ГлавнаяМусатов Н. Д. → Стекло бывает не только богемским

Мусатов Николай Дмитриевич

Главный специалист отдела технологии обращения с РАО АО «ВНИИНМ». Один из самых опытных специалистов в области обращения с радиоактивными отходами, занимается этой проблемой более 45 лет. Соавтор многих научных публикаций как в России, так и за рубежом. Неоднократно привлекался МАГАТЭ для работы в качестве эксперта. Удостоен Золотой медали ВДНХ и других наград.

Стекло бывает не только богемским

Я родился в 1949 году в Москве и прожил более 30 лет на Остоженке (бывшая Метростроевская). В 1966 году окончил школу № 50, где, надо сказать, училось много известных людей. Например, некоторое время со мной в одном классе учился Александр Градский, но он тогда был не Градский, а Фраткин. Правда, проучился он в этой школе недолго. Причиной этому стал вопрос, заданный им уже в первый день пребывания: «А есть ли в вашей школе хор?». Причем место, где он задал этот вопрос, было выбрано не совсем удачно, а именно, в отведенном администрацией школы месте для курения двоечников и отчисленных из школы местных хулиганов. Надо вам сказать, что сделанное Градским заявление вызвало живой интерес у присутствующих, которые в мягкой и ненавязчивой форме тут же попросили его продемонстрировать свои вокальные способности. Александр, нужно отдать ему должное, с блеском исполнил популярный в то время хит «Джамайка». Но, видимо, последовавшие после этого ежедневные просьбы еще раз повторить это импровизированное выступление не совсем входили в творческие планы будущего замечательного певца, и он был вынужден продолжить учебу в другой школе.

После окончания школы я поступил в Московский институт стали и сплавов, который успешно окончил в 1972 году по специальности "инженер-металлург". После окончания института меня пригласили во ВНИИНМ, в лабораторию № 41, возглавляемую В. В. Куличенко. Лаборатория занималась проблемами обезвреживания радиоактивных отходов разными методами: битумирование, цементирование и остекловывание. В штате лаборатории тогда было 58 человек, разделенных на несколько групп. Одна из них занималась вопросами цементирования и внедрения этой технологии на производственные объекты. Вторая разрабатывала процесс битумирования. Я же был направлен в группу, занимающуюся разработкой стеклоподобных матричных материалов и технологии остекловывания радиоактивных отходов высокого уровня активности (ВАО), возглавляемую Н. В. Крыловой.

Стеклоподобные матрицы для включения ВАО были выбраны не случайно. Люди научились изготавливать стекло еще за три тысячелетия до нашей эры, то есть «стеклоделию» уже 5 тысячелетий. Наш век нашел стеклам совершенно уникальное применение – изолировать от окружающей среды радиоактивные отходы. Чем же стекла так привлекательны для иммобилизации радиоактивных отходов? Своей стойкостью к коррозии в водных средах, прочностью, малой восприимчивостью к действию радиации и, конечно же, универсальностью к составам отходов, а значит - малой чувствительностью к изменениям химического состава включаемых в их состав радиоактивных материалов.

Поэтому для решения остро стоящей в конце 60-х годов прошлого века проблемы обращения с жидкими ВАО, накопленными на российских предприятиях атомной отрасли, особенно на ПО «Маяк», в качестве основного направления для решения этой проблемы было выбрано создание промышленной установки остекловывания, которая позволила бы накопленные и находящиеся на временном хранении жидкие ВАО перевести в более безопасное состояние, то есть в стекло. Сущность процесса остекловывания заключается в следующем: к солям, содержащимся в жидких радиоактивных отходах, добавляют специальные компоненты, в нашем случае – фосфорную кислоту. После смешивания в определенных пропорциях необходимых для получения стекла компонентов полученный раствор направляется в плавитель, где по мере нагревания последовательно проходят процессы обезвоживания (испарение воды), кальцинации (процесс перевода содержащихся в РАО солей в соответствующие оксиды) и плавления стекломассы. Полученный в результате остекловывания конечный продукт характеризуется значительно меньшим объемом по сравнению с исходными жидкими отходами, а также существенно увеличивает экологическую безопасность при дальнейшем хранении.

