В этом году Физико-энергетический институт отмечает 75-летие. Много лет назад благодаря ученым-атомщикам, которые смогли успешно решить стратегически важные для страны задачи, на карте появился город Обнинск. На сегодняшний день ФЭИ — мировой лидер в области использования жидких металлов в качестве теплоносителей в АЭС с быстрыми реакторами, судовых и космических ядерных энергетических установках. И это только малая часть достижений. В «портфеле» института на 2 миллиарда рублей проектов, которые могут быть коммерциализированы.
Конструктор и кастрюля с трубкой
Исторически сложилось, что быстрые реакторы были детищем обнинских ученых. Спустя много лет мировое атомное сообщество сделало ставку на них, так как этот тип конструкции оказался самым безопасным, экономически выгодным и экологичным. Соответственно, ФЭИ стал головной научной организацией, курирующей «быстрое» направление.
Шесть лет назад на Белоярской АЭС был запущен реактор «БН-800», научное обоснование которого делали обнинские специалисты. Годы показали, что их расчеты оказались верными. На очереди – надежда отечественного атомпрома – «БН-1200». И решение актуальных задач – топливных и связанных с утилизацией отходов. Последние физики предлагают сжигать в реакторе.
— Реактор «БН-1200» гораздо компактней своего предшественника «БН-800» на единицу мощности, хотя его мощность выше, — объясняет первый заместитель по науке генерального директора ГНЦ РФ – ФЭИ Дмитрий Клинов. — Мы оптимизировали строительные конструкции, трубопроводы, более компактно разместили оборудование.
Сейчас физики ждут отмашки от «Росатома», в Госкорпорации должны определить дальнейшую судьбу реактора. А все его характеристики и безопасность, как и предыдущих «собратьев», опять же проверят в ФЭИ на комплексе Быстрых физических стендов (БФС).
Эти установки ученые построили еще в 60-х годах прошлого века. Именно здесь, как конструктор, собирают модель будущих реакторов и изучают их «поведение», в том числе безаварийность и безопасность. В середине прошлого десятилетия, в ходе технического перевооружения, интеллектуальную «начинку» БФС-ов перевели на современную элементную базу, а «железо», т.е. конструкционные элементы стендов и средства моделирования, остались прежними. Это еще раз подтверждает, что советские ученые, работавшие в тандеме со строителями, делали все на века. БФС-1 был запущен в 2019 году, БФС-2 вот-вот должен заработать. Ученые уверены, что как только комплекс полностью введут в эксплуатацию, они смогут анализировать работу как больших, так и маленьких реакторных установок, хотя и за эти 2 года сделано многое.
— После модернизации технического перевооружения на БФС-1 были проведены эксперименты международного уровня. Мы провели большую программу исследований с французскими коллегами, завершили моделирование китайского реактора CEFR, и сейчас изучаем физические характеристики активной зоны отечественного исследовательского МБИР, — отмечает начальник лаборатории ФЭИ Геннадий Михайлов.
Создание многоцелевого быстрого исследовательского реактора (МБИР) стартовало в 2010 году, до этого 30 лет такие конструкции, а речь здесь идет о петлевых каналах в активной зоне, в нашей стране попросту не строили. Эта установка станет уникальной еще и потому, что в ней физики одновременно смогут посмотреть, как ведут себя свинец и натрий при разных условиях.
— Мне трудно привести из жизни аналогию, но это все равно, что варить в одной кастрюле 2 блюда. Первое сварится через 5 минут, второе – через 25, — объясняет «на пальцах» Клинов. — И такая возможность у вас есть, причем, не вынимая ничего из кастрюли.
От космоса до спасения жизни
Рассказывая об отделе инновационных реакторных материалов и технологий, 1-ый заместитель руководителя отделения Максим Канунников говорит просто – это фантазии наших ученых, воплощенные в жизнь золотыми руками наших замечательных специалистов. Здесь уже 40 лет изготавливают источники нейтронов для функционирования Белоярской АЭС, а еще участвуют в освоении космоса и покорении севера.
— Мы занимались разработкой технологий и изготовлением космических ядерно-энергетических установок «Топаз», которые успешно летали и обеспечивали функцию искусственного спутника земли. Еще одно наше направление – высокотемпературные космические установки. Никто в мире подобного не делает, а мы уже прошли 1-ый этап испытаний, — с гордостью рассказывает Максим Юрьевич. – Кроме того, мы являемся единственным в России производителем источников нейтронов для атомного флота нашей страны. Ледоколы, плавучие АЭС функционируют, имея внутри сделанный в ФЭИ пусковой источник нейтронов.
Еще одним направлением деятельности обнинских ученых стала ядерная медицина, помогающая в борьбе с онкологией. Несколько лет назад они предложили свой микроисточник на основе йода-125 для применения в брахиотерапии.
— В настоящее время их используют для лечения рака предстательной железы, — пояснил директор научно-производственного комплекса изотопов и радиофармпрепаратов ФЭИ Максим Самсонов. – Сейчас ведутся исследования по применению этих микроисточников для лечения рака молочной железы, который стоит на третьем месте среди онкозаболеваний.
Кроме того, обнинские ученые создали офтальмоаппликаторы с рутением-106. Их применяют для лечения онкозаболеваний глаза, которые нередко встречаются и у детей. Этот радиоактивный изотоп позволяет не просто купировать болезнь, но и полностью восстанавливать зрение.
На выходе и еще ряд препаратов с использованием рения-188, итрия-90 и актиния-225. Первый должен помочь при проблемах с печенью, два других – в лечении костных заболеваний и метастаз. В ФЭИ отмечают, что аналогичных препаратов в России нет, да и за рубежом они выпускаются не во всех странах.
Нам нечего скрывать и есть чем гордиться!
У обнинских атомщиков есть и другие разработки, которые могут вывести на новый уровень отечественную медицину.
— Понятие цифровизации имеет очень широкое трактование, начиная от криптовалюты и заканчивая прикладными задачами, — приводит пример заместитель генерального директора ГНЦ РФ-ФЭИ по науке и инновационной деятельности Наталья Айрапетова. — Мы точно не майним криптовалюту, но мы умеем разрабатывать прикладное программное обеспечение, например, для задач связанных с охраной здоровья. В частности, разработанная нашими учеными программа позволяет рассчитать и оптимизировать дозы радиационного воздействия при брахиотерапии. Это может оказаться прорывным направлением и главное — таким образом мы сможем спасти жизни людей.
Из 12 направлений, обозначенных для дальнейшего развития ГК «Росатом», ФЭИ занимает ведущую роль в 7. Процесс глобализации не обошел институт стороной. В конце
прошлого года димитровградский НИИАР и обнинский ФЭИ возглавил единый директор Александр Тузов. Понятно, что сделано это было для упрощения решения глобальных задач. В ФЭИ признались, что такой вопрос действительно стоит на повестке дня и сейчас активно ведется разработка дальнейшей стратегии развития. Этим летом документ должны утвердить в «Росатоме». В Физико-энергетическом институте демонстрируют максимальную открытость и обещают обнародовать поставленные перед ними задачи уже в начале осени. «Нам нечего скрывать и есть чем гордиться!», — такой «политики» придерживаются в ФЭИ. И это достойный результат 75-летней деятельности института.