Ученый получил премию правительства Москвы за разработку мюонного томографа

Премия за приборостроение

Мэр Москвы Сергей Собянин вручил премии молодым учёным за достижения в науке. Среди 77 лауреатов оказался Сергей Олейник – начальник отдела АО «Всероссийский Научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций» (ВНИИАЭС), входящего в Электроэнергетический дивизион «Росатома». Его работа «Широкоапертурный гибридный мюонный томограф для исследований энергоблоков АЭС» победила в номинации «Приборостроение».

Конкурс собрал 1404 заявки со всей страны. Отбор проходил по строгим критериям: научная новизна, практическая значимость и потенциал внедрения. Проект Олейника прошёл все этапы экспертизы и получил высокую оценку за решение задачи мониторинга критически важных объектов без их остановки или разборки.

Как работают космические частицы

Мюоны – это элементарные частицы, возникающие при столкновении космических лучей с атмосферой Земли. Они обладают уникальной проникающей способностью, проходя сквозь сотни метров горной породы или десятки метров бетона. Прибор Олейника использует этот естественный поток мюонов как источник излучения.

Для этого вокруг объекта, например, корпуса реактора, устанавливают детекторы. Они фиксируют траектории движения мюонов до и после прохождения через конструкцию. Компьютер анализирует отклонения и строит трёхмерную карту внутренней плотности материалов. Чем плотнее среда, тем сильнее рассеиваются частицы. Так выявляются пустоты, трещины или посторонние включения без необходимости искусственного облучения.

Первые успехи

Разработка стартовала в 2019 году по заказу АО «Росатом Наука». Уже в 2022 году на Калининской АЭС получили первые мюонограммы действующего энергоблока. Это стало прорывом: в большинстве случаев ранее подобные исследования требовали остановки реактора и применения активных источников излучения.

Проект мюонной томографии ядерных реакторов – это результат системной работы научного коллектива АО «ВНИИАЭС», НИЯУ МИФИ и персонала Калининской АЭС. Для нашего научного коллектива эта премия не финальная точка, а подтверждение того, что выбранное направление – правильное и востребованное. Следующий этап – применение современных инструментов обработки данных, нейросетей, для повышения качества отбора событий и ускорения процесса получения мюонограмм

Сергей Олейник

начальник отдела экономического анализа и сопровождения перспективных проектов развития АО «ВНИИАЭС»

Проект вошёл в топ-5 научных инициатив «Росатома» и получил премию «Технологический прорыв-2022». Особое достижение – получение динамических мюонограмм. Такая система фиксирует не только статическую структуру, но и изменения во времени: перемещение оборудования, деформацию конструкций, появление микротрещин. Это позволяет выявлять проблемы на ранней стадии, до создания аварийных ситуаций. При этом специалисты «Росатома» используют и другие методы исследования.

Преимущества нового томографа

Традиционные методы контроля состояния энергоблока требуют его вывода из эксплуатации. Для АЭС это означает потери миллионов рублей за каждый час простоя. Мюонный томограф можно использовать при штатном режиме эксплуатации ректора.

Технология особенно ценна для мониторинга зоны активной реакторной установки, куда доступ ограничен из-за действия радиации. Детекторы размещаются снаружи защитных оболочек. Это исключает риски для персонала и позволяет проводить регулярные проверки без нарушения технологического цикла.

Возможности для широкого применения

Хотя разработка создавалась для атомной энергетики, её применение может быть шире. Мюонная томография эффективна для контроля любых массивных сооружений: мостовых опор, дамб, тоннелей. В 2023 году учёные протестировали методику на железнодорожных тоннелях Урала, и система успешно выявила зоны размыва грунта под фундаментами.

Таможенные службы также проявляют интерес к технологии для лучшего сканирования контейнеров. В отличие от рентгена, мюоны проникают сквозь слой свинца, что позволяет выявлять контрабанду ядерных материалов. Разработчики уже ведут переговоры с ФТС России о пилотных испытаниях на крупных погранпереходах.

Перспективы

Следующий этап развития – интеграция искусственного интеллекта. Сейчас обработка данных занимает часы. Нейросети же позволят получать мюонограммы в режиме реального времени. Алгоритмы уже тестируются на архивных данных Калининской АЭС. Первые результаты показывают ускорение анализа в 15–20 раз.

Проект стал результатом сотрудничества АО «ВНИИАЭС», НИЯУ МИФИ и специалистов Калининской АЭС. Ученые разработали детекторы, инженеры адаптировали их под необходимые условия, а разработчики софтасоздали алгоритмы реконструкции изображений.

Мюонный томограф – пример того, как фундаментальная физика становится инструментом обеспечения безопасности миллионов людей.