В «Росатоме» подвели итоги конкурса молодых ученых

35 исследователей в возрасте до 35 лет и их научные руководители стали лауреатами премий. Мы начинаем знакомить вас с лучшими молодыми учеными и их работами. В этом материале — три истории.

ТЕКСТ: Ольга Ганжур. ИЛЛЮСТРАЦИЯ: Екатерина Шембель

В заявке кандидата наук Ивана Круглова, 27-летнего сотрудника ВНИИА им. Духова, сразу бросается в глаза имя научного руководителя — ​Артем Оганов. Это один из самых известных ученых нашего времени, ему прочат Нобелевскую премию и по химии, и по физике. Создатель метода теоретического предсказания структур для изобретения материалов с заданными свойствами USPEX, основатель лаборатории компьютерного дизайна материалов «Сколтеха» и, мало кто знает, по совместительству сотрудник «Росатома». Артем Оганов руководит лабораторией в центре фундаментальных и прикладных исследований ВНИИА. Иван Круглов познакомился со знаменитым ученым, когда учился на пятом курсе МФТИ. «Я занимался экспериментальным синтезом материалов под давлением, но его работа меня заинтересовала больше, — ​вспоминает наш герой. — ​На шестом курсе настало время выбирать, чем заниматься дальше, я связался с Артемом и попросился аспирантом в его лабораторию компьютерного дизайна материалов».
«Я эту просьбу воспринял без особого восторга, потому что Круглов был экспериментатором. Чтобы сделать из экспериментатора теоретика, нужно учить его заново. Я искал повод отказать Ване предельно вежливо, чтобы не обижать хорошего человека, — ​говорит Артем Оганов. — ​Дал довольно сложное задание — ​думал, что точно не справится и у меня будет возможность от него отделаться. Справился. Дал задачу еще сложнее — ​опять получилось. Ваня проявлял чудеса мотивации, упорства. Оказалось, что он не только прекрасно осваивает мой материал, но и умеет здорово программировать. У него железная воля, фантастическая самодисциплина, и ему по плечу абсолютно все».
Иван Круглов на конкурс молодых ученых «Росатома» представил цикл статей об исследовании под руководством Артема Оганова. Оно посвящено образованию полигидридов актинидов (семейство из 14 химических элементов, расположенных в периодической таблице за актинием) в экстремальных условиях. Полигидриды сейчас в центре внимания материаловедов — ​последние исследования показали, что некоторые из них являются уникальными сверхпроводниками. Но полигидридами актинидов никто до сих пор серьезно не занимался.
«Гидрид — ​это соединение, в которое входит водород и еще один элемент. Полигидридом называется гидрид, в составе которого атомов водорода значительно больше, чем другого элемента, — ​объясняет Иван Круглов. — ​Мы искали, какие стабильные соединения могут образовываться при высоком давлении из актинидов и водорода. Использовали один из наиболее точных, достоверных теоретических методов, позволяющий искать стабильные материалы, зная лишь их химическую формулу, — ​USPEX».
«Под давлением возникает много новых химических соединений, которых классическая химия не предусматривает. С помощью метода USPEX их можно предсказывать», — ​добавляет Артем Оганов.
Молодой ученый предсказал множество новых соединений и построил фазовые диаграммы, которые указывают, при каких условиях полигидриды стабильны. Некоторые из них коллеги-экспериментаторы синтезировали в лаборатории, тем самым подтвердив теоретические результаты. «Сверхпроводники используются для создания мощных магнитов в МРТ, ускорителях частиц, поездах на магнитной подушке и других областях, — ​говорит Иван Круглов. — ​Там же могут найти применение обнаруженные нами новые материалы».
Внедрять в производство полигидриды актинидов пока рано: при нормальном давлении они распадаются. «Держать под давлением сверхпроводящий кабель никто не будет. Но результаты работы Ивана указывают возможное направление, теперь ученым нужно получить удобные для применения сверхпроводники», — ​считает Артем Оганов.
«Артем Оганов сыграл огромную роль в моей работе, начиная с постановки задачи, заканчивая анализом результатов и написанием статьи, — ​говорит Иван Круглов. — ​Работать с ним максимально комфортно и приятно. Если возникают вопросы, он выходит на связь в любое время. Хотелось бы также отметить руководителя нашего подразделения Алексея Янилкина, который предложил эту тему и активно помогал в исследовании, и Александра Гончарова, который провел синтез гидридов урана».
«Человек, которого я не горел желанием брать в лабораторию, за короткое время стал просто незаменимым, — ​разводит руками Артем Оганов. — ​Я горжусь тем, что Иван у меня работает. Он сделал много полезных вещей для развития метода USPEX. Сейчас выполняет новую, очень важную работу. Пока говорить о ней не буду, но она должна существенно расширить возможности применения моего метода».

