The object of research, development or design (in Russian) : Объектами исследования являются новейшие технологии производства электрической и тепловой энергии с использованием нового ядерного топлива основанного на радиоактивном тории, промышленные запасы тория в Казахстане и в мире, математические расчёты ядерных реакторов, а также экологические исследования влияния радиоактивности на окружающую среду.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектілері радиоактивті торийге негізделген жаңа ядролық отынды пайдалана отырып, электр және жылу энергиясын өндірудің жаңа технологиялары, Қазақстандағы және әлемдегі торийдің өнеркәсіптік қорлары, ядролық реакторлардың математикалық есептеулері, сондай-ақ радиоактивтіліктің қоршаған ортаға әсерін экологиялық зерттеулер болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Цель программы – проведение комплекса научных исследований потенциала и перспективы создания в Республике Казахстан безопасной ториевой атомной электростанции.

Aim of work (in Kazakh) : Бағдарламаның мақсаты - Қазақстан Республикасында қауіпсіз торий атом электр станциясын құрудың әлеуеті мен перспективаларына ғылыми зерттеулер кешенін жүргізу.

Методы исследования (на русском) : В ходе исследований применялись методы сбора первичной информации на основе данных Международного Совета по торию, Национальных лабораторий МинЭнерго США, Геологической службы США (USGS), Комиссии по ядерному регулированию США (NRC), Международного Агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), а также данных отраслевых предприятий Республики Казахстан. Математические модели активной зоны ториевого реактора разрабатывались с применением программных пакетов математического моделирования Fluid и COMSOL Multifysics. В целях подтверждения и защиты интеллектуальной собственности применялись методы обшироного патентного и литературного поиска. Разработка экологических методов извлечения тория и других радиоактивных элементов из объектов окружающей среды проводилась с применением физико-химических методов исследования и рассчетов, таких как метод оценки размера пор сорбента Nitrogen Porosimeter (automated gas sorption analyzer) и Mercury Intrusion Porosimeter POREMASTER 60, анализ данных порометрии методом BET (Brunauer-Emmet-Teller), методы итоговой оценки результатов сорбции-десорбции из раствора - масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой ICP MS (Inductively Coupled Plasma), а также высокоэффективной ионной хроматографии HP ICS.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу барысында торий жөніндегі Халықаралық кеңестің, АҚШ Энергетика министрлігінің Ұлттық зертханаларының, АҚШ Геологиялық қызметінің (USGS), АҚШ ядролық реттеу жөніндегі комиссиясының (NRC), Атом энергиясы жөніндегі халықаралық агенттіктің (МАГАТЭ) деректері, сондай-ақ Қазақстан Республикасының салалық кәсіпорындарының деректері негізінде бастапқы ақпаратты жинау әдістері қолданылды. Торий реакторының белсенді аймағының математикалық модельдері Fluid және COMSOL multifysics математикалық модельдеу бағдарламалық пакеттерін қолдану арқылы жасалды. Зияткерлік меншікті растау және қорғау мақсатында кең патенттік және әдеби іздеу әдістері қолданылды. Торийді және басқа радиоактивті элементтерді қоршаған орта объектілерінен алудың экологиялық әдістерін әзірлеу nitrogen porosimeter (automated gas sorption analyzer) және Mercury intrusion Porosimeter poremaster 60 сорбентінің кеуек мөлшерін бағалау әдісі, bet (Brunauer-Emmet -) әдісімен порометрия деректерін талдау сияқты физикалық-химиялық зерттеу әдістері мен есептеулерді қолдану арқылы жүргізілді. teller), әдістері ерітіндіден сорбция-десорбция нәтижелерін қорытынды бағалау - индуктивті байланысқан ICP MS плазмалық масс-спектроскопиясы (Inductively Coupled Plasma), сондай-ақ жоғары тиімді HP ICS иондық хроматографиясы.

