ГлавнаяСоколовский Ю. С. → Технология длиною в жизнь

Соколовский Юрий Сергеевич

Ветеран атомной энергетики и промышленности. Кандидат химических наук, начальник лаборатории НИИАР. Соавтор более 100 научных изданий.

Технология длиною в жизнь

Впервые о физико-техническом факультете я и мой друг Эрнест Ждахин узнали или услышали, когда заканчивали в 1950 году десятый класс Свердловской школы № 37. Мы с ним мечтали поступить в авиационный или другой институт, связанный с разработкой новой или военной техники, еще свежа была память о недавно окончившейся войне. Написали письма и получили приглашение на экзамены в Казанский авиационный институт и Ленинградский институт военной техники. Но наши родители уговорили нас не уезжать в другой город и поступать в институт в Свердловске. И тут появились слухи о созданном в Уральском политехническом институте им. С. М. Кирова (ныне Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина) каком-то закрытом факультете, якобы связанном с работами по атомной бомбе (а ее как раз испытали – взорвали у нас в стране в 1949 году). Надо представить те времена "холодной войны", чтобы понять наш интерес к этому факультету.

В 1950 году состоялся первый официальный набор студентов на физико-технический факультет УПИ, и мы, однокашники (Б. Слободин, Б. Шишканов, Э. Ждахин и я), после сдачи экзаменов были зачислены на первый курс, часть из нас – в группу Ф-121.

Началась студенческая жизнь, лекции и практические занятия. Деканат факультета (насколько помню, деканом был Евгений Иванович Крылов) с несколькими аудиториями для закрытых лекций ютился на втором этаже экономического факультета, а кафедры и лаборатории были разбросаны по всем корпусам и подвалам института. Иногородние физтехи ютились в седьмом студенческом корпусе, «собственное» общежитие было построено в 1953 году, а здание факультета – в 1956 году, но нам не пришлось в нем учиться.

Из нас, как нам заявляли преподаватели, готовили специалистов широкого профиля, поэтому нас пичкали всем, что могло понадобиться в будущей работе, которую мы не представляли. Начали с изготовления молотков на занятиях по ХОМ (холодная обработка металла). Как впоследствии показала жизнь, многие предметы и знания оказались полезными, даже строительное дело. Выражаю свою запоздалую благодарность всем преподавателям и персоналу, учившим нас уму-разуму.

Многое мы почерпнули из производственных практик. Мы побывали в г. Молотове (ныне г. Пермь), в г. Березники на калийной шахте и на заводе по изготовлению удобрений, в г. Казани, в Горьком (ныне Нижнем Новгороде), в г. Балашихе на бумажном комбинате, в г. Дзержинске на комбинате им. Калинина. Из Горького на пароходе, на палубе и в трюме третьим классом спускались по Волге, останавливались в городах Куйбышеве (ныне г. Самара) и Сталинграде (ныне г. Волгоград), осмотрели шлюзы только что открытого канала Волга-Дон.

Первая производственная практика проходила на комбинате им. Калинина в 1953 г., следующая – в 1954 г. – на Полевском криолитовом заводе, где мы ознакомились с производством различных фтористых соединений и работали на самых тяжелых и вредных участках. Преддипломная практика проходила в 1955–1956 г.г. в г. Глазове на Чепецком механическом заводе, и там же я защитил дипломную работу по новому тогда направлению: «Проект цеха по производству тетрафторида урана фторированием двуокиси урана фтористым водородом». Тогда уже стала проясняться направленность будущей производственной деятельности.

В те давние студенческие годы мы не только учились, но и занимались любительским спортом. Я целый год занимался гимнастикой, три года тягал штангу, был даже чемпионом УПИ. Ездил со сборной командой студентов-штангистов УПИ и городских институтов под руководством нашего тренера Владимира Гроссмана на соревнования Центрального совета спортобщества «Наука» в г. Тбилиси (1953 г.) и в г. Львов (1954 г.).

Но учеба и студенческая жизнь подошли к концу, и нас, группу Ф-626, летом 1956 г. повезли в Москву на распределение в Министерство, тогда еще размещавшееся в Старомонетном переулке, 26. Нас направляли в закрытые и полузакрытые Челябинск-40, Красноярск-26, Усть-Каменогорск, в Среднюю Азию и в другие города страны. Я был направлен в Джалал-Абад-13 (г. Майли-Сай), Киргизия, это в отрогах Тянь-Шаньских гор, примыкающих с севера к Ферганской долине. Туда же приехали Б. Слободин и В. Брагин с женами, и мы начали работать начальниками смен на заводе по получению концентрата урана из руды.

В начале 1959 г. Б. Слободин с семьей уехал в Свердловск и поступил на работу в Институт химии УФАН СССР. Он же сообщил мне, что в УФАН создается Институт электрохимии с интересным направлением работ, а его директор - доктор технических наук, профессор М. В. Смирнов - набирает аспирантов. Я вернулся в Свердловск.

