Для воплощения идей современных атомщиков необходимы прочные и эффективные материалы, из которых можно создавать детали сложных форм с помощью аддитивных технологий.
Новые материалы и аддитивные технологии – востребованные направления не только в атомной промышленности, но в других сферах, например, медицине и производстве. Для развития этих технологий нужны высококвалифицированные кадры. Именно таких экспертов готовит Росатом.
Новые материалы и аддитивные технологии
Для создания реакторов нового типа атомной отрасли нужны новые материалы, которые будут прочнее и эффективнее существующих. Такие материалы должны выдерживать высокие температуры и давление, а также большие нагрузки, чтобы обеспечить безопасность эксплуатации. Характеристики таких материалов делают их востребованными не только в атомной отрасли, но и в других сферах промышленности. Чтобы создать такие соединения, необходимо понимать поведение веществ на всех уровнях: от молекулярного до готового изделия. Этим занимаются специалисты по разработке новых материалов.
При работе с новыми материалами сегодня незаменимы аддитивные технологии – речь про 3D-печать. Она позволяет быстро создавать прототипы и детали сложных форм, задействуя меньше материала. Для повышения эффективности процесса используется сложное моделирование, машинное обучение и элементы искусственного интеллекта.
В общем, без новых материалов, аддитивных технологий и сопутствующих технологических сфер сложно представить дальнейшее развитие не только атомной промышленности, но и других областей. Ученые рассматривают возможность использования керамических материалов, которые разрабатываются для оболочек топливных элементов атомных реакторов, в камерах сгорания, ракетных турбинах и различной технике, где температура выше 1500 градусов Цельсия.
Аддитивные технологии крайне востребованы и в медицине. С их помощью можно создавать имплантаты точно под конкретного пациента. Так хирурги получают возможность проводить гораздо более сложные операции, а пациенты быстрее возвращаются к полноценной жизни.
Для технологического развития нашей страны в этих направлениях важно уделять внимание качественной подготовке специалистов. С этой целью в 2024 году Росатом запустил новую научную школу для молодых ученых Госкорпорации. Программа называется «Новые материалы и технологии для перспективных энергетических систем».
«Новая научная школа, которую мы запустили, предполагает обучение сотрудников Росатома по основным направлениям комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ» (КП РТТН). Для реализации инновационных проектов и перспективных разработок необходимы подготовленные кадры. Первый модуль обучения целиком посвящен новым материалам и аддитивным технологиям. Без создания таких инновационных материалов и изделий из них сегодня сложно представить развитие атомной промышленности и смежных отраслей. Именно поэтому важно уделять внимание качественной подготовке специалистов, обладающих самыми передовыми навыками в этих направлениях»,
– отметил научный руководитель федерального проекта «Разработка новых материалов и технологий для перспективных энергетических систем» КП РТТН, первый заместитель генерального директора научного дивизиона Госкорпорации «Росатом» Алексей Дуб.
Эксперты, представители институтов и промышленных предприятий рассказали участникам школы об основных принципах аддитивных технологий, используемом оборудовании, применении машинного обучения и элементов искусственного интеллекта, моделированию 3D-печати и инжиниринге имплантатов. В дальнейшем участники школы глубже погрузятся в задачи и перспективы жидкосолевых реакторных технологий. Многие из них уже во время обучения становятся руководителями НИОКР-проектов.
Комплексная программа развития
Направления, по которым ведется обучение в новой школе, входят в комплексную программу «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ» (РТТН), разработанную Росатомом совместно с Курчатовским институтом, Российской академией наук и Министерством науки и высшего образования РФ. Это «дорожная карта» для технического перевооружения страны: разработки передовых технологий и материалов, строительства комплексов и объектов инфраструктуры в области атомной энергетики и управления реакциями термоядерного синтеза. Программа реализуется с 2020 года.
В 2023 году организации, входящие в Росатом, выполнили более 80 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в рамках программы РТТН. Это проекты по созданию материалов для двухкомпонентной энергетики, исследованию материалов и технологий с широким спектром применения и изучению послойных аддитивных технологий и многое другое.
Высокая востребованность
В прошлом году в рамках программы РТТН, ученые Росатома создали два 3D-принтера для печати изделий из керамических и полимерных композиционных материалов, необходимых в атомной энергетике. С их помощью можно создавать геометрически сложные изделия с высокой термостойкостью и способностью долговечной работы в агрессивных средах.
Еще одна разработка ученых – первая отечественная установка электронно-лучевой аддитивной наплавки для изготовления крупногабаритных изделий из тугоплавких сплавов. Такие изделия используются в реакторных установках.
Также ученые получили новые дисперсно-упрочненные оксидами стали и сплавы для оболочек ядерного топлива и пятиметровые образцы карбидо-кремниевых волокон для топливных сборок.
Разработок очень много, поэтому спрос на специалистов по новым материалам и аддитивным технологиям будет только расти. Высококвалифицированные кадры помогут реализовать еще больше прорывных проектов.
Проект «Научные школы «Росатома» для обучения молодых экспертов существует с 2019 года. Обучение проводится по четырем направлениям: радиационное материаловедение, радиохимические проблемы технологий замкнутого ядерного топливного цикла, новые материалы и технологии для перспективных энергетических систем, радиохимические технологии.
Присоединяйтесь к команде научного блока Росатома, актуальные вакансии – на Карьерном портале.
Подписывайтесь на канал и следите за новостями российской науки!
