Шарыгин Леонид Михайлович

В лаборатории сорбентов

Науч­ной рабо­той я увлекся на чет­вер­том курсе физ­теха УПИ: на кафедре радио­хи­мии нас, сту­ден­тов, при­вле­кали к выпол­не­нию дого­вор­ных работ. Поступив в аспи­ран­туру кафедры радио­хи­мии, я увлекся вопро­сами адсорбци­он­ных процес­сов, физико-хими­че­ской меха­ни­кой дисперс­ных систем. Я само­сто­я­тельно изу­чил пуб­ли­кации ведущих уче­ных в этой обла­сти^ Дуби­нина М. М., Кисе­лева А. В., Радуш­ке­вича Л. В., Ребин­дера П. А., кото­рые и сформи­ро­вали мои науч­ные взгляды. В 1968 году я защи­тил кан­ди­дат­скую дис­сер­тацию.

В 1969 году руко­вод­ство Сверд­лов­ского фили­ала НИКИЭТ (ныне — АО «Инсти­тут ради­аци­он­ных мате­ри­а­лов») при­гла­сило меня возгла­вить лабо­ра­то­рию сор­бен­тов и водоподго­товки реак­тора ИВВ-2М. Здесь меня осо­бенно при­влекла науч­ная задача по раз­ра­ботке термо­стойких неорга­ни­че­ских сор­бен­тов для высо­ко­темпе­ра­тур­ной очистки вод­ного теп­ло­но­си­теля АЭС от про­дук­тов кор­ро­зии и актив­но­сти. Эту задачу наш Инсти­тут выпол­нял, наряду с круп­нейшими инсти­ту­тами страны — ИАЭ, ФЭИ, НИФХИ им. Л. Я. Карпова, в соот­вет­ствии с поста­нов­ле­нием комис­сии Пре­зи­ди­ума по военно-промыш­лен­ным вопро­сам и при­ка­зом Мини­стра сред­него маши­но­стро­е­ния.

Работы в лабо­ра­то­рии нача­лись с созда­ния обо­ру­до­ва­ния для иссле­до­ва­ния неорга­ни­че­ских сор­бен­тов как высо­ко­дисперс­ных пори­стых тел. Были изго­тов­лены три современ­ные ваку­ум­ные адсорбци­он­ные уста­новки и уста­новка для сня­тия спек­тров ком­би­наци­он­ного рас­се­я­ния света, что поз­во­лило под­нять науч­ный уро­вень раз­ра­бо­ток. План поиска наи­бо­лее устой­чи­вых оксид­ных модифи­каций в усло­виях работы пер­вого кон­тура реак­тора был рас­пре­де­лен между сотруд­ни­ками лабо­ра­то­рии с кон­крет­ным зада­нием в рам­ках еди­ной программы.

Надо отме­тить, что в лабо­ра­то­рии сложился тру­до­спо­соб­ный, актив­ный науч­ный кол­лек­тив из выпуск­ни­ков физико-тех­ни­че­ского и хими­че­ского факуль­те­тов УПИ. Для повыше­ния науч­ного уровня сотруд­ни­ков я читал им курс лекций о струк­ту­рах неорга­ни­че­ских сор­бен­тов и тех­но­логии их полу­че­ния.

В соав­тор­стве с кол­лек­ти­вом лабо­ра­то­рии были раз­ра­бо­таны термо­стойкие неорга­ни­че­ские сор­бенты на основе гра­ну­ли­ро­ван­ной дву­окиси титана, сор­бент марки ГДТ и тех­но­логии его полу­че­ния. Модифици­ро­ва­нием ГДТ дву­оки­сью цир­ко­ния полу­чен сор­бент марки ГДТ-М. По раз­ра­бо­тан­ным тех­но­логиям было создано опыт­ное про­из­вод­ство сор­бен­тов ГДТ и ГДТ-М и нара­бо­тано более 6 тонн мате­ри­ала. Позд­нее, к концу 70-х годов, ведущими инсти­ту­тами страны при­знано, что СФ НИКИЭТ ближе всех ока­зался к реше­нию этой задачи.

Прак­ти­че­ская дея­тель­ность лабо­ра­то­рии сор­бен­тов состо­яла в под­дер­жа­нии водно-хими­че­ского режима иссле­до­ва­тельского реак­тора ИВВ-2М. Суще­ствующая система очистки воды реак­тора не обес­пе­чи­вала ее каче­ства по про­дук­там кор­ро­зии, осо­бенно по алюми­нию, что часто при­во­дило к оста­новке реак­тора и много­чис­лен­ным наре­ка­ниям руко­вод­ства инсти­тута ко мне как началь­нику лабо­ра­то­рии. Для повыше­ния каче­ства теп­ло­но­си­теля были изго­тов­лены голов­ной и хво­сто­вой меха­ни­че­ские фильтры, загружен­ные сор­бен­том марки ГДТ, раз­ра­бо­тан­ным в лабо­ра­то­рии. Это поз­во­лило быстро выве­сти про­дукты кор­ро­зии из кон­тура реак­тора и обес­пе­чить высо­кие пока­за­тели каче­ства теп­ло­но­си­теля. По этой при­чине пре­кра­ти­лись ава­рий­ные ситу­ации на реак­торе.

