Томские ученые создают технологию «дактилоскопии» для контейнеров с ядерными материалами и отходами

Каждый такой шов уникален, поэтому по нему можно подтвердить подлинность контейнера и проверить, был ли несанкционированный доступ к ядерным материалам. Это исследование поддержано стипендией Президентской программы поддержки молодых ученых.

«Радиоактивные материалы и отработавшее ядерное топливо — это, безусловно, опасные объекты, на которые нацелено пристальное внимание как российских и международных контролирующих органов, так и самих эксплуатирующих организаций. И для того чтобы обеспечивать безопасность в этой сфере, традиционных подходов, наверное, уже не достаточно. Потому что безопасность подобных объектов — это не только вопрос того, чтобы радиоактивные вещества никуда не просочились из мест хранения и эксплуатации, но и вопрос предотвращения несанкционированного доступа к материалам», — рассказывает заведующий Международной научно-образовательной лабораторией неразрушающего контроля ТПУ Дмитрий Седнев.

Сейчас ученые работают над тем, чтобы объединить сразу два подхода: контроль качества сварного соединения для обеспечения герметичности и сбор данных о самом шве для его идентификации.

«Как сейчас маркируют контейнеры? Им присваивают специфический номер, штрих-код, опечатывают пломбой. Но все это создается руками человека и не дает абсолютной гарантии защиты, что подтверждается Рекомендациями Росатома по применению пломбировочных систем, — поясняет Дмитрий Седнев. — Поэтому возникла идея применять для этого свойства самого контейнера, в частности структуру сварного соединения, если речь идет о стальных контейнерах, которые часто используются на практике. Ведь если у нас есть данные об исходном состоянии материала, то мы всегда можем проверить, подвергался ли он каким-то воздействиям, пытался ли кто-то вскрыть шов, или это вообще другой контейнер».  

Используя методы неразрушающего контроля, можно и обнаруживать мельчайшие дефекты в шве, и проверять его уникальность. Сейчас ученые работают над объединением двух подходов в одну технологию, чтобы за один сеанс контроля можно было решить обе задачи.

В лаборатории ТПУ уже собран экспериментальный стенд для проверки швов простых образцов контейнеров, разработаны некоторые программные средства и алгоритмы автоматического контроля швов, их распознавания.

«Кто будет иметь доступ к этой базе данных “отпечатков” — уже следующий вопрос. Это зависит от того, кто эксплуатирует контролируемые материалы. Если это российские объекты, то вся информация будет в руках Росатома, если объект используется несколькими странами, как, например, Международный банк ядерного топлива, то доступ, безусловно, будет принадлежать МАГАТЭ», — говорит исследователь.

Ученый работает с ультразвуковым методом неразрушающего контроля. Испускаемые преобразователем волны проходят сквозь материал контейнера и в процессе своего «путешествия» взаимодействуют с его внутренней структурой. Все эти взаимодействия отражаются на обратной волне.

«У ультразвука есть ряд преимуществ, по сравнению с теми же рентгеновскими методами контроля. Самое главное — отсутствие ионизирующего излучения. Когда вы работаете с ядерными материалами, это важно в двух аспектах: нет дополнительной нагрузки на персонал, и так называемый паразитный фон от самого ядерного материала не влияет на детекторы, не засвечивает рентгеновские пленки. Кроме того, у ультразвуковых аппаратов выше скорость контроля, и они могут работать с большей толщиной объектов», — добавляет ученый.