On Substantiating Technical Solutions for Applying Robotic Systems to Perform Hazardous Work During NPP Unit Decommissioning
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2026-4-126-136Keywords:
NPP decommissioning, criterion, reliability, radiation safety, robotic systems, technical solutionAbstract
The article presents a method for substantiating technical solutions on the use of automated robotic systems (ARS) for decommissioning of NPP units and disposal of their structural components. The operation conditions of remotely controlled ARS mechanisms that do not require the attendance of a human operator in a hazardous area of radiation contamination in the course of dismantling the equipment during the NPP power unit liquidation activities are considered. The performance of these works entails a number of specific difficulties and radiation hazards associated with the dismantling of bulky structures contaminated with radionuclides deposited on their surfaces or activated in their structural materials. Such structures include the reactor pressure vessel, steam generators, reactor coolant pumps, primary circuit pipelines, building metal structures, and other NPP components. It should be noted that at the decommissioning stage, the radiation and chemical contamination of these structures is distributed randomly and unevenly over the volume of their structural elements. Therefore, it is rather difficult and sometimes even impossible to determine the extent to which the dismantling of such equipment influences the radiation safety and the long-term operational reliability of the ARS under the conditions of multidimensional uncertainty of external influence. In this regard, the article discusses a topical problem of how to technically inspect the reliability of ARS and remotely controlled mechanisms used to carry out works on eliminating the nuclear legacy of NPPs. A methodology for predicting the frequency of performing periodic inspections of ARS operational quality and reliability is presented. For the conditions that take place during the dismantling of the NPP unit bulky structures, the article suggests a method for calculating the frequency of checking and testing the ARS electronic equipment components in carrying out their periodic technical inspection. In addition, a criterion for choosing the best technical solution for the practical application of ARS in carrying out hazardous work during the NPP power unit decommissioning activities is proposed.
References
1. Былкин Б.К., Енговатов И.А. Вывод из эксплуатации реакторных установок. М.: МГСУ, 2014.
2. Юсупов А.Н. и др. Обеспечение радиационной безопасности при проведении работ по демонтажу, транспортированию, размещению на долговременное хранение центральной зоны исследовательской ядерной установки СМ-3 // Известия вузов. Серия «Ядерная энергетика». 2023. № 4. С. 95—110.
3. Семченков Ю.М. и др. Особенности опыта организации и выполнения работ по выводу из эксплуатации блоков АЭС за рубежом: анализ, выводы и рекомендации // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика ядерных реакторов». 2022. Вып. 5. С. 124—136.
4. Козлов А.В. Действие нейтронного облучения на металлы при различных температурах и возможность самоорганизации протекающих при этом процессов // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 2006. Т. 37. Вып. 4. С. 1109—1150.
5. Сафронова Н.Н. Положения и принципы концепции индустриального вывода из эксплуатации энергоблоков АЭС // Промышленная энергетика. 2024. № 9. С. 43—52.
6. Корнеев И.И. и др. Методика выбора варианта демонтажа и обращения с активированными элементами реакторной установки при выводе из эксплуатации блоков АС с ВВЭР // Атомная энергия. 2021. Т. 130. № 6. С. 344—351.
7. Байдаров Д.Ю. и др. Информационное обеспечение специалистов по выводу из эксплуатации атомных электрических станций // Вестник МЭИ. 2025. № 6. С. 134—145.
8. Сафронова Н.Н. Применение «цифровых двойников» объектов и процессов в решении задач по выводу из эксплуатации АЭС // Ядерная и радиационная безопасность. 2025. № 4(118). С. 5—17.
9. Национальный проект «Экологическое благополучие» [Электрон. ресурс] http://government.ru/rugovclassifier/919/about/ (дата обращения 16.02.2026).
10. Барзов А.А., Сысоев Н.Н. Физико-технологическая инноватика. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова. 2020.
11. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. М.: Мир, 1990.
