Регистрация / Вход
мобильная версия
ВОЙНА и МИР

 Сюжет дня

Эрдоган распорядился выдворить из Турции послов десяти стран
Британия отложила войну с Россией: первая на очереди — Франция
Владимир Путин выступил на Валдайском форуме
Главная страница » Репортажи » Просмотр
Версия для печати
Российские атомщики взялись доказать, что вечный двигатель существует
24.09.21 08:33 В России
В самом первом выпуске "Наука и технологии" (март 2016 года) мы опубликовали статью известного журналиста, писателя и автора "Российской газеты" Владимира Губарева по итогам его поездки на красноярский ГХК.

Предваряя рассказ об увиденном в Железногорске, многоопытный коллега признался, что стал свидетелем перемен поистине выдающихся. Такие сюжеты, по его словам, "встречаются настолько редко, что каждый из них запоминается на всю жизнь".

Сегодня под тем же заголовком "Круговорот урана и плутония" мы представляем перемены и рассказываем о событиях не менее значимых в другом известном атомграде - ЗАТО Северск Томской области.

Этим летом на площадке Сибирского химкомбината (предприятие Топливной компании ТВЭЛ) был залит бетон в основание инновационного реактора БРЕСТ-ОД-300, который строится в рамках проекта "Прорыв" и станет ключевым звеном опытно-демонстрационного энергокомплекса (ОДЭК). Как отметил тогда же генеральный директор "Росатома" Алексей Лихачев, к этому историческому событию-повороту наука и практика двигались 60 лет.

Ведь идеи о замыкании ядерного топливного цикла были высказаны советским физиком Александром Лейпунским и поддержаны академиком Курчатовым вскоре после ввода в строй первой атомной электростанции в Обнинске. Президент НИЦ "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук не без оснований сравнил начало строительства демонстрационного комплекса на СХК с началом в России Атомного проекта 2.0, ориентированного уже исключительно на развитие мирной атомной энергетики и на цели устойчивого развития.

А в подтверждение этого из Северска идут другие важные сообщения. Рядом со строящимся реактором БРЕСТ в модуле фабрикации-рефабрикации ядерного топлива завершен монтаж одного из участков технологической линии изготовления топливных таблеток. Это будет так называемое СНУП-топливо (смешанное нитридное уран-плутониевое), которое разработано специально для реактора БРЕСТ-ОД-300.

Вместе с этим реактором (энергоблоком) в состав Опытно-демонстрационного энергокомплекса на СХК войдут модуль фабрикации-рефабрикации и модуль по переработке облученного топлива. Впервые в мировой практике на одной площадке будут построены АЭС с реактором на быстрых нейтронах и пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл. Облученное топливо после переработки будет направляться на рефабрикацию - повторное изготовление свежего топлива, причем многократно. В итоге такая система призвана стать практически автономной и независимой от внешних поставок энергоресурсов.

Комментарии из первых уст

Уильям МЭГВУД, генеральный директор Агентства по ядерной энергии при Организации экономического сотрудничества и развития, Австрия:

- Если мы хотим добиться процветания атомной отрасли, нужно внедрять инновации, и этот проект - инновации в деле. Вы задали очень высокую планку для своих коллег со всего мира. Мы надеемся, что последуем за вами.

Профессор Шон Ги Ри, конгрессмен, экс-глава Министерства образования, науки и техники Республики Корея:

- Это один из самых многообещающих проектов в области атомной энергетики, которые реализуются сегодня в мире. Он положит начало новой эре в истории человечества в целом и ядерной энергетики в частности. Самым важным фактором для ядерной энергетики является безопасность. Второй фактор - это конкурентоспособность. А третий фактор - это поставки сырья и программа по ядерным отходам. И этот проект сможет ответить на все эти вызовы.

Алессандро Алемберти, ученый-ядерщик, эксперт в области быстрых реакторов, Италия:

- Этот проект - воплощение в жизнь технологии замыкания ядерного топливного цикла, которая была мечтой наших предшественников. Он действительно может подтолкнуть нас к началу новой эры в области ядерных технологий. И мы открыты к этому яркому будущему, в котором ядерная энергия будет мирно использоваться на всей планете.

 
24.09.21 08:33
Научная база атомной отрасли РФ остается предметом особой гордости

В европейском центре ядерных исследований (CERN) в 2020 году начались, а теперь успешно завершились приемочные испытания ниобий-оловянных сверхпроводников.

Уникальные материалы созданы в России и нужны для изучения процессов, что происходили в момент образования Вселенной. В том же ряду - разработка топлива для экспериментального жидко-солевого реактора, создание новых топливных композиций для реакторов АЭС и перспективных атомных ледоколов, очистка термоядерной плазмы от трития и ядерные "батарейки" для космоса.

