Обогащение не только урана

Электрохимический завод вошел в список из 34 стратегических организаций, обеспечивающих рост экономики страны. Такой перечень в ноябре обнародовало правительство РФ. О приоритетных ядерных и неядерных проектах ЭХЗ рассказал «СР» гендиректор Сергей Филимонов.

Текст: Мария Хохлова / Фото: Дмитрий Коновалов

Хвосты для реакторов
— На какой стадии строительство W2-ЭХЗ — второй очереди установки обесфторивания обедненного гексафторида урана (ОГФУ)?
— Сейчас проект на стадии проектирования и согласования. В 2020 году начнутся строительные и монтажные работы. Пуск установки W2-ЭХЗ намечен на 2022 год. Есть два промышленных способа обогащения урана — диффузионный, сегодня практически не используемый, и газо центрифужный. На выходе получается обогащенный уран и обедненный — так называемые хвосты, не предназначенные для дальнейшего обогащения.
Хвостов на наших обогатительных предприятиях накопилось много, это ценное сырье для реакторов нового поколения. Одна проблема: гексафторид урана – это агрессивное вещество. На установке обесфторивания его переводят в химически безопасную закись-окись урана. В процессе переработки получается фтористоводородная (плавиковая) кислота. Одна наша установка W-ЭХЗ, запущенная еще в 2009 году, в год производит в процессе переработки ОГФУ до 5 тыс. тонн особо чистой кислоты. Для снижения запасов хвостов было принято решение строить на ЭХЗ вторую очередь – W2-ЭХЗ. Общая производительность обеих установок позволит перерабатывать до 20 тыс. тонн ОГФУ в год. Часть кислоты пойдет на нужды ТВЭЛ для получения циркониевой продукции и производства гексафторида урана природного изотопного состава. Остальное будем продавать сторонним организациям.
— Еще два проекта развития ЭХЗ — создание фабрикационного производства для завода начальной стадии ядерного топливного цикла и строительство пункта хранения твердых радиоактивных отходов. Как обстоят дела с ними?
— Обогащенный гексафторид урана, который производит ЭХЗ, это полуфабрикат. Фабрикационное производство предполагает создание конечного продукта — тепловыделяющих сборок для отечественных и зарубежных АЭС, оно будет интегрировано в действующее, разделительное. Плановый срок реализации — 2022 год. В начале ноября проект получил положительное заключение Главгосэкспертизы, сейчас проектная документация в «Росатоме», проходит оценку сметной стоимости.

«К СОЗДАНИЮ АТОМНОЙ БАТАРЕЙКИ КРОМЕ НАС ПОДКЛЮЧЕНЫ ЕЩЕ НЕСКОЛЬКО АТОМНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ. ЕСЛИ ВСЕ УДАСТСЯ, ЭТО БУДЕТ ПРОРЫВ — ПОЛУЧИМ БЕЗОПАСНЫЙ И ДОЛГОВЕЧНЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА. МОЖНО БУДЕТ ОДИН РАЗ ВЖИВИТЬ КАРДИОСТИМУЛЯТОР ЧЕЛОВЕКУ, И ОН ПРОХОДИТ С НИМ ВСЮ ЖИЗНЬ»

