Өскеменде журналистерге ядролық отын өндіру процесі көрсетілді
Бүгінде әлемде өндірілген табиғи уранның шамамен 21 пайызы Қазақстанға тиесілі. Ал Өскемен атом электр станциялары үшін отын өндірілетін әлемдегі санаулы қалалардың қатарында. 2025 жылдың желтоқсанында Үлбі металлургия зауытының еншілес кәсіпорны – реакторларға арналған жылу бөлетін құрамаларды (ЖБҚ) жасайтын «Үлбі-ЖБҚ» ЖШС он жылдығын атап өтеді. Мерейтой құрметіне «Қазатомөнеркәсіп» Ұлттық атом компаниясы» АҚ журналистерге «бейбіт атомға» арналған отын өндірісінің барлық кезеңдерін көрсетуді ұйғарды.
Арнайы шарттар
Қауіпсіздік техникасы бойынша нұсқаулық – журналистердің кез келген өндіріске баруындағы міндетті кезең. Бірақ уран өндірісі жағдайында бұл аса маңызды: мұнда радиоактивті материалмен жұмыс істейді. Уран – ауыр металл. Табиғи күйінде оның радиоактивтілігі салыстырмалы түрде әлсіз – адам терісі одан жақсы қорғайды. Ал ағзаның ішіне түскен кезде ол шынымен де қауіп тудырады. Уран таблеткаларын шығаратын өндіріске кірер алдында жеке қорғаныс құралдарын – халат, үшкіл орамал, бахилалар және қолғап киеміз. ҮМЗ жұмысшылары респираторлардың тыныс алу мүшелерімізді қорғап тұрғанын мұқият қадағалайды. Өйткені бұл өндірісте ұсақ бөлшектер үлкен қауіп төндіреді.
Уран металл болғанымен, ҮМЗ-да әдетте металлургиялық өндірістерге тән балқыту пештері, ағып жатқан балқымалар мен шашырап тұрған от жоқ. Бұл жерде ұнтақты металлургия қолданылады. Бұл дегеніміз, алдымен уран қостотығын ұнтақтайды, содан кейін уран ұнтағынан отын таблеткалары дайындалады. Дәл осылар кейіннен жылу бөлетін элементке салынатын болады. Ал әзірге ұнтақты болашақ таблеткаға қажетті қасиеттерді – тығыздықты, беріктікті, жоғары температураға төзімділікті беретін технологиялық қоспалармен араластырады.
Пресс-ұнтақты дайындау учаскесінде, яғни таблетканың пішінін сақтауға мүмкіндік беретін қоспалардың уранға қосылатын орында, тоқтаған жоқпыз. Дәл осы жерде радиоактивті шаңға тап болудың ең үлкен қаупі бар. Сондықтан жабдықтар қымталанған, ал процестер автоматтандырылған. Өндірістік аймаққа кіргендердің барлығында жеке авариялық кассеталар бар, олар кіреберісте тапсырылады. Осылар арқылы төтенше жағдай кезінде адам алуы мүмкін жеке сәулелену дозасы ғана емес, сонымен қатар радиациялық фон жоғары болып тұрған аймақ анықталады. Осы әдіс арқылы адамдарды барлауға жібермей-ақ апат болған жерді анықтауға болады.
Емдеуге арналмаған таблетка
Келесі цехта дайындалған ұнтақты қалыпқа салып, жоғары қысыммен престеп, геометриясы бойынша толығымен дерлік дайын дайындама алады. Жақында мұнда жабдықты жаңғырту аясында сатып алу жоспарланып отырған жоғары өнімділігі бар шетелде өндірілген пресс пайда болмақ.
Престеуден кейін таблеткаларға әлі де беріктік жетіспейді. Олар қақтаудан өткен соң ғана берік бола түседі. Таблетка дайындамаларын кішкентай молибденді «қайықтарға» салады. Бір таблеткада жеті грамм таза уран бар. Әр «қайықта» – шамамен 15 килограмм таблетка болады.
Қақтау пешінің аузы ашылып, кезекті «қайықтың» сонда бара жатқанын өз көзімізбен көруіміздің сәті түсті. Онда ол тура 30 сағат болады. +1750 градус температурада ұнтақ бөлшектері бір-бірімен бірігіп, берілген тығыздық пен құрылымға ие монолитке айналады. Мұндай әдіс толығымен дерлік қалдықсыз – пішін түпкі нәтижеге барынша жақын болып шығады.