Все это и многое другое вышло и продолжает выходить из стен вечно молодой "девятки", как много лет называли для краткости НИИ-9, а ныне - входящий в топливную компанию ТВЭЛ Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара.

В свое время на этот научный коллектив было возложено решение задач по технологии и материаловедению всего комплекса урановой проблемы: от изучения месторождений и методов геолого-разведочных работ до получения металлического урана, выделения из него после облучения плутония, получения металлического плутония, создание сплавов и технологий для изготовления компонентов ядерного оружия.

В 1946 году к работе института в качестве научного консультанта был привлечен один из ближайших сподвижников Игоря Курчатова - создатель отечественной школы материаловедения академик Андрей Анатольевич Бочвар. В 1953 году он стал директором НИИ-9 и проработал на этом посту более 30 лет. Под руководством академика Бочвара институт стал, по существу, технологическим и материаловедческим центром атомной отрасли. Здесь велась разработка тепловыделяющих элементов для первой в мире атомной электростанции, которую пустили в 1954 году в Обнинске. Без топлива, разработанного в "девятке", был бы невозможен наш атомный флот, в том числе ледокольный.

Здесь же были разработаны изотопные термоэлектрогенераторы для энергоснабжения аппаратов "Луноход-1" и "Луноход-2", а затем - радиоизотопные источники для аппаратов "Венера" и "Вега".

А ныне тут решают другие приоритетные задачи.

Наиболее заметные и перспективные разработки ВНИИНМ имени академика А.А. Бочвара представляет и комментирует его нынешний генеральный директор Леонид КАРПЮК.

Леонид Александрович, научная база нашей атомной отрасли была и остается предметом ее особой гордости. А "Росатом" не без оснований называют корпорацией знаний. Как в эту систему встроен ВНИИНМ и на что сегодня нацелен?

Леонид Карпюк: Мы входим в число стержневых институтов "Росатома", работая на развитие не только отечественной, но и, без преувеличения, мировой атомной энергетики. Например, за рекордно короткие сроки сотрудники института реализовали проект создания так называемого толерантного ядерного топлива. ВНИИНМ - один из основных разработчиков конструкционных материалов, топлива и технологий обращения с ОЯТ и радиоактивными отходами в рамках отраслевого проекта "Прорыв". А сам этот проект нацелен на достижение нового качества ядерной энергетики, разработку, создание и промышленную реализацию замкнутого ядерного топливного цикла на базе энергетических реакторов на быстрых нейтронах.

Замкнутый ядерный топливный цикл называют философским камнем энергетики. На чем сосредоточены усилия вашего коллектива в таких поисках и чего удалось добиться?

Леонид Карпюк: Тут речь прежде всего о технологиях создания так называемого смешанного нитридного уран-плутониевого (СНУП) и смешанного оксидного уран-плутониевого (МОКС) топлива, которые позволяют существенно снизить потребность в уране. Промышленное МОКС-топливо уже применяется в реакторе БН-800 на Белоярской АЭС, а на СНУП-топливе будет работать реактор БРЕСТ, который начали строить в Северске под Томском.

Что касается других "топливных" направлений, то в прошлом году наши сотрудники приступили к разработке топлива для российского экспериментального жидко-солевого реактора, который намечено построить в Красноярском крае, на площадке Горно-химического комбината в ЗАТО Железногорск. Эта установка понадобится для отработки технологий обезвреживания самых опасных радиоактивных веществ, которые остаются после переработки отработавшего ядерного топлива.

Но только сказанным наши исследования и разработки не ограничиваются. Вместе с коллегами из другого института "Росатома" ТРИНИТИ создали базовую версию технологического тритиевого цикла для экспериментальной установки - модифицированного токамака с сильным полем.

Насколько это важно?

Леонид Карпюк: Очень важно. Технологический тритиевый цикл - это одна из критически важных систем инфраструктуры термоядерного реактора. Дело в том, что применение в нем дейтерий-дейтерий топливных смесей приводит к наработке трития. Поэтому необходимо очищать отработанную термоядерную плазму от трития, чтобы установка работала. Вот эту задачу как раз мы и помогли решить.

Наконец, не могу не сказать, что во ВНИИНМ сейчас разрабатывается элементная база ядерной энергетической установки новейшего атомного ледокола "Лидер". В результате будет возможно обеспечить повышенные ресурсные характеристики активной зоны корабля. Кроме того, у нас разрабатывается новое надежное топливо для малых АЭС, благодаря чему такие установки смогут вырабатывать энергию до 30 лет без перегрузки активной зоны.

Сейчас у специалистов на слуху достижения ВНИИНМ в области сверхпроводников...

Леонид Карпюк: Это, не скрою, предмет нашей особой гордости в неядерной сфере - разработка конструкций и промышленных технологий изготовления композиционных сверхпроводящих материалов для разных научных установок класса mega-science. По нашим технологиям их производят на Чепецком механическом заводе в Удмуртии.