Что касается пункта хранения ТРО, речь идет о временном хранении особо низкоактивных отходов (ОНАО) до их передачи Национальному оператору по обращению с РАО. Это вырытая на специально подготовленной площадке траншея с набором физических барьеров. Строительство начнем после всех экспертиз и согласований. По планам через два-три года объект должны ввести в эксплуатацию.
Диагностика: от гастрита до рака
— Если говорить о неядерных бизнесах предприятия, в каком состоянии проект по продвижению дыхательных медицинских диагностических тестов?
— Уже 25 лет мы поставляем заграничным партнерам углерод, обогащенный по стабильному изотопу 13С. Он используется в диагностических медицинских дыхательных тестах. С их помощью можно выявить язву желудка, гастрит и даже рак. Они работают так: пациент дышит в специальную трубочку, а прибор — масс-спектрометр или ИК-анализатор — исследует воздух из легких. Потом человек принимает препарат с углеродом 13С и снова дышит в трубочку, прибор сравнивает результаты и показывает, есть ли в желудочно-кишечном тракте болезнетворная бактерия Helicobacter pylori.
Ежегодно в мире проводится около 25 млн таких тестов. В России потребность тоже велика, но массово сырье для тестов не выпускают. Мы хотели бы этим заняться. Сейчас проводим модернизацию производства углерода 13С, организуем участок по производству мочевины, меченной углеродом 13С и на ее основе будет создан препарат для проведения исследований. По планам участок должен начать работу в 2022 году.
— Как продвигается обновление производства молибдена-99, применяемого в кардиологии и онкологии?
— Мы производим так называемые стартовые стабильные изотопы молибдена — 98Мо и 100Мо. Получаемый на их основе короткоживущий радиоактивный изотоп молибдена 99Мо используется для диагностики онкологических и кардиологических заболеваний методом меченых атомов. На сегодняшний день до 90% производимого в мире 99Мо получают в результате облучения в ядерном реакторе мишени из высокообогащенного урана (ВОУ).
Есть альтернатива — использовать в качестве стартового материала не уран, а стабильные изотопы — 98Мо и 100Мо. В первом случае мишень из молибдена 98Мо, который мы более 20 лет поставляем всему миру, помещается в ядерный реактор. Часть молибдена 98Мо в результате ядерной реакции захвата нейтрона превращается в молибден 99Мо, затем необходимо переработать мишень и извлечь молибден 99Мо для дальнейшего получения медицинского радиофармпрепарата технеция 99mTc, с помощью которого и проводится диагностика пациента. Второй способ — удалить один «лишний» нейтрон из молибдена 100Мо, поместив мишень в циклотрон. Мы рассчитываем стать одной из ключевых организаций в создании безуранового российского производства молибдена 99Мо, который, безусловно, будет востребован в нашей стране и за рубежом.
Полвека без подзарядки
— Есть ли успехи в реализации проекта по производству радиоактивного никеля 63Ni для атомных батареек?
— ЭХЗ — единственное в мире предприятие, в промышленных масштабах производящее стабильный изотоп никель. Это основа для получения уникального радиоактивного изотопа никеля 63Ni, обладающего мягким, безопасным для человека бета-вольтаическим излучением. Оно самопоглощается внутри батарейки и не выходит наружу. Еще один плюс — большой период полураспада 63Ni обеспечит работоспособность батарейки до 50 лет. Область применения источников тока на его основе безгранична: космические технологии, ядерная техника, медицина. Можно будет один раз вживить кардиостимулятор человеку, и он проходит с ним всю жизнь. Но нужно научиться эффективно преобразовывать бета-излучение в электричество.
К созданию атомной батарейки кроме нас подключены еще несколько атомных предприятий. На «Атомэкспо-2018» специалисты НПО «Луч» представили прототип источника тока, но его мощность получилась незначительной из-за низкого обогащения 63Ni. Так как содержание 62Ni в природном никеля небольшое, мы нашли решение — обогатить никель по стабильному изотопу 62Ni до 80%, поместить его в реактор, получить изотоп никель 63Ni, а затем полученную смесь 62Ni и 63Ni обогатить по 63Ni до 80%. Удельная мощность одного грамма обогащенного таким образом никеля 63Ni уже сможет обеспечить заявленные характеристики батарейки по току и сроку службы.
В этом году на ЭХЗ впервые в мире опробован на практике технологический процесс газоцентрифужного обогащения никеля по радиоизотопу 63Ni. Получена опытная партия продукта с обогащением более 69%. В 2019 году мы планируем получить еще один экспериментальный образец, обогащенный уже более чем на 80%. Наработки передадим ученым, они их совместят с полупроводниковыми преобразователями. Если все удастся, это будет прорыв — получим безопасный и долговечный источник тока.
— ЭХЗ, как производитель изотопной продукции, часто принимает участие в научно-исследовательских проектах. Что нового в этом направлении?
— В конце сентября 2018 года мы поставили партию изотопа хрома 50Cr Институту ядерных исследований Российской академии наук. Он нужен для экспериментальной проверки гипотезы о существовании «стерильных» нейтрино в рамках международного проекта BEST. Исследования пройдут на Северном Кавказе, в подземном комплексе Баксанской нейтринной обсерватории. Для них нужен искусственный высокоинтенсивный источник нейтрино на основе радиоактивного изотопа хрома 51Cr. Его можно получить, облучив стабильный изотоп хрома 50Cr. Проблема в том, что в природном хроме доля хрома 50Cr составляет всего 4%, а для эксперимента необходим хром 50Cr со степенью обогащения не менее 97%. Наши специалисты, освоив в 2018 году технологию получения хромового ангидрида CrO3, добились обогащения 50Cr со степенью 98%. Искусственный источник нейтрино, внутри которого находятся диски из радиоактивного изотопа хрома 51Cr, должен быть готов к середине 2019 года.