12. Проскуряков К.Н. Ядерные энергетические установки. М.: Издат. дом МЭИ, 2015.
13. Кропачев Ю.А., Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е. Оптимизация радиационной защиты на этапе вывода энергоблоков АЭС из эксплуатации // Известия вузов. Серия «Ядерная энергетика». 2019. № 1. С. 119—130.
14. Ершов Г.А., Семериков В.Н., Семериков Н.В. Чему верить? О системе стандартов «Надежность в технике» // Стандарты и качество. 2018. № 8. С. 14—19.
15. Надежность систем энергетики. М.: ИАЦ «Энергия», 2007.
16. Юрков Н.К. и др. Методы повышения точности прогнозирования показателей надежности наукоемких сложных элек¬тронных систем // Современ¬ные информационные технологии. 2014. № 19. С. 183—187.
17. ГОСТ Р 27.102—2021. Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения.
18. Kozlov A.V., Portnykh I.A., Skryabin L.A., Kinev E.A. Temperature Effect on Characteristics of Void Population Formed in Austenitic Steel under Neutron Irradiation up to High Damage Doze // J. Nuclear Materials. 2002. V. 307—311. Pt. 2. Pp. 956—960.
19. Козлов А.В. и др. Образование и эволюция радиационных кластеров в ГЦК-металлах при низкотемпературном нейтронном облучении до малых повреждающих доз // Физика и химия обработки материалов. 2006. № 1. С. 9—17.
20. Файков Д.Ю., Байдаров Д.Ю. Оценка возможностей и перспектив диверсификации деятельности государственных корпораций в рамках современных организационно-технологических тенденций (на примере атомной отрасли) // МИР (Модернизация. Инновации. Развитие). 2020. Т. 11. № 2. С. 179—195.
21. Васильева С.В. и др. Управление рисками энергетических ядерных объектов топливно-энергетического комплекса на основе измерительной диагностики их технического состояния // Надежность и качество сложных систем. 2021. № 1(33). С. 114—122.
22. Хамаза А.А. Риск-ориентированный подход в регулирующей деятельности в области ядерной и радиационной безопасности // Радиация и риск. 2015. Т. 24. № 4. C. 87—97.
23. Тутнов И.А. Информационно-управляющие системы для технического диагностирования объектов использования атомной энергии. М.: РАДЭКОН, 2003.
24. Сафронова Н.Н. и др. Специализированные робототехнические технологии по обращению с высокоактивными радиоактивными отходами и оборудованием при выводе из эксплуатации объектов использования атомной энергии // Атомная энергия. 2025. Т. 139. № 4. С. 242—248.
25. Володенков А.Я., Гнеденко В.Г., Яковлев Г.В. Пример структуры современных АСУ ТП // Конверсия в машиностроении. 2004. №1(62). С. 33—37.
26. Бродский Б.Е., Дарховский Б.С. Проблемы и методы вероятностной диагностики // Автоматика и телемеханика. 1999. № 8. С. 3—50.
27. Игнатьев М.Б., Мироновский Л.А., Юдович B.C. Контроль и диагностика робототехнических систем. Л.: ЛИАП, 1985.
28. Соболев А.В., Тутнов И.А., Украинцев В.Ф. Оценка показателей надежности персонала при длительной эксплуатации энергоблока атомной станции // Известия вузов. Серия «Ядерная энергетика». 2020. № 1. С. 5—14.
29. Родионов В.Я., Козлов В.В., Тутнов И.А. Система качества в ядерном приборостроении // Ядерные измерительно-информационные технологии. 2007. № 2(22). С. 3—16.
30. Северцев Н.А., Юрков Н.К. Безопасность динамических систем на этапах жизненного цикла. Пенза: Изд-во ПГУ, 2023.
31. Евстифеев А.А. Аналитическое моделирование безопасности и отказоустойчивости сложных технических систем. М.: НИЯУ «МИФИ», 2010.