В нынешнем году в Европейской организации по ядерным исследованиям успешно завершены приемочные испытания российских ниобий-оловянных сверхпроводников. Ожидаемый и важный результат получен в институте по уникальному сверхпроводящему ниобий-титановому проводу. Эта работа шла в рамках международного научного проекта, а ее особенность в том, что для реализации концепции магнита-детектора специалисты ВНИИНМ предложили технологию сверхпроводящего провода, не имеющую аналогов в мире. Его токонесущая способность существенно превышает критический ток сверхпроводниковых элементов в Большом адронном коллайдере.

Это примеры использования сверхпроводников для фундаментальных исследований. Но ведь они востребованы и все шире применяются в других областях...

Леонид Карпюк: Спектр их применения велик и продолжает расширяться - от магнитных систем термоядерного синтеза, плазменных двигателей и ускорителей частиц до крупной электротехники различного типа. Для отработки схем и технологий создания новых, перспективных сверхпроводников этой весной в нашем институте открылись два опытных участка. На одном, в лаборатории высокотемпературных сверхпроводников, будут идти электрофизические измерения при низких, так называемых криогенных температурах. Руководством ТВЭЛ перед нами поставлена приоритетная задача - создать технологию альтернативного способа нанесения покрытий высокотемпературного сверхпроводника для удешевления производства таких материалов.

Кроме того, наши специалисты разрабатывают новые типы керамических мишеней, которые применяются при производстве длинномерных высокотемпературных сверхпроводников методом так называемой лазерной абляции.

А вообще, в портфеле института свыше 600 новых разработок, на которых ВНИИНМ имеет права. В 2020 году мы направили 11 международных заявок по темам переработки отработавшего ядерного топлива, конструкционным и функциональным материалам. А число юридически оформленных оригинальных идей за тот же год возросло на четверть. И что самое важное: такие ноу-хау не под сукно ложатся, а идут в дело - активно используются в научно-исследовательских и конструкторских работах.

ВНИИНМ и космос

В "копилке" вашего института есть не только "земные" достижения...

Леонид Карпюк: Да, именно у нас были созданы "ядерные батарейки" - опытные образцы импортозамещающих источников питания на основе радиоактивного изотопа трития. Такой источник очень удобен для космической и авиационной техники. В нем энергия бета-излучения с помощью полупроводникового преобразователя превращается в электричество. Такие компактные и безопасные устройства нужны для подпитки маломощных электросистем, микроэлектромеханических схем, датчиков, измерительных приборов.

Тритий удобен для создания "батареек" - период полураспада 12 лет, а его бета-излучение очень мягкое, не разрушает структуру полупроводниковых материалов, что позволяет сохранять рабочие характеристики источника питания в течение 15 лет.

А космическая оранжерея как с вами связана?

Леонид Карпюк: Для проекта российской конвейерной оранжереи, чтобы можно было выращивать растения в космосе, мы разработали особые пористые титановые трубки - через них идет водоснабжение корневых модулей.

Задача была нетривиальная, ведь просто полить растения на орбите нельзя: струя превратится в капли, которые разлетятся в разные стороны. А если подавать воду через капиллярную структуру корневого модуля, жидкость медленно просочится сквозь поры и попадет точно к корням растений.

24.09.21 08:33
Реактор Белоярской АЭС загрузили МОКС-топливом на треть - На Белоярской АЭС творят историю

Пока о реакторе БН-800 на Белоярской АЭС так сказать нельзя: на этот день его активная зона только на треть заполнена тепловыделяющими сборками с уран-плутониевым МОКС-топливом.

Пробные 18 ТВС загрузили в в январе 2020-го. А в этом году добавили еще 160 серийных. Если не случится какого-то сбоя, "перейдем к активной зоне с полной загрузкой МОКС-топливом уже в 2022 году", обозначил ближайшие планы директор Белоярской АЭС Иван Сидоров.

А перед этим американский журнал POWER назвал загрузку серийного MOКС-топлива на Белоярской АЭС одним из главных событий 2020 года в мировой энергетике. В отличие от традиционного урана-235 сырьем для производства МОКС-топлива становятся оксид плутония, наработанный в энергетических реакторах, и оксид обедненного урана, который получают путем переработки вторичных "хвостов" обогатительного производства.

24.09.21 08:33
Вывод из эксплуатации ядерных объектов - зона ответственности ТВЭЛ

Совет по развитию и глобализации госкорпорации "Росатом" утвердил разработанную в Топливной компании ТВЭЛ продуктовую программу по выводу из эксплуатации ядерно- и радиационно-опасных объектов (ЯРОО) на период до 2041 года.