Потомственный металлург

Исследование Ивана Круглова скорее поисковое. А вот 32-летний кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник «ЦНИИТ­МАШа» Дмитрий Шурыгин выполнил важное прикладное исследование новых возможностей специального металлургического процесса — ​электрошлакового переплава (ЭШП). «Объект исследования — ​сложнолегированные стали с содержанием хрома 9–12 %, из которых производятся ответственные элементы энергоблоков, работающих на суперсверхкритических параметрах пара: при давлении 28–30 МПа и температуре 600–620 °C, — ​объясняет молодой ученый. — ​Такие параметры позволяют обеспечить КПД энергоустановки до 47. Однако для ответственных элементов это серьезное испытание. Применение в производственной схеме ЭШП позволяет его выдержать за счет управления процессами очищения металла от вредных примесей и его затвердевания».
«Благодаря теоретическим, лабораторным и промышленным работам Димы по ЭШП 12 %-х хромистых сталей сегодня мы обладаем современной технологией производства слитков для роторов самых прогрессивных турбин с суперсверхкритическими параметрами пара, — ​комментирует наставник Дмитрия Шурыгина, научный руководитель Института металлургии и машиностроения «ЦНИИТМАШа», профессор, доктор технических наук Владимир Дуб. — ​Это решает задачу импортозамещения, расширяет экспортные возможности и открывает дорогу для применения этих материалов в атомных энергоустановках будущих поколений».
Результаты работы молодого ученого уже внедрены в производство. По созданной Дмитрием технологии изготовили крупногабаритные слитки, из слитков — ​несколько роторов турбин высокого давления и бесшовные трубы для трубопроводов ТЭС и АЭС и поставили все это зарубежному заказчику.
Дмитрий Шурыгин еще во время учебы в МИСиСе познакомился с работами Владимира Дуба о кристаллизации металла. А пару лет спустя пришел к нему в отдел. «Сильные стороны Димы — ​профессионализм, любознательность, настойчивость, умение преодолевать сложности, — ​считает Владимир Дуб. — ​У меня было больше трех десятков аспирантов, и он один из лучших. Шурыгин настоящий ученый и прогрессивный исследователь».

Лазерная оптимизация

Марии Слобожаниной 32 года, в РФЯЦ-ВНИИТФ она пришла в 2008 году. В лаборатории волоконно-оптических технологий вела расчетно-теоретическое сопровождение экспериментальных работ. В 2012 году из этой лаборатории выделили лабораторию волоконных лазеров с диодной накачкой. Начальником назначили Александра Бочкова, он и пригласил в лабораторию Марию Слобожанину. «Через год Александр Викторович предложил поступить в аспирантуру и писать диссертацию под его руководством. Он поставил передо мной крупную, амбициозную задачу — ​оптимизировать процесс разработки лазеров — ​и следит за ее выполнением», — ​рассказывает Мария Слобожанина. Сейчас она готовится к защите кандидатской диссертации.
Глобальная цель нашей героини — ​создание физико-математической модели работы волоконных лазеров и усилителей, с помощью которой можно оптимизировать разработку конкретных приборов. Это уменьшит затраты на разработку и последующее серийное производство. На конкурс для молодых ученых Мария Слобожанина представила цикл статей об уже законченной части этой работы — ​научно обоснованном методе контроля параметров одного из перспективных типов активных оптических волокон. «Эти параметры влияют на распределение оптического излучения и на эффективность лазера в целом, — ​поясняет Мария Слобожанина. — ​Метод уже применяется при предварительной сортировке активного волокна. Оптимизация разработки волоконных лазеров повысит качество изделий».

Премия-мотиватор

«Сегодня исследователям «Росатома» мало хорошо выполнять НИОКР — ​надо еще помнить о финансовых показателях, работать с заказчиками, заниматься закупками, отчетностью, решать множество вопросов и проблем. Важно не потерять дух собственно научной деятельности в потоке ежедневных смежных задач, — ​считает руководитель образовательных программ блока по управлению инновациями «Росатома» Павел Сушков. — ​Конкурс для молодых ученых — ​напоминание о том, что результативность работы исследователя показывают прежде всего научные индикаторы: защита диссертации, публикация результатов научной работы в рецензируемых журналах, участие в научной коммуникации. Премия для молодых исследователей и их научных руководителей в конкурсе — ​признание их заслуг, она призвана стать стимулом для профессионального развития их коллег и здоровой конкуренции».
«Любая премия для молодого ученого — ​это хорошо, это дает уверенность, подкрепляет мотивацию, — ​говорит Артем Оганов. — ​А без мотивации ничего не получится». С ним согласен Владимир Дуб: «Мой опыт педагогической работы показывает, что молодых надо поощрять всеми возможными средствами. Конкурс «Росатома» для молодых ученых полностью и горячо поддерживаю».