32. Сафронова Н.Н. Основные научно-методологические подходы к разработке механизмов управления выводом блоков АЭС из эксплуатации // Прикладная физика и математика. 2019. № 2. С. 28—34.
33. Цебаковская Н.С. и др. Лучшие зарубежные практики вывода из эксплуатации ядерных установок и реабилитации загрязненных территорий. Т. 1. М.: Комтехпринт, 2017.
34. Асмолов В.Г., Ипатов П.Л. Научно-техническая поддержка вывода из эксплуатации // РЭА. 2021. № 06. С. 10—15.
35. Магер В.Е. Управление качеством. М.: ИНФРА-М, 2020.
36. Барзов А.А. и др. Модель прогнозирования ресурсных параметров изделий путем мезодиагностирования их функциональной поврежденности при эксплуатации // Надежность и качество сложных систем. 2025. № 1. С. 109—116.
37. Перевертов В.П., Кузин Н.А. К вопросу безопасности движения транспортно-технологических систем и надежности технических средств // Надежность и качество сложных систем. 2024. № 2. С. 126—133.
---
Для цитирования: Берестов А.В., Григорьев А.С., Макарова Л.Е., Сарычев Г.А., Сафронова Н.Н., Тутнов И.А. Особенности обоснования технических решений по применению робототехнических комплексов для опасных работ в период вывода энергоблока атомной электростанции из эксплуатации // Вестник МЭИ. 2026. № 4. С. 126—136. DOI: 10.24160/1993-6982-2026-4-126-136
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Bylkin B.K., Engovatov I.A. Vyvod iz Ekspluatatsii Reaktornyh Ustanovok. M.: MGSU, 2014. (in Russian).
2. Yusupov A.N. i dr. Obespechenie Radiatsionnoy Bezopasnosti pri Provedenii Rabot po Demontazhu, Transportirovaniyu, Razmeshcheniyu na Dolgovremennoe Hranenie Tsentral'noy Zony Issledovatel'skoy Yadernoy Ustanovki SM-3. Izvestiya Vuzov. Seriya «Yadernaya Energetika». 2023;4:95—110. (in Russian).
3. Semchenkov Yu.M. i dr. Osobennosti Opyta Organizatsii i Vypolneniya Rabot po Vyvodu iz Ekspluatatsii Blokov AES za Rubezhom: Analiz, Vyvody i Rekomendatsii. Voprosy Atomnoy Nauki i Tekhniki. Seriya «Fizika Yadernyh Reaktorov». 2022;5:124—136. (in Russian).
4. Kozlov A.V. Deystvie Neytronnogo Oblucheniya na Metally pri Razlichnyh Temperaturah i Vozmozhnost' Samoorganizatsii Protekayushchih pri Etom Protsessov. Fizika Elementarnyh Chastits i Atomnogo Yadra. 2006;37(4):1109—1150. (in Russian).
5. Safronova N.N. Polozheniya i Printsipy Kontseptsii Industrial'nogo Vyvoda iz Ekspluatatsii Energoblokov AES. Promyshlennaya Energetika. 2024;9:43—52. (in Russian).
6. Korneev I.I. i dr. Metodika Vybora Varianta Demontazha i Obrashcheniya s Aktivirovannymi Elementami Reaktornoy Ustanovki pri Vyvode iz Ekspluatatsii Blokov AS s VVER. Atomnaya Energiya. 2021;130(6):344—351. (in Russian).
7. Baydarov D.Yu. i dr. Informatsionnoe Obespechenie Spetsialistov po Vyvodu iz Ekspluatatsii Atomnyh Elektricheskih Stantsiy. Vestnik MEI. 2025;6:134—145. (in Russian).
8. Safronova N.N. Primenenie «Tsifrovyh Dvoynikov» Ob'ektov i Protsessov v Reshenii Zadach po Vyvodu iz Ekspluatatsii AES. Yadernaya i Radiatsionnaya Bezopasnost'. 2025;4(118):5—17. (in Russian).