Общий объем инвестиций в рамках этой программы - более 15 млрд рублей, на ближайшие пять заложено более 7 миллиардов.

В рамках программы будет проведен ряд научно-технических исследований, открыт центр обучения и повышения квалификации персонала, разработаны цифровые решения и современные, в том числе робототезированные комплексы для безопасного вывода объектов и реабилитации территорий.

Напомним, что еще в 2019 году ТВЭЛ стал отраслевым интегратором по выводу из эксплуатации ЯРОО. И к этому дню реализовано в общей сложности 39 крупных проектов, включая пункты захоронения РАО и реабилитацию территорий, загрязненных в ходе производственной деятельности прошлых лет. Среди таких - первый в России опыт вывода из эксплуатации ядерной установки Химико-металлургического завода до состояния "зеленая лужайка" в Красноярске в 2010 году. А всего в рамках федеральных целевых программ по ядерной и радиационной безопасности 57 объектов были выведены из эксплуатации, еще 13 - подготовлены к предстоящему выводу.

Добавим, что на ключевых предприятиях компании и в ее научных центрах (СХК, АЭХК, московские ЦПТИ и ВНИИНМ) созданы центры компетенций по выводу объектов из эксплуатации. А с 2019 года под управлением ТВЭЛ находится немецкий ижиниринговый актив "Росатома" Nukem Technologies Engineering Services Gmbh c многолетним опытом и широкими компетенциями в области ядерных back-end технологий.

Вывод из эксплуатации объектов ядерного наследия до состояния "зеленая лужайка" позволяет снять все меры контроля с территории и перевести объекты в радиационно-безопасное состояние, отмечают в руководстве Топливной компании. А для содействия социально-экономическому развитию в регионах, где находятся предприятия "Росатома" и уже остановленные производства, реализуются целевые и комплексные программы поддержки образования, здравоохранения, создания комфортной среды проживания, программы спонсорской и благотворительной помощи.

Тем временем

Экономический совет Содружества независимых государств принял решение о придании российской Топливной компании ТВЭЛ статуса базовой организации стран СНГ по вопросам обращения с отработавшим ядерным топливом, радиоактивными отходами и вывода из эксплуатации ядерно и радиационно опасных объектов.

Деятельность ТВЭЛ в этом качестве предусматривает широкий спектр задач и координационных полномочий. А именно: систематизация накопленного опыта и научных знаний, выработка единых подходов, гармонизация нормативной базы, обучение и переподготовка персонала. И, конечно, непосредственное содействие в реализации проектов и программ вывода из эксплуатации ядерных объектов и реабилитации территорий, включая строительство и эксплуатацию пунктов хранения ядерных материалов.

24.09.21 08:33
Как российским атомщикам удается более полувека удерживать мировое лидерство в технологиях обогащения урана 

Метод обогащения урана времен СССР оказался свмым эффективным.

Премией правительства России в области науки и техники отмечена минувшей осенью группа конструкторов, инженеров и специалистов Топливной компании ТВЭЛ за разработку, освоение серийного выпуска и внедрение в промышленное производство по разделению изотопов урана газовой центрифуги поколения 9+.

А с начала нынешнего года на Электрохимическом заводе в Зеленогорске (Красноярский край) произведен монтаж, наладка и запуск трех производственных очередей с центрифугами новейшего образца. Всего в 2021-м планируется замена пяти секций, и такое технологическое перевооружение идет на ЭХЗ уже третий год…

Освоенный полвека назад в СССР промышленный метод газоцентрифужного получения урана для военных нужд и ядерной энергетики оказался самым эффективным. Он до сих пор обеспечивает нашей стране конкурентные преимущества на мировом рынке ядерного топлива и услуг по обогащению. На этом направлении научного и технологического прогресса мы с начала 1960-х годов уверенно солируем.

Сегодня - подходящий повод вернуться к истокам, напомнить, как все начиналось, и осмыслить, где мы сейчас.

Как она вертится

4 октября 1957 года в СССР запустили первый спутник - об этом с ликованием узнал весь мир. А о том, что всего через месяц, 4 ноября того же года, в местечке Верх-Нейвинск на среднем Урале была пущена первая очередь опытного завода, где обогащать уран стали методом центрифужного разделения изотопов, долго не могли пронюхать самые лучшие разведки мира. В 1958-м завод вышел на расчетный режим и показал, что при таком методе как минимум в 20 раз сокращается энергопотребление на единицу разделения и в два раза снижается себестоимость.

До этого и мы, и наши главные на тот момент конкуренты в США получали обогащенный уран на газодиффузионных установках, которыми оснащались первые обогатительные комбинаты. Метод основан на медленном проникновении атомов через пористую перегородку. Этот своеобразный фильтр позволяет отделять одни изотопы от других - в данном случае уран-235 от урана-238.