Ядролық энергетикада дәлдік ерекше маңызды. Сондықтан дайын таблеткаларды қақтаудан өткізгеннен кейін тегістейді, содан соң жарықтар мен сынықтардың бар-жоғын тексереді. Параметрлер микронға дейінгі дәлдікпен берілген мәндерге сәйкес келуі керек. Бір таблетканың өлшемі келесідей болуы шарт – ұзындығы 13 миллиметр және диаметрі сегіз миллиметр. Бірақ осындай бір ғана түйіршік шамамен 700 килограмм көмірді жаққанда пайда болатын энергияны өндіреді және де атмосфераға зиянды заттарды шығармайды. Сондай-ақ әр таблетканың изотоптық құрамы, физикалық қасиеттері, қоспалардың болуы бақыланып отырады. Стандарттарға сәйкес келетін өнім «Үлбі-ЖБҚ» кәсіпорнына келіп түседі, онда одан ядролық отын өндіріледі.
Қазақстанда ЖБҚ өндіру үшін қолданылатын отын таблеткаларының бүкіл көлемі бүгінде ҮМЗ-да жасалады. Мұнда Қытайда пайдаланылатын француздық дизайндағы реакторларға арналған AFA 3G таблеткалары шығарылады. Қытай бүгінде «ҮМЗ» АҚ мен оның еншілес кәсіпорны «Үлбі-ЖБҚ» ЖШС өнімдерінің негізгі тұтынушысы болып табылады, мұнда осы реакторлар үшін өнеркәсіптік жылу бөлетін құрамалар 2021 жылы шығарыла бастаған.
– «Үлбі-ЖБҚ» кәсіпорнына жылына 200 тонна уран таблеткасын жеткізу жоспарымызда бар, – деді «ҮМЗ» АҚ уран өндірісінің директоры Константин Кузьмин. – Осындай өнімділікке қол жеткізу үшін қосымша құрал-жабдықтар сатып алуымыз керек болды. Қазір уран
таблеткалары өндірісінің жалпы өнімділігі жылына шамамен 300 тоннаны құрайды: біз 200 тоннаны «Үлбі-ЖБҚ» үшін жасаймыз және 100 тоннаны Қытайға тікелей жеткіземіз.
Міне, ядролық отын!
Ядролық энергетика қауіпсіз болуы үшін реакторға арналған отын дұрыс салынуы керек. Оған уран таблеткаларын қалай болса солай сала салуға болмайды. Алдымен оларды жылу бөлетін элементтерге салу керек. Жылу бөлетін элементтер мен дайын жылу бөлетін құрамалар өндірісімен «Үлбі-ЖБҚ» ЖШС айналысады.
Таблеткалар өндірісінен шыға сала қолданылған жеке қорғаныс құралдарын шешіп, жеке авариялық кассеталарды тапсырдық. «Үлбі-ЖБҚ» жаңағы біз барған бөлменің дәл қасында тұрса да, қайтадан қорғаныс құралдарын ауыстырып киюімізге тура келді. Бір ғана айырмашылығы – қазір тыныс алу органдарын жабуымыздың қажеті жоқ. Жылу бөлетін элементтер мен құрамалар өндірісіндегі барлық иондаушы сәулелену көздері жабық. Бұл жердегі шаң адамдар үшін емес, мінсіз тазалық пен ерекше дәлдікті қажет ететін өнімдер үшін қауіп тудырады.
– Жылу бөлетін элементтер – бұл, шын мәнінде, реактордың ішінде жұмыс істейтін ядролық отын, – деп түсіндірді «Үлбі-ЖБҚ» ЖШС ядролық материалдарды технологиялық бақылау және есепке алу жөніндегі директоры Станислав Матвеев. – Бұл уран қостотығының таблеткаларымен толтырылған цирконий қорытпаларынан жасалған құбыршалар.
Таблеткалардан басқа жылу бөлетін элементтерге арналған барлық компоненттер Франция мен Германиядан әкелінеді. Сырықтарды мұқият тексеріп, сығылған ауа жібереді, бітеуіштерді бір шетінен дәнекерлейді. Дәнекерлеу және тексеру автоматты режимде жүргізіледі. Осыдан кейін дайындалған сырықтар таблеткалар тиілетін желіге түседі. Арнайы түпқоймадан вибрация көмегімен таблеткалар өз арналары бойынша құбыршаларға бірқалыпты енеді. Бір мезгілде 25 құбырша толтырылады. Содан соң әрқайсысына кеңею мен сығылу кезінде таблеткалардың тығыз түйісуін қамтамасыз ететін арнайы серіппе салынады.