9. Natsional'nyy Proekt «Ekologicheskoe Blagopoluchie» [Elektron. Resurs] http://government.ru/rugovclassifier/919/about/ (Data Obrashcheniya 16.02.2026). (in Russian).
10. Barzov A.A., Sysoev N.N. Fiziko-tekhnologicheskaya Innovatika. M.: MGU im. M.V. Lomonosova. 2020. (in Russian).
11. Mushik E., Myuller P. Metody Prinyatiya Tekhnicheskih Resheniy. M.: Mir, 1990. (in Russian).
12. Proskuryakov K.N. Yadernye Energeticheskie Ustanovki. M.: Izdat. Dom MEI, 2015. (in Russian).
13. Kropachev Yu.A., Tashlykov O.L., Shcheklein S.E. Optimizatsiya Radiatsionnoy Zashchity na Etape Vyvoda Energoblokov AES iz Ekspluatatsii. Izvestiya Vuzov. Seriya «Yadernaya Energetika». 2019;1:119—130. (in Russian).
14. Ershov G.A., Semerikov V.N., Semerikov N.V. Chemu Verit'? O Sisteme Standartov «Nadezhnost' v Tekhnike». Standarty i Kachestvo. 2018;8:14—19. (in Russian).
15. Nadezhnost' Sistem Energetiki. M.: IATS «Energiya», 2007. (in Russian).
16. Yurkov N.K. i dr. Metody Povysheniya Tochnosti Prognozirovaniya Pokazateley Nadezhnosti Naukoemkih Slozhnyh Elektronnyh Sistem. Sovremennye Informatsionnye Tekhnologii. 2014;19:183—187. (in Russian).
17. GOST R 27.102—2021. Nadezhnost' v Tekhnike. Nadezhnost' Ob'ekta. Terminy i Opredeleniya. (in Russian).
18. Kozlov A.V., Portnykh I.A., Skryabin L.A., Kinev E.A. Temperature Effect on Characteristics of Void Population Formed in Austenitic Steel under Neutron Irradiation up to High Damage Doze. J. Nuclear Materials. 2002;307—311;2:956—960.
19. Kozlov A.V. i dr. Obrazovanie i Evolyutsiya Radiatsionnyh Klasterov v GTSK-metallah pri Nizkotemperaturnom Neytronnom Obluchenii do Malyh Povrezhdayushchih Doz. Fizika i Himiya Obrabotki Materialov. 2006;1:9—17. (in Russian).
20. Faykov D.Yu., Baydarov D.Yu. Otsenka Vozmozhnostey i Perspektiv Diversifikatsii Deyatel'nosti Gosudarstvennyh Korporatsiy v Ramkah Sovremennyh Organizatsionno-tekhnologicheskih Tendentsiy (na Primere Atomnoy Otrasli). MIR (Modernizatsiya. Innovatsii. Razvitie). 2020;11(2):179—195. (in Russian).
21. Vasil'eva S.V. i dr. Upravlenie Riskami Energeticheskih Yadernyh Ob'ektov Toplivno-energeticheskogo Kompleksa na Osnove Izmeritel'noy Diagnostiki Ih Tekhnicheskogo Sostoyaniya. Nadezhnost' i Kachestvo Slozhnyh Sistem. 2021;1(33):114—122. (in Russian).
22. Hamaza A.A. Risk-orientirovannyy Podhod v Reguliruyushchey Deyatel'nosti v Oblasti Yadernoy i Radiatsionnoy Bezopasnosti. Radiatsiya i Risk. 2015;24(4):87—97. (in Russian).
23. Tutnov I.A. Informatsionno-upravlyayushchie Sistemy dlya Tekhnicheskogo Diagnostirovaniya Ob'ektov Ispol'zovaniya Atomnoy Energii. M.: RADEKON, 2003. (in Russian).
