается медленное уменьшение деформации для Майлара, а дальнейшее увеличение до 10⁶ Гр приводит к резкому её убыванию. При этом с повышением температуры увеличивается относительное удлинение более чем на 50 %, связанное с ростом деструкционных процессов в материале. Зависимости деформации и напряжения от дозы электронного облучения описываются экспоненциальными функциями и удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.

Работа посвящена изучению влияния различных наполнителей и электронного облучения на физико-механические свойства ряда композиционных пленок, предложены модели разрушения. Исследован композитный материал на основе полиимида (ПИ) с различными концентрациями второго компонента: полиэтилентерефталат, поликарбонат, монтмориллонит, высокотемпературный сверхпроводник и рассмотрена металлизированная с двух сторон полиимидная пленка. Образцы получены методом механического смешения на основе полиимидного лака и растворов второго компонента. Облучение производилось на воздухе при 25 °С на электронном линейном ускорителе типа ЭЛУ-6 с энергией 4 МэВ. Установлено, что введение наполнителей ПЭТФ, ПК, ММ и ВТСП позволяет получать материалы с заданными свойствами. Концентрация добавки, особенности её внутреннего строения, а также технология синтеза определяют особенности физико-механических свойств получаемых композитных материалов.
Электронное облучение у одних композитов вызывает улучшение механических свойств, а у других – ухудшение. Предложены различные модели при одноосном нагружении материалов и наилучшее согласие с экспериментом дает экспоненциальная модель.

Для популяризация науки и атомной отрасли путем распространения базовых знаний, профориентации молодежи на получение технического образования, Информационный Центр по атомной энергии г. Астана, являющийся структурным подразделением АО «Ядерное общество Казахстана», в 2017 году запустил проект «Атомные ходоки», целью которого стало приобретение школьниками и студентами базовых навыков работы с дозиметром и изучение понятия «ионизирующее излучение». Результатом подобных исследований стал активный интерес детей к изучению таких предметов, как физика и биология, геология и химия.
В перспективе возможно проведение лабораторных опытов и измерений, используя методические наработки ЕНУ им. Гумилева и Обнинского ИАТЭ, что позволяет с уверенностью прогнозировать появление студенческих и школьных научных работ и проектов, связанных с атомной тематикой.

В статье представлены результаты расчетного моделирования интегральной системы IRIS с использованием метода Монте-Карло. Для успешного функционирования системы была создана библиотека спектров радионуклидов для определенных пространственных условий. Результаты отработки модели продемонстрировали хорошее согласие с результатами натурных измерений.

В настоящей работе приведены результаты эксперимента по высокотемпературному окислению SiC покрытия прототипа топлива ВТГР в среде кислорода при следующих условиях проведения эксперимента: максимальная температура образцов при линейном нагреве – 1400 °С; скорость нагрева – 10 °С/мин.
По результатам экспериментов были получены зависимости изменения состава газовой смеси в коррозионной камере при линейном нагреве исследуемого образца. Проведен качественный анализ коррозионных данных и данных микроструктурных исследований до и после эксперимента по коррозии.
Полученные результаты позволяют оценить коррозионную стойкость и потерю эксплуатационных свойств SiC покрытий на прототипах топлива ВТГР.

В статье представлен первый этап работ по реализации проекта создания установки для испытаний материалов ТЯР на реакторе ВВР-К методом вакуумной экстракции. В частности, приведены данные расчетов вакуумной системы установки для различных геометрий вакуумного тракта. Разработанная модель позволила оценить диапазон и распределение давлений по длине облучательного устройства и вакуумной системы.
Полученные значения распределения давления показали, что в целом физическая возможность зарегистрировать поток трития и гелия в систему будет достаточной для уровней наработки трития и гелия в исследуемых образцах выше 10^-11 моль/с.

В настоящей статье приведены результаты работ по разработке установки и экспериментальному и расчетному обоснованию методики термоадсорбционных исследований металлических образцов с помощью системы индукционного нагрева. Приведены результаты методических ТДС экспериментов с образцами нержавеющей стали Х18Н10Т различной толщины, выполненных в условиях откачки при скоростях нагрева от 0,5 до 2 К/с. Были определены основные технические характеристики установки, и методические процедуры проведения ТДС исследований.