Obtained results and novelty (in Russian) : Проведено исследование имеющихся отходов минерала монацита в отвалах промышленных разработок золота, а также других редкоземельных металлов (РЗЭ), совместно с ведущими научными и инженерными сотрудниками отраслевых предприятий РК. Эти отвалы содержат оксид слабо-радиоактивного Тория-232, который является сопутствующим. Проведена оценка современными методами минералогических и геохимических особенностей монацита, а также оценка потенциальных возможностей извлечения РЗЭ. Проведено математическое моделирование активной зоны ториевого реактора с вычислением уравнения переноса нейтронов для гексагонального z-реактора с использованием Comsol Multiphysics, гидродинамики и теплопередачи. Рассчитаны и описаны важные показатели: экологичность реакторов на тории гораздо выше, чем урановых аналогов. Подобные исследования впервые проведены и опубликованы в Казахстане. В мировой практике подобные исследования не проводились на территории Республики Казахстан. Впервые разработаны инновационные сорбенты на основе диатомита, гуминовых веществ, рисовой шелухи для сорбционного извлечения тория и других радиоактивных веществ из объектов окружающей среды.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : ҚР салалық кәсіпорындарының жетекші ғылыми және инженерлік қызметкерлерімен бірлесіп, алтынның, сондай-ақ басқа да сирек кездесетін металдардың (РЗЭ) өнеркәсіптік әзірлемелерінің үйінділерінде монацит минералының бар қалдықтарына зерттеу жүргізілді. Бұл үйінділерде әлсіз радиоактивті торий-232 оксиді бар, ол ілеспе болып табылады. Монациттің минералогиялық және геохимиялық ерекшеліктерін заманауи әдістермен бағалау, сондай-ақ РЗЭ алудың әлеуетті мүмкіндіктерін бағалау жүргізілді. Comsol Multiphysics, гидродинамика және жылу беруді қолдана отырып, алтыбұрышты z реакторы үшін нейтронды тасымалдау теңдеуін есептей отырып, торий реакторының белсенді аймағын математикалық модельдеу жүргізілді. Маңызды көрсеткіштер есептелген және сипатталған: торийдегі реакторлардың тұрақтылығы уран аналогтарына қарағанда әлдеқайда жоғары. Мұндай зерттеулер алғаш рет Қазақстанда жүргізіліп, жарияланды. Әлемдік тәжірибеде мұндай зерттеулер Қазақстан Республикасының аумағында жүргізілген жоқ. Алғаш рет қоршаған орта объектілерінен торий мен басқа да радиоактивті заттарды сорбциялық алу үшін диатомит, гуминді заттар, күріш қабығы негізінде инновациялық сорбенттер әзірленді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Проведено математическое моделирование активной зоны ториевого реактора с вычислением уравнения переноса нейтронов для гексагонального z-реактора с использованием Comsol Multiphysics, гидродинамики и теплопередачи. В рамках исследований представлены две математические модели активной зоны ториевого реактора с тепловыми и быстрыми нейтронами. В первой модели реактор содержит замедлитель; во втором мы предполагаем, что реактор работает как быстрый реактор. С использованием этих моделей проводятся численно-аналитические исследования установившихся режимов работы реактора: изучается влияние теплофизических и эксплуатационных параметров реактора на вероятность возникновения неблагоприятных аномалий реактивности и взрывов. Показано, что модели способны описать основные особенности динамики и позволяют выделить такие слабоустойчивые режимы, как предельный цикл периодического тления и предельный цикл периодического взрыва. В целях изучения экологических аспектов ториевой энергетики, получен и изучен инновационный сорбент на основе диатомита с гуминовыми кислотами - DE-H2SO4-600f-ГК для извлечения радиоактивного тория из водных объектов и почвенных вытяжек. Степень извлечения в течении 25 минут приближается к 100 %.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Comsol Multiphysics, гидродинамика және жылу беруді қолдана отырып, алтыбұрышты z реакторы үшін нейтронды тасымалдау теңдеуін есептей отырып, торий реакторының белсенді аймағын математикалық модельдеу жүргізілді. Зерттеулер термиялық және жылдам нейтрондары бар торий реакторының белсенді аймағының екі математикалық моделін ұсынады. Бірінші модельде реакторда модератор бар; екіншісінде реактор жылдам реактор ретінде жұмыс істейді деп есептейміз. Осы модельдерді қолдана отырып, реактордың тұрақты жұмыс режимдеріне сандық-аналитикалық зерттеулер жүргізіледі: реактордың жылу-физикалық және пайдалану параметрлерінің реактивтілік пен жарылыстың қолайсыз ауытқуларының пайда болу ықтималдығына әсері зерттеледі. Модельдер динамиканың негізгі ерекшеліктерін сипаттай алатындығы және периодтық жанудың шекті циклі және периодтық жарылыстың шекті циклі сияқты әлсіз тұрақты режимдерді бөліп көрсетуге мүмкіндік беретіндігі көрсетілген. Торий энергетикасының экологиялық аспектілерін зерттеу мақсатында су объектілері мен топырақ сығындыларынан радиоактивті торий алу үшін гумин қышқылдары - DE-H2SO4-600f-ГК бар диатомит негізінде инновациялық сорбент алынды және зерттелді. 25 минут ішінде экстракция дәрежесі 100% - ға жақындады.

Level of implementation (in Russian) : Подано две заявки на патенты Республики Казахстан. 1. Способ получения сорбента для извлечения тория из природных объектов. 2. Cорбент для очистки почвы и сточных вод от радионуклидов

Level of implementation (in Kazakh) : Қазақстан Республикасының патенттеріне екі өтінім берілді. 1. Табиғи нысандардан торий алу үшін Сорбент алу әдісі. 2. Радионуклидтерден топырақ пен Ағынды суларды тазартуға арналған Сорбент

Efficiency (in Russian) : Показана эффективность разработки математических моделей активной зоны ториевого реактора с применением программных пакетов математического моделирования Fluid и COMSOL Multifysics. Также экспериментально доказана экологическая эффективность применения инновационных разработок сорбентов на основе диатомита, гуминовых веществ, рисовой шелухи для сорбционного извлечения тория и других радиоактивных веществ из объектов окружающей среды.

Efficiency (in Kazakh) : Fluid және COMSOL Multifysics математикалық модельдеу бағдарламалық пакеттерін қолдана отырып, торий реакторының белсенді аймағының математикалық модельдерін әзірлеу тиімділігі көрсетілген. Сондай-ақ, қоршаған орта объектілерінен торий мен басқа да радиоактивті заттарды сорбциялық алу үшін диатомит, гуминді заттар, күріш қабығына негізделген сорбенттердің инновациялық әзірлемелерін қолданудың экологиялық тиімділігі эксперименталды түрде дәлелденді.

Field of application (in Russian) : Энергетические промышленные предприятия Казахстана и зарубежья, атомная энергетика, научные исследования в области ядерных реакторов Поколения-4, математические расчёты ядерных реакторов, экологические исследования влияния радиоактивности на окружающую среду.

Field of application (in Kazakh) : Зерттеу нысандары Қазақстандағы торийдің өнеркәсіптік қорлары, сирек жер элементтері әзірлемелерінің перспективалы өнеркәсіптік үйінділері, сыртқы нейтрондық көздер, торий реакторларының математикалық модельдері болып табылады.