Поначалу метод газовой диффузии казался доступнее в реализации. Даже при том, что он требовал огромных затрат электроэнергии. Кроме общей дороговизны и низкого КПД он был не безопасен для работающих - главным образом, из-за высоких температур и шума в цехах. Плюс большие объемы химически активных смесей под давлением...

- То, что газоцентрифужный метод разделения лишен подобных недостатков, было известно с 1895 года, - раскрывали "подводные камни" в беседе со мной ветераны атомной отрасли на заводе "Точмаш" во Владимире. - Но попробуй возьми нужный слой из цилиндра, который с бешеной скоростью вращается в вакууме!

Другой проблемной стороной самых первых таких установок была их недолговечность. И хотя вращались они поначалу со скоростью "всего" 10 тысяч оборотов в минуту, не просто было совладать с огромной кинетической энергией ротора.

- Машины-то ваши разрушаются! - язвительно упрекнул разработчиков на одном из совещаний в Минсредмаше тогдашний начальник главка Александр Зверев, имевший звание генерала НКВД.

- А вы что хотели? Чтобы они еще и размножались?! - дерзко парировал руководивший в то время проектом заместитель главного конструктора Анатолий Сафронов.

По первоначальным расчетам, толщина наружных стенок корпуса центрифуги должна была быть 70 миллиметров - как танковая броня. Попробуй такую махину раскрути… Но методом проб и ошибок нашли компромиссное решение. Был создан специальный сплав - прочнее и легче стали.

Иголки с секретом

Корпуса современных газовых центрифуг, которые автору довелось увидеть и подержать в руках, никаких ассоциаций с танковой броней не вызывают: обычные с виду пустотелые цилиндры с отшлифованной до блеска внутренней поверхностью.

Издали их можно принять за обрезки труб с соединительными фланцами на концах. Длина - не больше метра, в диаметре - сантиметров двадцать. А на разделительных комбинатах Топливной компании ТВЭЛ из них собраны гигантские каскады длиной в сотни метров. Знаки на стенах и специальная разметка на окрашенном бетонном полу в технологических пролетах указывают, что здесь принято перемещаться на велосипеде. Правда, не быстрее 5-10 километров в час.

А внутри гудящих едва слышно центрифуг совсем другие скорости - ротор на игле с корундовым подпятником, "подвешенный" в магнитном поле, делает 1500 оборотов в секунду! В сравнении с первым изделием ВТ-3Ф 1960 года выпуска его разогнали почти в десять раз, а срок безостановочной работы увеличили с трех лет до тридцати.

Наверное, трудно найти другой пример, когда бы техника демонстрировала такую надежность при таких экстремальных параметрах.

- На комбинате в Новоуральске еще работают машины, которые мы поставили туда 30 лет назад, - говорили мне руководители центрифужного производства на заводе во Владимире, которое теперь перемещено в Ковров. Те владимирские центрифуги, предполагаю, были четвертого-пятого поколений, а сейчас, как было сказано вначале, серийно производится девятое "плюс".

С начала года три такие очереди уже пущены в работу на Электрохимическом заводе в городе Зеленогорск Красноярского края. До донца декабря планируют ввести еще две.

А в НПО "Центротех" уже давно в чертежах и цифровых моделях поколение Next...

- В конструкции наших центрифуг ничего сверхсложного нет. Все дело в отработке технологии до мельчайших деталей и строгом контроле качества, - с мягкой улыбкой уверяла меня ветеран "Точмаша" Татьяна Сорокина, которая много лет "вела" на заводе технологию изготовления опорной иглы для ротора. - Такие иглы делают из обычной рояльной проволоки, из которой тянут струны. А вот способ закалки наконечника - это наше ноу-хау…

Свое объяснение секретам российской центрифуги дал на склоне лет и один из ее создателей - инженер-конструктор Виктор Сергеев. На вопрос спецслужб, а что же охранять в этом изделии и в чем его главный секрет, он ответил лаконично: "Люди".

Досье "РГ"

От диффузии к волчку

При центрифужном методе разделения изотопов за счет высокой скорости вращения ротора поток газа закручивается, в нем создается центробежная сила, которая в сотни тысяч раз больше, чем сила тяготения Земли. За счет этого тяжелые молекулы урана-238 "сбиваются" на периферии вращающегося цилиндра, а более легкие молекулы урана-235 концентрируются возле оси ротора.

Через раздельные трубопроводы изотопы U-238 выводятся "в отвал", а обогащенная фракция с возросшим содержанием урана-235 перетекает в следующую центрифугу, с которой соединена и увязана в большие каскады. Подавая с выхода каждой ступени частично обогащенный материал на вход следующей ступени, удается получать уран нужной степени обогащения. Метод освоен и получил опережающее развитие в России. Используется в Германии, Великобритании, Нидерландах, Японии, Австралии, Пакистане, Индии, Бразилии, Иране и других странах. Несколько проектов газовых центрифуг в разные годы были запущены в США.