24. Safronova N.N. i dr. Spetsializirovannye Robototekhnicheskie Tekhnologii po Obrashcheniyu s Vysokoaktivnymi Radioaktivnymi Othodami i Oborudovaniem pri Vyvode iz Ekspluatatsii Ob'ektov Ispol'zovaniya Atomnoy Energii. Atomnaya Energiya. 2025;139(4):242—248. (in Russian).
25. Volodenkov A.Ya., Gnedenko V.G., Yakovlev G.V. Primer Struktury Sovremennyh ASU TP. Konversiya v Mashinostroenii. 2004;1(62):33—37. (in Russian).
26. Brodskiy B.E., Darhovskiy B.S. Problemy i Metody Veroyatnostnoy Diagnostiki. Avtomatika i Telemekhanika. 1999;8:3—50. (in Russian).
27. Ignat'ev M.B., Mironovskiy L.A., Yudovich B.C. Kontrol' i Diagnostika Robototekhnicheskih Sistem. L.: LIAP, 1985. (in Russian).
28. Sobolev A.V., Tutnov I.A., Ukraintsev V.F. Otsenka Pokazateley Nadezhnosti Personala pri Dlitel'noy Ekspluatatsii Energobloka Atomnoy Stantsii. Izvestiya Vuzov. Seriya «Yadernaya Energetika». 2020;1:5—14. (in Russian).
29. Rodionov V.Ya., Kozlov V.V., Tutnov I.A. Sistema Kachestva v Yadernom Priborostroenii. Yadernye Izmeritel'no-informatsionnye Tekhnologii. 2007;2(22):3—16. (in Russian).
30. Severtsev N.A., Yurkov N.K. Bezopasnost' Dinamicheskih Sistem na Etapah Zhiznennogo Tsikla. Penza: Izd-vo PGU, 2023. (in Russian).
31. Evstifeev A.A. Analiticheskoe Modelirovanie Bezopasnosti i Otkazoustoychivosti Slozhnyh Tekhnicheskih Sistem. M.: NIYAU «MIFI», 2010. (in Russian).
32. Safronova N.N. Osnovnye Nauchno-metodologicheskie Podhody k Razrabotke Mekhanizmov Upravleniya Vyvodom Blokov AES iz Ekspluatatsii. Prikladnaya Fizika i Matematika. 2019;2:28—34. (in Russian).
33. Tsebakovskaya N.S. i dr. Luchshie Zarubezhnye Praktiki Vyvoda iz Ekspluatatsii Yadernyh Ustanovok i Reabilitatsii Zagryaznennyh Territoriy. T. 1. M.: Komtekhprint, 2017. (in Russian).
34. Asmolov V.G., Ipatov P.L. Nauchno-tekhnicheskaya Podderzhka Vyvoda iz Ekspluatatsii. REA. 2021;06:10—15. (in Russian).
35. Mager V.E. Upravlenie Kachestvom. M.: INFRA-M, 2020. (in Russian).
36. Barzov A.A. i dr. Model' Prognozirovaniya Resursnyh Parametrov Izdeliy Putem Mezodiagnostirovaniya Ih Funktsional'noy Povrezhdennosti pri Ekspluatatsii. Nadezhnost' i Kachestvo Slozhnyh Sistem. 2025;1:109—116. (in Russian).
37. Perevertov V.P., Kuzin N.A. K Voprosu Bezopasnosti Dvizheniya Transportno-tekhnologicheskih Sistem i Nadezhnosti Tekhnicheskih Sredstv. Nadezhnost' i Kachestvo Slozhnyh Sistem. 2024;2:126—133. (in Russian)
---
For citation: Berestov A.V., Grigoriev A.S., Makarova L.E., Sarychev G.A., Safronova N.N., Tutnov I.A. On Substantiating Technical Solutions for Applying Robotic Systems to Perform Hazardous Work During NPP Unit Decommissioning. Bulletin of MPEI. 2026;4:126—136. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2026-4-126-136
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