Вот с этих работ я и начал во "ВНИИНМ" свою трудовую деятельность, которой занимаюсь уже более 45 лет. Результаты, полученные коллективом ученых, где мне представилась возможность работать, были потом использованы при создании первого в мире цеха остекловывания с крупнотоннажными плавильными печами с производительностью до 500 л/ч по жидким ВАО (ЭП-500). Первая печь была запущена на ПО «Маяк» в 1987 году. В настоящее время эксплуатируется уже 5-я по счету печь подобной конструкции. За это время было переработано 640 миллионов кюри радиоактивных нуклидов. Для сравнения: при аварии в Чернобыле выброс активности составил около 60 миллионов.

За свой скромный вклад в разработку технологии остекловывания я был награждён Золотой медалью ВДНХ. Хорошо помню момент, когда моего старшего сына водили на экскурсию в ВДНХ. В павильоне атомной промышленности он и его школьные товарищи увидели макет печи ЭП-500. На прикрепленной под экспонатом табличке с указанием авторов этого экспоната была и моя фамилия. Увидев табличку, мой сын с мальчишеской гордостью сказал: «Это мой папа».

В настоящее время наше отделение продолжает разработку технологии и оборудования для переработки РАО. Теперь мы перешли на разработку малогабаритных дистанционно удаляемых плавителей на базе плавителя с холодным тиглем с высокочастотным индукционным разогревом стекломассы (ИПХТ), которые характеризуются высокой удельной производительностью при малых габаритах, отсутствием ограничений по температуре получения стекол и коррозионной устойчивостью конструкционных материалов.

Разработка альтернативных печам типа ЭП-500 плавителей особенно актуальна применительно к разрабатываемой в настоящее время по программе «Прорыв» энерготехнологии нового поколения на базе реакторов на быстрых нейтронах с замкнутым топливным циклом. Отличительной особенностью этой технологии является предельно высокая удельная активность ВАО, образующихся после переработки ОЯТ, которая обусловлена коротким временем послереакторной выдержки перерабатываемого ОЯТ. Надежная изоляция РАО от переработки ОЯТ с короткой послереакторной выдержкой потребует применения новых матричных материалов и применения плавителей, позволяющих их получение.

Хочется отметить, что во «ВННИНМ» мне очень повезло с коллегами. Мне посчастливилось работать вместе с академиком РАЕН Павлом Петровичем Полуэктовым. Это был очень интеллигентный человек и знающий специалист, которого сейчас нам очень не хватает. Из представителей старой бочваровской школы в отделении продолжают работать доктор химических наук Олег Александрович Устинов, доктор технических наук Владимир Иванович Волк, Сергей Николаевич Веселов и др. Эти люди живут работой, они - настоящие профессионалы. Появляется и достойная смена, что не может не радовать.

Окидывая ретроспективным взглядом проведенные во «ВНИИНМ» годы работы, я с особой теплотой вспоминаю широко практикуемые в советский период поездки на овощные базы и в подшефный совхоз «Львовский» на уборку картошки. А самые приятные воспоминания связаны с отдыхом на нашей базе отдыха «Агой», которой, к большому сожалению, уже нет. В заключение хотел бы отметить, что считаю область науки, где я работаю, очень важной и необходимой. Для того, чтобы не оставлять нашим детям и внукам проблемы с РАО, образующимися на предприятиях атомной промышленности, необходимо создавать промышленные установки и хранилища РАО, основанные на принципах безопасности, исключающие аварии с распространением радионуклидов в окружающую среду. Надеюсь, что наши преемники достойно продолжат это важное дело.

 

 

Предприятия: ВНИИНМ имени А.А. Бочвара, ОАО (Институт специальных металлов НКВД, Инспецмет НКВД, НИИ-9, ВНИИ неорганических материалов), ГК "Росатом", Маяк, ПО (Челябинск-40, Челябинск-65, завод № 817, ХК «Маяк»), Министерство среднего машиностроения СССР, аппарат (Минсредмаш СССР, Министерство атомной энергетики и промышленности СССР, Министерство Российской Федерации по атомной энергии, Минатом России, Федеральное агентство по атомной энергии, Росатом, Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом», госкорпорация «Росатом»), Чернобыльская АЭС

Персоналии: Полуэктов П.П., Устинов О.А.