Разработка методических подходов и математических моделей для прогнозирования воздействия на окружающую среду в случае аварий на атомных плавучих объектах, моделирование распространения радиации в Арктической акватории при аварийных ситуациях.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-19-01674

НазваниеРазработка методических подходов и математических моделей для прогнозирования воздействия на окружающую среду в случае аварий на атомных плавучих объектах, моделирование распространения радиации в Арктической акватории при аварийных ситуациях.

Руководитель Саркисов Ашот Аракелович, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук , г Москва

Конкурс №18 - Конкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-504 - Ядерная и радиационная безопасность, радиоэкология

Ключевые слова Арктика, акватория, плавучие объекты, атомный флот, атомная подводная лодка , плавучие атомные электростанции, радиоактивное загрязнение, радиоактивные отходы, отработавшее ядерное топливо, ядерные радиационно-опасные объекты (ЯРОО), защитные барьеры, техногенные радионуклиды, реабилитация акваторий, оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС)

Код ГРНТИ44.33.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Исследование проблем радиационной и экологической безопасности, связанных с затопленными и затонувшими в водах России ядерными и радиационными объектами, а также последствий возможных аварий на атомных плавучих объектах сегодня приобретают особое значение для арктического и дальневосточного регионов вследствие трех фундаментальных факторов: возрастающей их экономической роли, ожидаемой в обозримой перспективе существенной интенсификации морских транспортных коммуникаций, а также исключительной чувствительности их природного ландшафта к антропогенным воздействиям. Государственные программы освоения Арктики и развития Дальнего Востока предполагают значительное увеличение роли и количества объектов атомной энергетики, т.е. потенциальных радиационно-опасных источников: военные корабли и АПЛ, ледоколы, атомные плавучие и стационарные электростанции, атомные источники энергообеспечения комплексов нефте- и газо- добычи и объектов обеспечения морской и аэронавигации вдоль трассы Северного морского пути. Соответственно, должна быть создана научно обоснованная система оценки уровня угрозы и рисков на всех этапах развития возможных радиационных аварий на этих объектах для поддержки принятия решений о ликвидации или снижения уровня радиационной опасности. До настоящего времени единая методология оценки воздействия на окружающую среду при возникновении аварийных ситуаций на плавучих атомных объектах отсутствовала. Новизна поставленной задачи состоит в том, что для прогноза распространения радионуклидов в водной среде в случае аварии разрабатываются и последовательно применяются две разные математические модели: модель коррозионного разрушения защитных барьеров ядерных объектов и выхода радионуклидов за их пределы и океаническая модель переноса различных радионуклидов. Поставленные цели достижимы, т.к. существует опыт сотрудничества ряда академических институтов в данной области: Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН и Института вычислительной математики имени Г.И. Марчука РАН., а также определенный научный задел в этой области. С момента создания атомной энергетики в ряде стран зафиксировано более 30 крупных аварий, в связи с чем ведутся систематические исследования, как в нашей стране, так и за рубежом. Каждая их ядерных аварий уникальна и имеет много индивидуальных особенностей, представляющих большой научно-практический интерес, несмотря на наличие общих причин. Имеется опыт разработки методологии оценки радиационной, радиоэкологической обстановки и радиационных рисков при возникновении ядерных и радиационных аварий на транспортных ядерных энергетических установках применительно к атомным объектам военного и ледокольного флотов, а также инфраструктуре их обеспечения. При проектировании и закладке судов на основании накопленных данных проводится анализ и приводится обоснование по проектным и запроектным авариям в периоды эксплуатации, вывода из эксплуатации и утилизации. Имеются результаты исследований, связанные с оценкой опасности и решением вопросов обеспечения безопасности на различных этапах жизненного цикла ядерных объектов, включая выгрузку ядерного топлива и обращение с радиоактивными отходами, а также в случае планового или аварийного затопления таких объектов в мировом океане. Распространение радионуклидов в океане управляется сложными взаимосвязанными процессами: перенос течением, взаимодействие с взвешенными и донными отложениями и поглощение биоты. Интенсивные течения, штормы, приливы могут вновь вовлекать радионуклидны из донных отложений в морскую среду. Все более широкое признание для моделирования распространения радионуклидов в морской среде получает метод основанный на переносе Лагранжевых частиц. Этот подход позволяет рассчитать движение и трансформацию химических веществ, растворенных и взвешенных в морской воде на длительных временных (несколько лет) и больших пространственных масштабах (тысячи километров). В ходе выполнения проекта будет разработана компьютерная модель переноса радионуклидов с заданными свойствами (тип примеси, время полураспада, плавучесть, и т.д.) морскими течениями на основе лагранжевого подхода. Будет проведено компьютерное моделирование переноса радионуклидов от возможных аварийных ситуаций с ЯРОО в арктических и дальневосточных акваториях. Зарубежного опыта и единых подходов к решению проблемы разрушения защитных барьеров ядерных объектов в доступном виде не имеется. Опыт показывает, что даже при плановой подготовке к затоплению объекты со временем из потенциальных источников радиационной опасности ввиду разрушения защитных барьеров могут превратиться в реальные, т.е. неизбежно настанет момент поступления техногенных радионуклидов в морскую воду. Возможность оценить скорость их поступления и зону распространения является важной задачей, влияющей на принятие решение о необходимых действиях. Поэтому разработка математических моделей коррозионного разрушения защитных барьеров ядерных объектов и моделей переноса радионуклидов в акватории мирового океана, проведение моделирования этих процессов для представительных объектов в морях Арктики и Дальнего Востока, а также разработка методологии оценки воздействия на окружающую среду аварийных ситуаций на плавучих атомных объектах являются актуальной задачей.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Саркисов А.А., Антипов С.В., Смоленцев Д.О., Билашенко В.П., Кобринский М.Н., Сотников В.А., Шведов П.А. Безопасное развитие атомных энергетических технологий в Арктике: перспективы и подходы Известия вузов. Ядерная энергетика, № 3. С.5-17 (год публикации - 2018)
10.26583/npe.2018.3.01