Нали­чием изоб­ре­те­ний оце­ни­ва­лись новизна и уро­вень научно-иссле­до­ва­тельских работ, кон­ку­рен­то­спо­соб­ность их с зару­беж­ными раз­ра­бот­ками. Я тре­бо­вал от сотруд­ни­ков перед каж­дой новой темой про­во­дить пол­но­масштаб­ный патент­ный поиск. Рабо­тали, что назы­ва­ется, по-япон­ски, патен­то­вали абсо­лютно всё: составы сор­бен­тов, спо­собы и тех­но­логию их полу­че­ния. В январе 1981 года Все­союз­ным инсти­ту­том патент­ной экс­пер­тизы (ВНИ­ИГПЭ) СФ НИКИЭТ было выдано сви­де­тельство о реги­страции товар­ного знака на сор­бенты марки «Термок­сид», а в 90-е годы тех­но­логия полу­че­ния сор­бен­тов на основе окси­дов цир­ко­ния, титана и олова была запа­тен­то­вана за рубежом.

Зна­чи­тель­ным достиже­нием лабо­ра­то­рии я счи­таю раз­ра­ботку золь-гель тех­но­логии полу­че­ния гра­ну­ли­ро­ван­ных неорга­ни­че­ских сор­бен­тов на основе гид­ра­ти­ро­ван­ных окси­дов титана, цир­ко­ния и олова. Раз­ра­бо­тан­ная золь-гель тех­но­логия полу­че­ния сорбци­он­ных мате­ри­а­лов намного опе­ре­дила время и стала одним из при­ме­ров инно­ваци­он­ных тех­но­логий. Высо­кая эффек­тив­ность исполь­зо­ва­ния новых сорбци­он­ных мате­ри­а­лов поз­во­лила Мини­стер­ству атом­ной энерге­тики в 1987 году при­нять реше­ние о созда­нии на тер­ри­то­рии Бело­яр­ской АЭС мало­тон­наж­ного про­из­вод­ства сор­бен­тов марки «Термок­сид». Высо­кой оцен­кой твор­че­ского достиже­ния лабо­ра­то­рии я счи­таю при­суж­де­ние Госу­дар­ствен­ной премии СССР в 1988 году за раз­ра­ботку термо­стойких неорга­ни­че­ских сор­бен­тов.

Слу­ча­лись и экс­тра­ор­ди­нар­ные ситу­ации. В 1988 году мы полу­чили сроч­ный при­каз дирек­тора НИКИЭТ Е. О. Адамова: раз­ра­бо­тать фильтрующий мате­риал и систему очистки парога­зо­вых выбро­сов из-под кон­таймента реак­тора от аэро­зо­лей и ради­о­нук­ли­дов йода при тяже­лой ава­рии в рам­ках меж­ду­на­род­ной программы ACE, кото­рая должна была быть готова к 1989 году для испыта­ний в США. Обо­ру­до­ва­ние для системы очистки раз­ра­ба­ты­вал и изго­тав­ли­вал Сверд­НИ­И­химмаш. В нашей лабо­ра­то­рии в очень корот­кие сроки под эту задачу был раз­ра­бо­тан термо­стойкий сор­бент на основе диок­сида титана, полу­чивший товар­ную марку Термок­сид-58. Были про­ве­дены испыта­ния сор­бента, осуществ­лена нара­ботка мате­ри­ала раз­ного дисперс­ного состава. Система очистки вклю­чала много­слой­ный насып­ной фильтр, загружен­ный сор­бен­том. В фев­рале 1989 года создан­ная фильтрующая система успешно испытана в Хэмфорде (США) в рам­ках меж­ду­на­род­ной программы ACE, в кото­рой я при­нимал уча­стие от СФ НИКИЭТ. Испыта­ния пока­зали высо­кую эффек­тив­ность очистки газа от аэро­зо­лей на уровне лучших зару­беж­ных систем.