Официально

С середины 90-х годов прошлого века специалистами ТВЭЛ созданы и успешно внедрены в производство четыре поколения газовых центрифуг, включая ГЦ 9+, которые составляют на этот день основу разделительных мощностей и обеспечивают лидерство госкорпорации "Росатом" на рынке обогащения урана - около трети мирового объема таких услуг. Сейчас газовые центрифуги в России разрабатывают и производят НПО "Центротех" (Новоуральск) и Ковровский механический завод (Владимирская область). В их конструкции и при изготовлении реализовано техническое решение с применением углеволокна, благодаря которому российские газовые центрифуги остаются лучшими в мире.

24.09.21 08:33
В Глазове выпускают уникальные сверхпроводники, а на подходе новые

Сверхпроводники, что сегодня обеспечивают работу адронных коллайдеров, а завтра возьмут на себя контроль за термоядерным синтезом и помогут раскрыть тайну происхождения Вселенной, производят в небольшом городе на севере Удмуртии.

Промышленный выпуск материалов с уникальными свойствами на Чепецком механическом заводе начали в 2009 году. С тех пор здесь до мельчайших деталей отработали технологии. А если собрать вместе уже поставленные заказчикам сверхпроводники, ими можно обернуть Землю и двигаться дальше…

Год 2009-й как рубежная для ЧМЗ дата связан со вступлением России в международный термоядерный проект ITER, который превосходит по интеллектуальной и финансовой мощи даже проект Международной космической станции. Для первого в мире экспериментального термоядерного реактора требовались особые сверхпроводящие материалы. И была нужна база для промышленного выпуска таких сверхпроводников, отвечающих высочайшим требованиям заказчика.

- Были задействованы все научные ресурсы "Росатома" и его Топливной кампании ТВЭЛ, - рассказывает инженер-технолог группы сверхпроводниковых материалов Дмитрий Перминов. - Ведущий разработчик - ВНИИНМ. Активно подключились исследовательские и проектно-конструкторские центры : Курчатовский институт - это Москва, в Санкт-Петербурге - НИИЭФА. Результатом фундаментальных и прикладных исследований в области материаловедения и сверхпроводимости стали 18 патентов.

Тогда же "Росатом" принял решение об организации новой площадки на Чепецком механическом заводе, где уже существовали металлургическое, прессовое и прокатное производства. Первый цех возвели меньше чем за два года и оснастили его уникальным оборудованием стоимостью более двух миллиардов рублей. И впервые в России поставили на поток выпуск низкотемпературных сверхпроводящих композитов.

За время работы на программу международного термоядерного реактора завод в Глазове выпустил более 200 тонн сверхпроводников - десятки тысяч километров так называемых стрэндов, что способны полтора раза обогнуть Землю. Эта рекордная цифра скоро может уступить место новой: по словам Перминова, для следующего проекта от Чепецкого завода может понадобиться уже 600 тонн материалов с особыми свойствами.

Сейчас здесь в прямом смысле куют будущее. А еще вытягивают его в тонкие металлические нити. Такое вытягивание, на языке специалистов - волочение, является важной частью технологической цепи получения сверхпроводников. Все тоньше и тоньше - от огромных массивных заготовок из сплавов титана, ниобия, олова, меди к почти невидимой нити, способной выдержать невероятные нагрузки.

- У нас практически замкнутый цикл производства, и он начинается в металлургическом цехе, - рассказывает инженер Павел Курганов. Он точно знает, как закалялся сплав: сначала его разогревают в высокотемпературных печах, затем отправляют под пресс, и так несколько раз. - У нас сорок разных программ для прессования материалов с заданными требованиями. Однажды этот процесс сравнили с процессом приготовления теста, которое нужно хорошенько размять, чтобы получился нужный результат. Вполне подходящая аналогия….

Вышедшее из печи "тесто" напоминает грубо отесанное бревно. Но по безупречному металлическому срезу становится понятно: свойства у образца безупречно металлические. От ненужного "камуфляжа" его избавляет токарный станок, чтобы затем отправить уже почти идеальный титановый цилиндр вместе с оболочкой из меди в аппарат электронно-лучевой сварки. Оттуда они выходят уже единым целым.

- Еще один этап работы - вытягивание заготовки в тонкие прутки, - поясняет инженер-технолог Владимир Аккузин. - На каждой ступени образец уменьшается в диаметре. Заготовку проволакивают через калибровочные отверстия разных размеров, а медная защитная пленка позволяет это делать ровно и без разрывов. В финале - прогонка через шестигранный фильтр. После него у прутка самая подходящая для дальнейшего использования форма.