Құбырша гелиймен толтырылып, оның ұшы толық дәнекерленеді. Газ жылу бөлетін элементтердің қаншалықты дұрыс қымталғанын диагностикалау үшін қажет. Егер саңылау бары анықталса, 25 жылу бөлетін элементтен тұратын бүкіл партия сапасыз сырық табылғанға дейін қосымша сканерлеуге жіберіледі. Қымталу дәрежесінен басқа, әрбір жылу бөлетін элементтің механикалық зақымданулары мен қисықтығының бар-жоғы тексеріледі.
Сонымен бірге арнайы автоматты желіде жылу бөлетін элементтер орналасатын құрылымдар – скелетондар дәнекерленеді.
– Жылу бөлетін элементтер спагетти емес қой, оны жай ғана реактордың ішіне лақтыра алмайсың, – деді Станислав Матвеев. – Оларға темір қаңқа керек. Бағыттаушы құбыршаларға торлар дәнекерленеді, бұл дегеніміз мыңға жуық нүктелік дәнекерлеу. Осыны скелетон деп атайды. Жеті сағаттық ауысым барысында екі скелетонды жасап шығарамыз.
Дайын скелетондар да арнайы координаттық-өлшеу машинасы арқылы тексеріледі. Дәлдігі миллиметрдің мыңнан бір бөлігі шамасында. Соңында скелетон құрастыру платформасына келіп түседі. Арнайы қармауыштары бар сүңгілер скелетон құбыршалары арқылы өтіп, кассетаға енгізілген жылу бөлетін элементтерді іліп алады да, содан кейін оларды тиісті орынға салады.
Бір мезгілде машина 17 жылу бөлетін элементті жүктейді. Дайын құрамада барлығы 264 жылу бөлетін элемент болады. Бір жылу бөлетін құрама бөлінетін қуаты бойынша көмір тиелген 650 вагонға немесе он теміржол құрамына тең. Бір реактор үшін, оның қуатына қарай, 190 – 200 жылу бөлетін құрама қажет.
Өзіміздікі ме, әлде өзгенікі ме?
Бүгінде бүкіл Қазақстан бойынша тек ҮМЗ мен «Үлбі-ЖБҚ» ғана ядролық отын өндіреді. Қазіргі уақытта олар Өскеменде өндірілген құрамалармен Қытайдағы алты АЭС-ті қамтамасыз етуде, соның ішінде Хуньянхэ, Ниндэ, Даявань, Фанчэнган, Янцзян бар. 2022 жылдан 2025 жылға дейін 1200 жылу бөлетін құрама жеткізілген болатын.
Осы ретте Балқаштағы тұңғыш қазақстандық АЭС-ті іске қосуға біздің кәсіпорындар тартыла ма деген заңды сұрақ туындайды. Әзірге ҮМЗ бұған сенімді емес. Барлығы тиімділікке байланысты.
Әдетте атом станциясын технология иесі болып табылатын компания салады. 1977 жылдан бастап ҮМЗ-да кеңестік реакторларға арналған таблеткалар жаппай шығарылған еді. Кеңес Одағы ыдыраған кезде тапсырыстар тоқтап қалды. Өндіріс әрі қарай жұмыс істеуі үшін ҮМЗ қытайлық нарыққа шығуға мәжбүр болды. Бірақ бұл реакторлардың түрі басқа.
– Бірінші атом станциясы ресейлік дизайнда болады, – деді «ҮМЗ» АҚ уран өндірісінің директоры Константин Кузьмин. – Мұндай таблеткаларды шығару тәжірибесі бізде бар, алайда қазір біз оларды шығармаймыз. Егер біздің бірінші АЭС туралы айтатын болсақ, онда дәл осындай таблетка түрін өндіруді қамтамасыз ету үшін қанша қаражат жұмсау қажет болатынын бағалау үшін экономикалық есептеу жүргізу керек. Санаймыз, көреміз, бағалаймыз. Дегенмен бізде құзыреттілік пен білікті қызметкерлер бар.
Өскемендегі ядролық отын өндірісінің арқасында Қазақстан жаһандық нарықта маңызды орынға ие болып, өзге елдермен ынтымақтастығын дамытып келеді. Жақында біздің елімізде де атом станциясы пайда болады. Біздің өнеркәсіп флагмандары да Қазақстанды таза энергиямен қамтамасыз етуде өз орнын тапса екен дейміз.