Над чем сейчас работают материаловеды атомной отрасли, каких результатов они уже добились и когда эксперименты заменят цифровым моделированием? Обо всем этом рассказал в интервью «Стране Росатом» Алексей Дуб — первый заместитель гендиректора АО «Наука и инновации», научный руководитель федерального проекта по новым материалам и технологиям комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ» (РТТН).
Научный драйв
— Прежде чем перейти к вопросам, хочу поразить вас цифрами: в 2019–2023 годы запущены 139 научных проектов по материалам и технологиям, а заявок было подано более 500. Сорок проектов реализуются в рамках РТТН, остальные — в рамках единого отраслевого тематического плана, ЕОТП.
— Как решается, куда войдет проект?
— РТТН больше нацелена на перспективу, туда мы определили в основном проекты завтрашнего и послезавтрашнего дня — с возможностью промышленной реализации после 2025 года. В ЕОТП попадают прикладные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, результаты которых нужны нашим дивизионам в ближайшую пару лет.
— Почему появление этих программ активизировало отраслевое материаловедение? Дело только в деньгах?
— Когда формировались программы, мы интенсифицировали контакты ученых из разных областей. И из этого общения родилась синергия, такой научный драйв, которым заразились все. Возьмем проект жидкосолевого реактора, ЖСР. Пока мы не начали его вместе обсуждать — и исследователи, и конструкторы, и будущая эксплуатирующая организация, — казалось, что просто невозможно быстро создать эффективный материал для активной зоны: расплав солей проедает все известные сплавы. А сейчас у нас уже три — пять хороших вариантов. Вот этот драйв, наложенный на компетенции, позволяет серьезно продвинуться.
Проекты и люди
— По каким основным направлениям работают отраслевые материаловеды?
— Прежде всего отрасли нужны материалы для атомной энергетики. Быстрые реакторы и установки типа ВВЭР эволюционируют, развиваются инновационные проекты — тот же жидкосолевой реактор. Необходимы конструкционные материалы для новых активных зон. Имеем в виду и смежные области. Так, атомное машиностроение плотно сотрудничает с судостроителями. Поэтому, например, разрабатывая высокопрочную аустенитную нержавеющую сталь, держим в уме, что изделия из нее, более тонкие и легкие, помогут судостроителям увеличить полезную нагрузку судна.
Очень важный раздел этого направления — методики ускоренных испытаний. Новый материал для атомной энергетики нельзя просто взять и вписать в конструкторскую документацию на основании лабораторных исследований. Он должен пройти длинный цикл тестов, обосновывающих безопасность и эффективность. Время реакторных испытаний мы сократить не можем. Но можем разработать методики, которые позволят смоделировать, экспериментально проверить и отобрать из множества вариантов оптимальные, или, как мы их называем, кандидатные материалы и проводить полноценные реакторные эксперименты только с ними.
Следующее направление — жаропрочные и тугоплавкие материалы. Они становятся все более востребованными по мере роста энергонапряженности установок. Предприятия «Росатома» добывают редкие и редкоземельные металлы, они нужны в электронике, химической и атомной промышленности, в оптике. Многие из этих металлов тугоплавкие и требуют особых технологий, и мы развиваем комплекс работ: от добычи сырья до изготовления уникальных и по свойствам, и по форме изделий.
Относительно новое направление в «Росатоме» — аддитивные технологии. Для отрасли выпускается довольно много штучных изделий. 3D-печать может упростить и удешевить их производство. Например, для космического реактора нам понадобятся плиты из молибдена размером метр на метр и толщиной порядка 100 мм. Получить такую плиту по классической технологии почти невозможно: нужна просто огромная печь. Мы сделали принтер, на котором можно печатать такие изделия.
— Сколько ученых нужно для всех этих проектов?
— В кооперации участвуют 25 организаций «Росатома», около двух десятков университетов, 10 академических институтов и другие организации — всего более сотни.
— Не жалко делиться финансированием с внеотраслевыми организациями?
— Вопрос же не в жадности, а в эффективности. Нам важно получить результат. Случайных людей в соисполнители мы не брали — только тех, с кем давно и успешно сотрудничаем. Вот простой пример: в рамках нашего федерального проекта идет разработка технологий, оборудования и материалов для синтеза сверхтяжелых элементов. Курирует ее в отрасли РФЯЦ-ВНИИЭФ (Российский федеральный ядерный центр «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики». — «СР»). Но мы же понимаем, что потребитель этих разработок — Объединенный институт ядерных исследований в Дубне. Ну и как же нам без него?
Про весомые результаты в федеральном проекте «Новые материалы и технологии», сертификацию изготовленного аддитивным методом оборудования для атомных станций, использовании цифровых решений в материаловедении, читайте в полной версии интервью в «Стране Росатом».
***
Подписывайтесь на канал и следите за новостями науки.