Сотовая связь

В следующем цехе - почти стерильная чистота, а вход без спецодежды и бахил запрещен. Именно здесь тонкие прутки, которые еще несколько дней назад были огромными стокилограммовыми слитками, становятся деталями своеобразного пазла. Работа ответственная и кропотливая. За восемь часов (в этот промежуток медь не успевает окислиться) сборщику Виктору Шашову нужно в точности повторить рисунок "цветка" - так здесь называют схему сборки сверхпроводника. Шестигранники позволяют использовать каждый миллиметр площади при наполнении конструкции, напоминающей пчелиные соты.

Даже после того, как такую заготовку снова отправляют под пресс и затем опять многократно вытягивают, ее внутреннее содержание остается неизменным - там те же соты, идеальная архитектура, созданная природой и скопированная человеком для получения суперматериала. Ну, а сам суперматериал теперь выглядит как обычная медная проволока. Только внутри - тысячи волокон, которые выдерживают и воздействие магнитных полей, и удары частиц, и критические температуры.

Через CERN - к звездам

Сегодня на ЧМЗ ждут новых заказов. Для участия в российских и международных программах у предприятия есть и производственная база, и технологии, и персонал. Например, именно здесь расположена лаборатория с уникальным комплексом для проведения электрофизических измерений при температурах, близких к абсолютному нулю. Это единственное место в России, где сложнейшие криогенные манипуляции проводятся в промышленном масштабе.

Уже сейчас на базе сверхпроводникового производства ЧМЗ выпускают сварочную проволоку из титановых сплавов. Она используется в авиа- и судостроении. Титановые пружины нужны для автомобильной промышленности. И те, что сделаны в Глазове, уверяют разработчики, не боятся деформаций. И это лишь начало. Уже в ближайшее время сверхпроводники могут стать частью контактных линий высокоскоростного железнодорожного электротранспорта, накопителей энергии и токоограничителей, диагностических приборов и медицинской техники.

Остается и большая наука. Для экспериментов по сжатию барионной материи Европейского исследовательского центра ионов и антипротонов еще в 2019 году завод при научном сопровождении ВНИИНМ изготовил сверхпроводящую монолитную ниобий-титановую конструкцию длиной 5 километров. Она способна пропускать ток силой 2270 ампер.

И наконец, проект, который вчера считался фантастикой, а сегодня для него уже создаются и даже проходят испытания сверхпроводники из Удмуртии. Речь о новом ускорителе частиц FCC, который придет на смену Большому адронному коллайдеру. Для создания магнитной системы этой гигантской конструкции потребуются множество сверхпроводников, работающих на пределе возможностей. Выпуск 600 тонн материалов, а это меньше четверти от необходимого, намерен взять на себя Чепецкий механический завод.

И вместе с партнерами готов двигаться вперед, внедряя и осваивая новые технологии. Главное, чтобы это движение было без сопротивления.

Тем временем

На земную орбиту - по супермагниту

Разработка и применение сверхпроводников в устройствах, где требуется высокое магнитное поле, мощный ток и минимальные потери энергии, охватывает все новые сферы. На основе сверхпроводников уже создаются особо мощные турбогенераторы для электростанций. Сверхпроводимость применяется в измерительной технике, начиная от детекторов фотонов и заканчивая измерением геодезической прецессии посредством сверхпроводящих гироскопов на космическом аппарате "Gravity Probe B".

Высокий приоритет для современной медицины имеет задача создания сверхточной томографической техники с применением сверхпроводящих магнитов, которые способны быстро менять силу магнитных полей. Это позволяет прицельно направлять лучи, а пациентам сохранять покой во время терапии.

Применение электромагнитных полей сверхпроводников может быть использовано и в космических проектах: принцип магнитной левитации уже предполагается использовать для вывода в космос грузовых кораблей. Разработчики проекта Startram (ориентировочная стоимость 20 млрд долларов) заявляют, что снизят стоимость отправки одного килограмма космических грузов до 40 долларов против нынешних 2500 долларов у SpaceX на Falcon-9, если удастся построить разгонный туннель с эффектом левитации для вывода стартующего корабля на околоземную орбиту.