В нашей повсе­днев­ной работе слу­ча­лись и курьез­ные, нелепые ситу­ации. Вот одна из них. Выше я рас­ска­зы­вал, что наша лабо­ра­то­рия отве­чала за вод­ный режим реак­тора. В зда­нии реак­тора, где про­во­дили реге­не­рацию кати­о­ни­тов, мой сотруд­ник, под­нимая 20-лит­ро­вую стек­лян­ную бутыль с концен­три­ро­ван­ной соля­ной кис­ло­той, спо­ткнулся и уро­нил ее в лест­нич­ном про­лете зда­ния реак­тора. Пары лету­чей жид­ко­сти ворва­лись в ком­наты и на пульт управ­ле­ния реак­тора. Воз­никла паника, и началь­ник смены реак­тора, не выяс­няя, в чем дело, срочно по гром­кой связи объявил сиг­нал эва­ку­ации: «Всем поки­нуть зда­ние!». Я при­бежал к месту про­ис­ше­ствия и орга­ни­зо­вал нейтра­ли­за­цию кис­лоты содой. Глав­ный винов­ник паники не постра­дал, отде­лался дыря­выми нос­ками. А для меня как началь­ника лабо­ра­то­рии это был урок, после чего я веж­ливо отно­сился к вопро­сам тех­ники без­опас­но­сти.

Сей­час многие страны мира отка­зы­ваются от ядер­ной отрасли, моти­ви­руя этот отказ ката­строфи­че­скими послед­стви­ями ава­рий на АЭС и под­вергая сомне­нию возмож­ность суще­ство­ва­ния доста­точно без­опас­ной ядер­ной энерге­тики. Я не раз­де­ляю эту точку зре­ния. Наши реак­торы типа ВВЭР являются самыми без­опас­ными в мире.

Возьмем нашу сферу. При­ме­не­ние сор­бен­тов поз­во­ляет суще­ственно повы­сить эко­логи­че­скую без­опас­ность АЭС. Наш мате­риал Термок­сид-35 ока­зался лучшим среди оте­че­ствен­ных и зару­беж­ных ана­логов по эффек­тив­но­сти очистки вод­ных сред от ради­о­нук­ли­дов цезия. Он вошел в про­ект ВВЭР, а также в про­ект уста­новки по пере­ра­ботке жид­ких радио­ак­тив­ных отхо­дов. Сор­бент широко исполь­зу­ется на атом­ных станциях Рос­сии и за рубежом для очистки деба­лас­ных вод, реге­не­ра­тов ионо­обмен­ных фильтров, жид­ких радио­ак­тив­ных отхо­дов и лик­ви­дации послед­ствий ава­рий­ных ситу­аций.

При­веду при­мер исполь­зо­ва­ния наших мате­ри­а­лов для повыше­ния эко­логи­че­ской без­опас­но­сти Бело­яр­ской АЭС. В результате дли­тель­ной экс­плу­а­тации актив­ность вод­ного теп­ло­но­си­теля бас­сей­нов выдержки отра­бо­тан­ного топ­лива пер­вого и вто­рого бло­ков Бело­яр­ской АЭС достигла зна­чи­тель­ной вели­чины. Большие объемы воды бас­сей­нов выдержки и высо­кая актив­ность теп­ло­но­си­теля созда­вали потенци­аль­ную опас­ность окружающей среде и обслужи­вающему пер­со­налу в слу­чае разгерме­ти­за­ции бас­сей­нов. Была создана уста­новка для очистки от ради­о­нук­ли­дов воды бас­сей­нов, загружен­ная ради­аци­онно-стойким сор­бен­том Термок­сид-3А. За корот­кий промежу­ток работы уста­новки вода в бас­сей­нах выдержки была зна­чи­тельно очищена от ради­о­нук­ли­дов до пре­дельно допу­стимых норм, и тем самым лик­ви­ди­ро­вано потенци­ально опас­ное радио­хи­ми­че­ское загряз­не­ние. Уста­новка до насто­ящего времени нахо­дится в экс­плу­а­тации на Бело­яр­ской АЭС и пери­о­ди­че­ски вклю­ча­ется в работу, когда актив­ность теп­ло­но­си­теля пре­вышает допу­стимые нормы.

В том, что мне уда­лось сде­лать, есть большая заслуга моей жены Люд­милы Ана­то­льевны. Инже­нер-эко­номист, в свое время она оста­вила хорошую работу в Сверд­лов­ске и при­е­хала вме­сте со мной в Зареч­ный. Ей пред­ложили орга­ни­зо­вать в Инсти­туте биб­лио­теку и группу научно-тех­ни­че­ской и патент­ной информации. Дело для нее было новым, но как она сама гово­рит: «Зна­ния росли от огром­ного коли­че­ства раз­ных запро­сов спе­ци­а­ли­стов». Она помогала в поиске науч­ной лите­ра­туры в отрас­ле­вых и все­союз­ных цен­трах информации, в оформ­ле­нии ста­тей и заявок на изоб­ре­те­ния. Благо­даря ей создан архив моих пуб­ли­каций, изда­ние моих книг — тоже ее заслуга.

Обе наши дочери, закон­чив химико-тех­но­логи­че­ский факуль­тет УПИ, рабо­тают на фирме «Термок­сид» и, можно ска­зать, про­должают мое дело.