Не так уж много в России научных организаций — ровесников отечественной атомной науки. Один из них — Научный институт «Росатома» в Подольске, который в этом году празднует 80-летие!
Опытная установка, или Почтовый ящик №12
Зарождающаяся атомная энергетика потребовала мобилизации всех отраслей науки и промышленности: от теоретических вычислений до наращивания добычи. Одним из направлений стали редкие элементы, которые были нужны для лабораторных исследований, создания ядерного топлива и укрепления материалов в конструкциях реакторов.
Поэтому в конце мая 1946 года министр цветной металлургии, «отец алюминиевой индустрии России» Петр Ломако подписал указ о создании в Подольске Опытной установки. Это новое предприятие в составе московского института, занимавшегося редкими металлами, занялось разработкой технологий промышленного производства топливных материалов и редких элементов: тория, бериллия, циркония, индия, галлия, иттрия и других металлов.
Ранние лабораторные наработки московского института тут превратились в небольшие, но полноценные цеха по 30-100 человек. Научный «городок» в Подольске работал быстро и эффективно: любое нестандартное оборудование, придуманное учеными, тут же проектировали в конструкторском бюро и сразу изготавливали в экспериментально-механическом цехе. В кратчайшие сроки появлялись новые технологии. Как только какая-нибудь из них переходила из статуса экспериментальной в статус промышленной, соответствующий цех сразу разрастался.
Работники предприятия быстро стали признанными специалистами по редким металлам. На исходе первого десятилетия работы перед ними поставили новую масштабную задачу — разработку технологии производства тепловыделяющих элементов.
Тепловыделяющие элементы (твэлы) — специальные конструкции с ядерным топливом внутри, которыми загружается активная зона реактора. Как правило, это герметичные металлические трубки, заполненные спеченными топливными таблетками. «Пучок» из твэлов называют тепловыделяющей сборкой (ТВС).
Ядерное топливо, двигатели и переработка
Первые в стране тепловыделяющие сборки были созданы для Обнинской АЭС, запущенной в 1954 году. Реакторные технологии быстро развивались, поэтому для экспериментальных и критических установок нужны были твэлы совершенного другого уровня — этой задачей занялось Подольское предприятие. Вскоре его переименовали в Научно-исследовательский институт тепловыделяющих элементов (НИИТВЭЛ).
Первым достижением в этой области стала технология уран-бериллиевых сердечников. Дальше институт начал заниматься высокотемпературными материалами для оболочек твэлов и высокотемпературными твэлами на основе карбидов и графита для специальных реакторных установок и термопреобразователей.
На базе этой работы появилось еще одно направление — создание твэлов и твс для ядерного ракетного двигателя и космических энергетических установок. Одновременно ученые продолжали разрабатывать технологии получения редкоземельных элементов в виде окислов и металлов для атомной науки.
В последующие десятилетия институт продолжал расширяться и меняться. Появились новые направления — металлических зеркал, переработкиневостребованных ядерных материалов и оборудования для атомной отрасли.
От твэлов до зеркал и датчиков
Сегодня Научный институт «Росатома» в Подольске продолжает заниматься направлениями, которые входят в число сложнейших с технологической точки зрения во всей атомной отрасли.
Институт разрабатывает высокоплотное и керамическое ядерное топливо, а также топливо для перспективных реакторных установок, в том числе высокотемпературного газоохлаждаемого ядерного реактора и водо-водяного реактора со сверхкритическим давлением. Одним из важных направлений остается переработка необлученных ядерных материалов с целью «добыть» из них все полезные элементы и «вернуть» их в топливный цикл.
Для атомных предприятий и ядерных установок институт создает контрольно-измерительные приборы: термометры сопротивления, термопары и другие. Также специалисты занимаются электровакуумными приборами, источниками рентгеновского излучения и лазерной оптикой.
Институт не забывает свои истоки и продолжает работать со сложными материалами. Ведутся работы по созданию монокристаллических тугоплавких металлов и сплавов, керамики, лейкосапфиров (для линз, лазеров и микроэлектроники), реакционно-спеченного карбида кремния и газофазного вольфрама.
Еще одно яркое направление — нанесение функциональных оптических покрытий. В частности, специалисты разрабатывают технологию нанесения покрытий высокой лучевой прочности на оптику и зеркала телескопов. Уже успешно отработали нанесение рабочего покрытия для зеркала будущей космической обсерватории «Спектр-УФ» (запуск запланирован на 2031 год).
Подписывайтесь на наш канал и следите за новостями российской науки!
Присоединяйтесь к команде научного блока «Росатома», актуальные вакансии – на карьерном портале.