Разработка ученых Росатома применялась для утилизации затонувших кораблей на Сахалине и прошла испытания по ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов.

Мобильный лазерный технологический комплекс (МЛТК) – уникальная серия разработок ученых Росатома. Установки способны работать на суше и под водой, разрезать металлы или выжигать нефтяные пятна на расстоянии до 300 метров.

Как лазер используется сегодня и какие задачи сможет решать в будущем – расскажем в статье.

Лазер в контейнере

Комплекс создан специалистами Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ», входит в Госкорпорацию «Росатом»). Это полностью отечественная разработка, не имеющая аналогов в России. Комплекс применяется для решения комплекса задач от разрезания металлических и железобетонных конструкций, до ликвидации техногенных аварий. Он способен работать на расстоянии до 300 метров.

Где используется МЛТК:

• Для фрагментации оборудования на демонтируемых блоках АЭС,
• При ликвидации аварий на газонефтяных месторождениях,
• При разделке и фрагментации крупногабаритных толстостенных металлов и строительных конструкций, например, кораблей и подводных лодок,
• Для разрушения ледяных образований,
• Для ликвидации загрязнения берегов и прибрежной зоны от аварийных разливов нефтепродуктов,
• Для подводной газолазерной резке (например, металлоконструкций АЭС в бассейнах выдержки, элементов портовых сооружений, находящихся под водой; морских платформ для газонефтяной добычи на морском шельфе).

МЛТК размещается в десятифутовом контейнере, поэтому его можно перевозить любым видом транспорта.

Управляют лазером два оператора: один контролирует мощность лазерного излучения, корректируя ее в процессе работы, второй – управляет опорно-поворотным устройством.

«Основой МЛТК является мощный волоконный иттербиевый лазер и набор уникальных оптических систем, каждая из которых применяется для конкретной задачи. Сфокусированное лазерное излучение попадает непосредственно на объект воздействия, и с помощью опорно-поворотного устройства осуществляется процесс резки», — рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории перспективных лазеров АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» Александр Григорьевич Красюков.

Как и большинство научных исследований и разработок Росатома, мобильный лазерный комплекс создан в рамках Единого отраслевого тематического плана (ЕОТП). Это отраслевой перечень научных проектов по 11 приоритетным направлениям научно-технологического развития Госкорпорации от ядерной энергетики до ядерной медицины.

Режет металл под водой и на суше

В 2023 году мобильный комплекс впервые применили для резки затонувших судов. Работы по утилизации кораблей и их фрагментов проводились на берегу города Корсаков на острове Сахалин. Заказчиком работ выступила российская морская инженерная компания TAZMAR MARITIME. Проект предполагает утилизацию 16 затонувших судов в течение двух лет. Мероприятия по подъему и удалению затонувших судов в акватории Дальневосточного федерального округа – часть федерального проекта «Генеральная уборка» по решению многолетней проблемы ликвидации экологически опасных объектов на всей территории России.

Для утилизации судна, которое пролежало под водой длительное время, его нужно предварительно разрезать на крупные фрагменты и вытащить их на сушу. После завершения подводных работ процесс резки продолжается уже на суше, где проводится подготовка остатков судна к утилизации.

 

Использование лазерных технологий значительно ускоряет фрагментацию объекта. Комплекс разрезает металлоконструкции толщиной до 260 мм, это может быть любой металл, например, чугун или бронза, с которыми не справится обычная газорезка. Кроме того, он способен резать объекты даже под водой. Например, на острове Сахалин специалисты разрезали корпус судна, находящегося вблизи причала на глубинах до 4 метров.

«Лазер не спускается на такую глубину, а остается на суше, либо на судне. Под воду опускается герметичная оптическая головка, разработанная и изготовленная в ГНЦ РФ ТРИНИТИ, позволяющая производить резку под водой не только на глубине до 4 м, как это требовалось на Сахалине, но и на глубине до 100 м. Стоит отметить, что нами уже создана оптическая головка, способная работать и на глубине до 500 м, но пока есть ограничения, связанные с технологией изготовления лазерных волокон», — отметил начальник лаборатории перспективных лазеров АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» Дмитрий Метляев.

Кроме того, метод дистанционной лазерной резки безопасен для людей, ведь во время работ персонал находится на расстоянии от объекта.

Очищает от нефти

Лазерный комплекс может быть полезен для ликвидации загрязнения берегов и прибрежной зоны от аварийных разливов нефтепродуктов. В 2023 году специалисты Росатома впервые испытали мобильный лазер для очистки водной поверхности от нефти. Эксперимент проводился в акватории Охотского моря у побережья острова Сахалин.

Эксперты АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» использовали специальное оборудование, блокирующее попадание горючих веществ в воду, и соблюдали все необходимые меры безопасности. Лазерный комплекс разместили на палубе грузового судна. Для имитации нефтяного разлива использовался плот, состоящий из деревянного каркаса и закрепленных на нем листов пеноплекса. Сверху плот был покрыт листами рубероида, на которые нанесли слой специальной смеси повышенной вязкости из сырой нефти и битума, чтобы исключить возможность ее вытекания и попадания в море. С помощью лазерного излучения специалисты института осуществили поджиг горючей смеси на плоту с расстояния около 300 метров.

«Проведенные испытания показали, что применение лазерных технологий для удаления нефтяной пленки на поверхности воды может стать перспективным методом ликвидации аварийных разливов в Арктике, где из-за низких температур невозможно использовать биологические методы, а работе нефтесборщиков мешает лед. Отечественный лазерный комплекс позволит проводить работы по очистке безопасно и оперативно», – прокомментировал генеральный директор АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» Кирилл Ильин

Теперь ученые института ведут подготовительные работы по созданию серийного образца лазерного комплекса для оперативного реагирования на аварийные разливы нефтепродуктов. Он будет размещаться на палубе судна, работающего на Северном морском пути.