2. Бибин В., Ибраев Р., Кауркин М. The Algorithm for Transferring a Large Number of Radionuclide Particles in a Parallel Model of Ocean Hydrodynamics Supercomputing, CCIS 965, pp. 1–12 (год публикации - 2019)
10.1007/978-3-030-05807-4_14

3. Саркисов А.А., Антипов С.В., Билашенко В.П., Калантаров В.Е., Кобринский М.Н., Смоленцев Д.О., Сотников В.А., Шведов П.А. Учет стохастической природы процессов коррозионного разрушения применительно к объектам морского базирования, в том числе радиационно опасным затопленным объектам Atomic energy, т. 125, вып. 4, с. 213-217 (год публикации - 2018)

4. Краморенко А.В., Асминин В.В., Чумаров Р.И., Антипов С.В., Билашенко В.П., Шведов П.А. Технология подъема затопленных в Арктике ядерно и радиационно опасных объектов, основанная на применении гидравлических тросовых домкратов Арктика: экология и экономика, № 1 (29), C. 116-124 (год публикации - 2018)
10.25283/2223-4594-2018-1-116-124

5. Саркисов А.А. The Question of Clean-Up of Radioactive Contamination in the Arctic Region Herald of the Russian Academy of Sciences, vol.89, iss. 1, pp. 7-22 (год публикации - 2019)
10.1134/S1019331619010106

6. Саркосов А.А., Антипов С.В., Высоцкий В.Л., Кобринский М.Н., Шведов П.А., Билашенко В.П., Хохлов И.Н. Forecast of the Radioecological Consequences of Hypothetical Accidents in Nuclear and Radiation Hazardous Objects Located at the Bottom of the Barents and Kara Seas Atomic Energy, vol. 125, iss. 6, pp. 391-399 (год публикации - 2019)
10.1007/s10512-019-00499-0

7. Саркисов А.А., Высоцкий В.Л., Припачкин Д.А., Дзама Д.В., Игнатов Р.Ю., Рубинштейн К.Г. Conditions and Initial Data for Reconstructing the Environmental Radioactive Contamination and Population Dose Loads Resulting from a Nuclear Accident on a Nuclear Submarine in Bukhta Chazhma Atomic Energy, vol. 127, iss. 2 (8), pp.105-111 (год публикации - 2019)
10.1007/s10512-019-00596-0

8. Саркосов А.А., Высоцкий В.Л., Припачкин Д.А., Панченко С.В. Dose Loads on the Population of Primorsky Krai Caused by Nuclear Accident on Nuclear Submarine in Chazhma Bay Atomic Energy, vol. 127, iss. 4, pp. 41-46 (год публикации - 2019)

9. Саркисов А.А., Высоцкий В.Л. Крупнейшая ядерная авария на атомном флоте СССР. Реконструкция событий и анализ последствий Herald of the Russian Academy of Sciences (год публикации - 2018)

10. Саркисов А.А., Антипов С.В., Билашенко В.П., Высоцкий В.Л., Ильющенко Г.Э., Калантаров В.Е., Кобринский М.Н., Смоленцев Д.О., Сотников В.А., Хохлов И.Н., Шведов П.А. Математическая модель для оценки технического состояния и прогноза разрушения защитных барьеров затопленных радиационно опасных объектов Atomic energy (год публикации - 2018)

Публикации