Леонид Ильич Брежнев дорогой., RU24.09.21 10:43
В (CERN) в 2020 году начались, а теперь успешно завершились приемочные испытания ниобий-оловянных сверхпроводников.
В Иркутской области монголы из Китая строят ГОК для добычи ниобия и танталла. Работу толковых физиков надо обеспечить кайлом в горах Саян.
_STRANNIK, ru24.09.21 18:24
Редкий по своей убойности перемого-винегрет в одном флаконе......
Но некоторые откровения совершенно уникальны по своей глупости и полному отсутствию базовых знаний.
Например:
"Сверхпроводимость применяется в измерительной технике, начиная от детекторов фотонов и заканчивая измерением геодезической прецессии посредством сверхпроводящих гироскопов на космическом аппарате "Gravity Probe B".
........
Надо признать , идиотизм этого откровения доступент далеко не всем.
Но вот этот пассаж :
" принцип магнитной левитации уже предполагается использовать для вывода в космос грузовых кораблей."
Должен вызывать "легкое недоумение" у любого знакомого с темой...
.................
На закуску:
"И наконец, проект, который вчера считался фантастикой, а сегодня для него уже создаются и даже проходят испытания сверхпроводники из Удмуртии. Речь о новом ускорителе частиц FCC, который придет на смену Большому адронному коллайдеру."
Тута у авторов окончательно сносит крышу . Если учесть , что FCC находится на стадии "концептуального проекта"...
.....................
Насчет "Прорыва" я ранее уже высказывал свое ИМХО.
svt9, RU24.09.21 19:37
"Разработчики проекта Startram (ориентировочная стоимость 20 млрд долларов) заявляют, что снизят стоимость отправки одного килограмма космических грузов до 40 долларов"
Сей прожэкт более похож на "распил".
"Космический лифт" это конечно замечательно. Но, вряд ли осуществимо. Если конструкция будет в несколько десятков километров в высоту, то, на вскидку, грозящие опасности: - повышенная молниевая активность "задолбает" башню; - случайный (или искусственный) метеорит может разрушить "до основания"; - землетрясение. и т п

argus98, RU24.09.21 21:23
Тему "вечного двигателя" РГ так и не раскрыла. Увы всем нам...
:))

ps Видимо где-то объявили конкурс на самую идиотскую околонаучную статью - вот РГ и постаралась
English
Архив
Форум

 Наши публикациивсе статьи rss

» Памяти Фывы
» Последние дни свободы человечества
» С Днем Победы!
» «Темные пятна» биографии Председателя ЦБ РФ
» Последний искренний сталинист
» C 8 Марта, драгоценные женщины!
» С днем защитника Отечества!
» Фонды правят миром
» Ответ на главный вопрос жизни, вселенной и всего такого. Или 42.

 Новостивсе статьи rss

» Российский генконструктор предупредил о критических рисках из-за мусора в космосе
» Минобороны РФ вызвало атташе ФРГ после заявления о ядерном сдерживании
» Эрдоган не стал объявлять персонами нон грата десять западных послов
» Шавкат Мирзиёев сохранил пост президента Узбекистана
» У нас свой президент: Татарстан открыто выступил против законопроекта Госдумы
» Израильские поселения на территории Палестины незаконны, заявил Евросоюз
» В Судане арестовали не менее 15 высокопоставленных чиновников и политиков
» В Госдепе потребовали от России поставить газ в Европу сверх контракта

 Репортаживсе статьи rss

» Интервью президента России Владимира Путина телеканалу CNBC
» Путь Путина - историк Рой Медведев: В 1999-м желающих управлять Россией было немного
» Совбез РФ: В мире зафиксированы попытки атак зараженных COVID-19 террористов
» Дмитрий Патрушев рассказал о регулировании цен на продовольствие и экспорте зерна
» Обзор аравийских стран: «Железный купол» для КСА; «Маленький Сингапур» в ОАЭ; большая роль «маленького Катара»; и мн. др. за август-сентябрь 2021
» Вакцинальный синдром: почему человечество испугалось прививки
» Алексей Рахманов: проекты авианосца у ОСК есть, а заказа ВМФ нет
» Российские атомщики взялись доказать, что вечный двигатель существует

 Комментариивсе статьи rss

» Британия отложила войну с Россией: первая на очереди — Франция
» "Глобальная встряска": на первой сессии "Валдая" обсудили угрозу войн
» Русский язык объявлен главной бедой Латвии
» Лукьянов: Пандемия подвела черту под временем предопределенности
» Иностранный бизнес назвал преграды для наращивания инвестиций в России
» От «советской дойной коровы» до «фаната ЕС»: через 30 лет после обретения независимости судьба Украины все еще остается «трагичной» (Хуаньцю шибао, Китай)
» Тайна спутницы: рассекречены детали лунной программы СССР
» МВФ навязывает миру разорительную реформу энергетики

 Аналитикавсе статьи rss

» «Северный поток – 2» — новое качество газовых войн
» Криптоиллюзии нового мирового порядка
» Почему у Китая получилось: уроки реформ в СССР и КНР тридцать лет спустя
» В мире стремительно дорожает "ненужный товар": Россия заработает миллиарды
» Анализ перспектив водородной экономики
» Глубинное государство: цели и акторы
» Ближайшие перспективы энергорынка Европы
» «Инициатива трёх морей» от «глобальной Британии»
 
мобильная версия Сайт основан Натальей Лаваль в 2006 году © 2006-2021 Inca Group "War and Peace"