Проектирование и строительство многих «ядерных» объектов, развитие в целом атомной промышленности и атомной энергетики в нашей стране поставили ряд новых задач перед строительной наукой, в частности материаловедением. Большое значение приобрела и экономика строительства ядерных установок. Поэтому в 1958 г. для подготовки квалифицированных кадров инженеров-строителей и проектировщиков ядерных установок в одном из старейших вузов страны создана кафедра строительства ядерных и специальных сооружений (СЯиСС). Руководство кафедрой Министерство высшего образования СССР поручило мне по совместительству с основной работой. Моим непосредственным заместителем стал талантливый инженер и экспериментатор Виталий Борисович Дубровский, имевший опыт строительства ядерных сооружений.
С самого начала на кафедре СЯиСС ведется значительная научно-исследовательская работа. Тематика научных исследований преподавателей, аспирантов и студентов связана с широким кругом вопросов проектирования и строительства. Исследования ведутся по заданиям промышленности в трех основных направлениях: материалы и конструкции защит ядерных реакторов, объемные и конструктивные решения зданий ядерных установок, материалы и конструкции защит ускорителей элементарных частиц.
Выводами о некоторых наиболее практически важных исследовательских работах, имеющих непосредственное отношение к объектам, о которых шла речь в начале главы, мне и хотелось бы закончить свою книгу.
Радиационная стойкость бетона. Вопрос этот долгое время оставался практически не изученным. Считалось, что для сохранности бетона защитных конструкций необходимо ограничивать интегральный поток нейтронов в бетоне величиной 10>19 нейтр./см>2. Такое условие приводило к существенному усложнению и удорожанию конструкции защиты. В. Б. Дубровский и Б. К. Пергаменщик совместно с сотрудниками Физико-энергетического института в 1963 г. начали экспериментальные работы по исследованию радиационных повреждений в бетоне.
Облучение образцов бетонов и цементных растворов проводилось в экспериментальных каналах и активной зоне реакторов БР-5 и 1-й атомной электростанции. Интегральные потоки нейтронов на образцы составляли от 10>19 до 2·10>21 нейтр./см>2, температура, сопровождавшая облучение, достигала 300° C. Исследовались плотность, прочность, теплопроводность и другие характеристики.
Было обнаружено, что поведение бетона при облучении зависит главным образом от радиационных изменений в заполнителе, то есть именно заполнитель определяет радиационную стойкость бетона. Это позволило более направленно вести дальнейшие исследования.
Сегодня можно назвать бетоны, способные без заметных изменений воспринимать интегральный поток нейтронов 1—2·10>21 нейтр./см>2. К ним относятся бетоны на металлорудных заполнителях — хромитовой и гематитовой руде. Из обычных бетонов к наиболее радиационностойким относятся бетоны на известняке, базальте. Использование их возможно при дозе около 5·10>20 нейтр./см>2. Наконец, что очень важно, выделена группа малостойких бетонов с заполнителями из кварцевого песчаника, гранита, речного песка. Для них максимальная доза не должна превышать 10>20 нейтр./см>2.
На основании рекомендаций кафедры и при ее участии разработаны варианты защиты из радиационностойких бетонов для ряда новых реакторов, которые в ближайшие годы вступят в строй. Работы по указанной тематике продолжаются и сегодня. Изучаются вопросы о влиянии спектрального состава излучений на степень радиационных повреждений, о газовыделениях в бетонах при облучении, о радиационных напряжениях и деформациях фрагментов защиты при высоких интегральных потоках нейтронов.
Водород и защитные свойства бетона. Физики-атомщики постоянно выдвигали общий тезис, что чем больше водорода в бетоне, тем лучше из него биологическая защита. В результате появились составы специальных бетонов с повышенным содержанием водорода (практически — химически связанной воды) за счет использования гидратных заполнителей и цементов. Но применение указанных материалов, по существу, не имело конкретных технико-экономических обоснований. Аспирант кафедры строительства ядерных и специальных сооружений А. М. Туголуков провел комплексное расчетно-теоретическое и экспериментальное исследование влияния содержания воды в бетоне на толщину и стоимость биологической защиты.
