70 лет испытаний: НИИАР отмечает юбилей

Здесь испытывают топливо для всех типов реакторов, получают самый дорогой металл в мире и ставят рекорды по наработке изотопов. За семь десятилетий научный институт прошел путь от «почтового ящика» в мелекесских лесах до международного центра исследований в области реакторных испытаний, радиохимии, разработки инновационных видов ядерного топлива и материалов. Мы вспомнили ключевые моменты из истории НИИ в Димитровграде.

О КАЛИФОРНИИ‑252

Изотоп является мощным источником нейтронов, что позволяет использовать его для обработки злокачественных опухолей, на которые другая лучевая терапия не действует. Уникальный металл позволяет просвечивать части реакторов, детали самолетов и находить поврежде­ния, которые обычно скрыты от рентгеновских лучей. С его помощью обнаруживают запасы золота, серебра и месторождения нефти в недрах земли.

Потребность в калифорнии‑252 в мире очень велика. Порою заказ­чики вынуждены стоять в очереди за вожделенным микрограммом годами — столько времени занимает производство этого металла. Для получения 1 г калифорния‑252 плутоний или кюрий подвергают длительному нейтронному облучению в ядерном реакторе, в течение восьми и полутора лет соответственно, последовательными превраще­ниями проходя практически всю линейку трансурановых элементов таб­лицы Менделеева. На этом процесс не заканчивается: из получившихся продуктов облучения калифорний выделяют химическим путем долгие месяцы. Микрограммы металла собирают буквально по атомам. Этим и объясняется его высокая цена.

15 марта 1956 года

Вышло постановление Совета Министров СССР о строительстве в городе Мелекессе (с 1972‑го — Димитровград) Ульяновской об­ласти опытной станции для ис­пытания новых типов атомных энергетических реакторов. Пер­вое название секретного объек­та и зарождающего в его окрест­ностях наукограда — «почтовый ящик № 30». В 1957 году на место будущей стройки прибыл первый отряд строителей.

1959 год

По инициативе академика Игоря Курча­това принято решение привязать к пло­щадке опытной станции большой науч­но-исследовательский комплекс на основе высокопоточного реактора. Помимо него, в составе комплекса планировались круп­нейшие по тем временам горячие мате­риаловедческая и радиохимическая лабо­ратории.

Опытная станция переименована в На­учно-исследовательский институт атом­ных реакторов (НИИАР). В него стремятся молодые ученые и инженеры со всего Со­ветского Союза. Средний возраст научного сотрудника в те годы — 25–27 лет.

1961 год

Пуск реактора СМ‑2 («самый мощный») на проме­жуточных нейтронах. Это была настоящая техни­ческая революция — установка мощностью 50 МВт создавала потоки нейтронов рекордной плотности. В 1974 году мощность довели до 100 МВт. СМ ис­пользуют для получения трансурановых элементов, проведения в ускоренном режиме испытаний материалов под воздействием ионизирующих излуче­ний, ядерно-физических исследований для совер­шенствования методов расчета ядерных реакторов. За годы эксплуатации установка пять раз проходи­ла реконструкцию. Срок работы последней версии, СМ‑3, продлен до 2045 года.

1963–1964 годы

Завершено строительство горячих материа­ловедческой и радиохимической лаборато­рий. Облучение образцов материалов и экс­периментальных твэлов, а также мишеней для накопления трансурановых элементов на­чали практически сразу после пуска реакто­ра СМ‑2. Это позволило приступить к науч­ным исследованиям в горячих лабораториях, как только они заработали. Так, комплекс за­щитных материаловедческих камер позво­ляет проводить полный цикл исследований любых материалов после облучения в реак­торах, в том числе полномасштабных тепло­выделяющих сборок (ТВС) реакторов ВВЭР, РБМК и БН.

1965 год

Запуск ВК‑50 — единственно­го в мире корпусного реактора кипящего типа с естественной циркуляцией теплоносителя. С 1966 года установка работа­ет в режиме одноконтурной АЭС (вырабатывает до 50 МВт электрической энергии), с 1978‑го не только работает на благо науки, но и отапли­вает промплощадку институ­та. В 2022 году реактор прошел масштабную модернизацию.

1967 год

Введен в строй исследовательский реактор МИР — гетерогенный, пет­левой, канальный, на тепловых ней­тронах, погруженный в бассейн с водой. Его главная фишка — 11 пет­левых каналов. В них можно созда­вать условия работы любого другого реактора в мире и смотреть, как ве­дет себя топливо в критических ре­жимах. Здесь проводили исследо­вания металлического топлива для реакторов на быстрых нейтронах, в частности, испытывали образцы из урана и его сплавов. Срок эксплуа­тации МИР продлен до 2030 года.