Важной технической проблемой при исследовании высокотемпературной коррозии графитовых материалов и SiC-C структур в парах воды в вакууме является обеспечение стабильного парциального давления (0,001–1,0 Па) водяного пара в зоне образца. Т.к. температура в зоне образца может достигать 1400–1700 К, то расположить там датчики измерения давления пара не представляется возможным. В работе предлагается способ использования металлических поверхностей существующих или специально внесенных элементов вакуумной системы (ресиверы, резервуары, трубопроводы) в качестве источника воды при их управляемом нагреве. С помощью компьютерной модели газо-вакуумной среды установки коррозии рассчитывается соотношение давлений воды в точке расположения образца и в точке пробозабора масс-анализатора. Полученное отношение и аналоговый сигнал массанализатора (пик воды, 18 а.е.м.) используются для пропорционально-интегрально-дифференцирующего (ПИД) регулирования температуры десорбции для достижения требуемого давления пара.

В работе представлены краткое описание экспериментального стенда и основные результаты эксперимента, в котором моделировалось взаимодействие расплава активной зоны реактора типа BWR с внутрикорпусными материалами, в частности, с нержавеющей сталью SUS 316L. В результате проведенного эксперимента и постэкспериментальных исследований были получены данные о структуре и свойствах провзаимодействовавшей с кориумом стальной пластины. Полученные данные остро востребованы для создания методики извлечения и переработки реального расплава активной зоны аварийного реактора.

На базе Национального ядерного центра Республики Казахстан предполагается проведение конверсии исследовательских реакторов на низкообогащенное (НОУ) топливо. Высокообогащенное урановое (ВОУ) топливо будет разбавлено до состояния, устойчивого к распространению ядерного оружия.
Материаловедческие исследования проводились с целью определения свойств необлученного топлива высокого обогащения, имеющих значение для транспортировки топлива и его последующего разбавления. Необлученное ВОУ топливо реактора ИГР будет использоваться в разработке технологии разбавления топлива. Исследования НОУ топлива, проводились с целью получения информации о свойствах для сравнения со свойствами ВОУ топлива. Определение структурно-фазового состояния материала – один из ключевых пунктов в материаловедческих исследованиях материала топлива реактора ИГР. Литературный обзор выявил отсутствие нормативно-технической документации, регламентирующей требования к структурным характеристикам графита уран-графитового топлива и, соответственно, к использованию методов рентгеноструктурного анализа для определения структурных характеристик графитов.
В работе представлены основные результаты материаловедческих исследований, акцент сделан на анализ рентгеноструктурных характеристик уран-графитового топлива.
Доклад о результатах работы был представлен на VIII Международной конференции «Семипалатинский испытательный полигон: наследие и перспективы развития научно-технического потенциала».

В статье представлены описание физических исследований по определению характеристик и эффективности органов регулирования и компенсации реактивности реактора ИВГ.1М, результаты нейтронно-физических расчетов эффективности органов регулирования, анализ полученных экспериментальных и расчетных данных, реализованные в рамках проекта снижения обогащения топлива на исследовательских ядерных реакторах.

В статье представлены экспериментальные данные по выщелачиванию ³Н, ⁹⁰Sr, ^239+240Pu, ¹³⁷Cs из почв различных загрязненных участков Семипалатинского испытательного полигона в природные воды. Определена степень выщелачивания. Отмечено, что процесс выщелачивания радионуклидов из почв в природные воды является одним из основных механизмов их загрязнения, который количественно характеризуется степенью выщелачивания. Выщелачивание радионуклидов из почв исследуемых площадок СИП не зависит от уровня загрязнения почв. Установлено, что процесс выщелачивания радионуклидов характерен для всех участков, но его интенсивность для разных радионуклидов не одинакова. Это связано с химическими свойствами радионуклидов и их формами нахождения в почве.

В статье представлены обобщенные результаты по оценке уровней загрязнения воздушной среды техногенными радионуклидами на следах от ядерных испытаний 1953 и 1951 гг. в районе испытательных площадок «Балапан» и «Сары-Узень». Получены данные об уровне и динамике концентрации радионуклидов в воздушной среде на следе от ядерного испытания 1949 г. вблизи п. Долонь. Проведена сравнительная оценка экспериментальных данных и теоретических расчетов.