1969 год

Пуск БОР‑60 — опытного реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Установка тепло­вой мощностью 60 МВт и электри­ческой 12 МВт предназначалась для проверки осуществимости сооруже­ния быстрого реактора БН‑600. Кроме того, она стала площадкой для испы­таний теплотехнического оборудова­ния. Сейчас БОР‑60 работает на по­лучение данных для проектирования БН‑1200, БРЕСТ-ОД‑300 и других пер­спективных реакторов, создания топ­лива для них.

1975 год

Ввод в эксплуатацию водо-водяного реакто­ра бассейнового типа РБТ‑6. В качестве топ­лива в нем применя­ют отработавшие ТВС от более мощного ре­актора СМ. На РБТ‑6 проводят испытания материалов и нараба­тывают изотопы, ко­торые потом исполь­зуются в научных исследованиях и ядер­ной медицине.

«ПО ОБЫЧАЮ ПРЕДКОВ»

«Как быстро бежит вре­мя. Кажется, еще вчера по инициативе Игоря Васильевича Курчатова мы, желторотые, под руководством генератора научных идей в области ядерных реакторов Савелия Моисеевича Фейнберга начали разрабатывать физическую схему сверхвысокопоточного исследова­тельского реактора СМ. 13 июля 1958 года группа геодезистов и сотрудников института в дремучем лесу определила точку левого угла здания будущего реактора. По обычаю предков в честь этого события была прине­сена жертва — за отсутствием добровольцев первая попавшаяся лягушка. Прошло много лет. Институт вырос в один из крупнейших научных центров с многонаправленной науч­ной тематикой в области развития ядерной энергетики, реакторного материаловедения, ядерного топливного цикла и других ядерных технологий. В целом научный и технологиче­ский вклад института в эти направления весь­ма весом. Достаточно, например, сказать, что трудно указать материал, который попал бы в ядерный реактор, минуя испытания и иссле­дования нашего научного центра».

Из воспоминаний Владимира Цыканова, первого научного руководителя реактора СМ, директора НИИ в Димитровграде в 1973–1989 годы

1983–1984 годы

Ввод в эксплуатацию РБТ‑10/1 и РБТ‑10/2. Реакторы стали логическим продолжением концепции, заложенной в РБТ‑6, но с большей мощностью и воз­можностями. РБТ‑10/1 вывели из экс­плуатации в 2014 году, РБТ‑10/2 про­должает работать. Его используют как в научных целях, так и для нужд промыш­ленности, в частности, на установке об­лучают кремниевые слитки для придания им полупроводниковых свойств, нараба­тывают изотопы.

1991 год

Создано отделение радионуклидных источников и пре­паратов. Освоено производство радиоактивных препа­ратов на основе 20 радионуклидов и более 150 типов источников ионизирующего излучения. НИИАР стано­вится главным производителем изотопов в стране. Бла­годаря уникальной возможности накапливать в реакто­ре и выделять далекие трансурановые элементы ученые и инженеры отделения принимают самое активное уча­стие в экспериментах по открытию новых элементов таблицы Менделеева. Именно здесь научились полу­чать калифорний‑252 — уникальный изотоп, используе­мый в медицине и геологоразведке. Это самый дорогой металл в мире, сегодня его нарабатывают только в двух местах: димитровградском НИИ и Ок-Риджской нацио­нальной лаборатории США (см. «О калифорнии‑252»).

1994 год

НИИАР получил статус госу­дарственного научного центра. Его присваивают организаци­ям, чья научная и/или научно-техническая деятельность полу­чила международное признание, имеющим уникальное опыт­но-экспериментальное обору­дование и располагающим вы­сококвалифицированными научными сотрудниками и спе­циалистами.

2010 год

Принято решение о строительстве многоцелево­го быстрого исследовательского реактора (МБИР), который должен прийти на смену ветерану БОР‑60 и стать принципиально новой эксперименталь­но-стендовой базой для разработки технологий двухкомпонентной ядерной энергетики с замкну­тым топливным циклом. Новая установка позво­лит обеспечить лидерство России в развитии ин­новационных реакторных технологий, связанных с материаловедением, изотопами, а также об­основанием перспективного технологическо­го оборудования на следующие полвека. Сейчас МБИР — крупнейший из сооружаемых на планете исследовательских реакторов, на его базе создан международный центр исследований.

2016 год

Институту присвоен статус международного центра на базе ис­следовательских реакторов (ICERR) под эгидой Международ­ного агентства по атомной энергии. Это значит, что в дими­тровградский НИИ могут приезжать ученые со всего мира для экспериментов. Российские реакторы признаются эталонными с точки зрения безопасности и эффективности.

2025 год

Коллектив института награжден орде­ном Александра Невского за большой вклад в развитие и обеспечение без­опасности атомной энергетики, укреп­ление научного и экономического по­тенциала России.

На площадке продолжается сооруже­ние реактора МБИР. Параллельно ве­дутся работы по созданию технологий замкнутого ядерного топливного ци­кла, переработке облученного топлива и экологической безопасности. Научно-исследовательский институт в Димитровграде остается главной исследова­тельской кузницей «Росатома».