Так я и еще один выпускник физтеха П. Усов в 1959 г. стали аспирантами Института электрохимии УФАН. Директором института (и его основателем, и нашим научным руководителем) был доктор химических наук Михаил Владимирович Смирнов. В институте было около 40 сотрудников, они занимались высокотемпературными топливными элементами и изучением электрохимического поведения и выделения редких металлов в расплавленных солях, в том числе делящихся (уран, торий), и металлов, являющихся продуктами деления. Закладывались основы пироэлектрохимической переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в расплавленных солях. Темой моей диссертационной работы было электрохимическое поведение церия в хлоридных расплавах. Прошло четыре года, и к маю 1964 г. моя диссертация была готова.

Мы жили в коммунальной квартире в Пионерском посёлке г. Свердловска. Улучшения жилищных условий не ожидалось, а тут появился НИИАР (Научно-исследовательский институт атомных реакторов) в г. Мелекессе (ныне г. Димитровград), где трехкомнатную квартиру обещали в течение трех месяцев. Там уже работали Леонид Бабиков, Юрий Савочкин, В. Силин и молодой кандидат наук из института электрохимии Олег Скиба. В декабре 1964 г. в эту компанию влился и я, а в 1965 г. моя семья переехала в Мелекесс.

В НИИАР при поддержке директора, доктора физико-математических наук О.Д. Казачковского и начальника радиохимического отдела доктора химических наук Г.Н. Яковлева одновременно началась практическая разработка двух неводных технологий регенерации ОЯТ (отработавшего ядерного топлива) – газофторидной и пироэлектрохимической с использованием расплавленных солей, о которых было немного известно - в основном, из американских работ. Первую курировали (опекали и продвигали) московские институты ИАЭ им. И. В. Курчатова, ВНИИХТ и ВНИИНМ им. А.А. Бочвара (вскрытие ОЯТ), вторую – свердловский Институт электрохимии УФАН и кафедра технологии редких и рассеянных элементов ФТФ УПИ. Значительную часть экспериментального оборудования для исследования технологических процессов обеих технологий в дистанционных условиях, в защитных камерах, разрабатывал и изготавливал СвердНИИхиммаш.

Десять лет, работая старшим научным сотрудником и начальником лаборатории, я занимался исследованиями электрохимических процессов переработки ОЯТ. Сначала было изучено поведение нептуния в расплаве смеси хлоридов щелочных металлов при растворении его оксида хлорированием и последующем электролизе расплава с выделением на катоде кристаллов диоксида нептуния – это было в то время сделано впервые. До этого ранее в США и др. странах, а также в Институте электрохимии УФАН и на кафедре ФТФ (в т.ч. с участием О.В. Скибы) были выполнены аналогичные работы, лежащие в основе пироэлектрохимической технологии переработки ОЯТ. Далее началась конкретная работа по созданию опытных конструкций хлораторов-электролизеров с подбором и использованием различных коррозионностойких конструкционных материалов и другого оборудования технологии. В него входили приспособленные для дистанционного обслуживания в защитных камерах устройства измельчения катодных осадков, вакуумные печи для удаления остатков солевого электролита, вакуумные ковши для извлечения из хлораторов-электролизеров расплавленного электролита и др. Были созданы экспериментальные установки ЭРА-1 – ЭРА-5, на которых проходила отработка технологических процессов пироэлектрохимической технологии и которые послужили в дальнейшем основой установок для получения гранулированного диоксида урана и МОКС-топлива, использовавшихся для изготовления виброуплотненных твэлов и ТВС реактора БОР-60. Однако не были преодолены трудности, связанные с низкой коррозионной стойкостью используемых  конструкционных материалов.

При проведении работ с облученным ядерным топливом выявился непреодолимый недостаток пироэлектрохимической технологии – низкая очистка урана и плутония от осколочных элементов (продуктов деления, ПД), которая составляла в основном 1–3 порядка, для некоторых ПД – 4–5 порядков, в отличие от газофторидной, которая позволяла достигать степени очистки 6–8 порядков. Я постоянно об этом говорил, и мне предложили заняться этой темой. Поэтому с 1975 г. все последующие 34 года я занимался разработкой газофторидной технологии переработки ОЯТ.

Для модернизированной установки «Фрегат» коллектив лаборатории газофторидных процессов совместно с сотрудниками ИАЭ им. И. В. Курчатова создали оборудование и провели исследования по фторированию облученного уран-плутониевого оксидного топлива в плазменном реакторе и очистке образующихся гексафторидов урана и плутония от фторидов продуктов деления. Степень очистки гексафторида урана от продуктов деления достигала шести–восьми порядков, как при экстракционной технологии, а гексафторида плутония – трёх–четырех.

Для создания цельной, завершённой газофторидной технологии необходимо было провести исследования по конверсии (пирогидролизу) очищенного от ПД гексафторида урана в гранулированный диоксид урана (так было принято для изготовления твэлов методом виброуплотнения). Для этой цели совместно с ВНИИХТ была создана установка «Кипящий слой-2» (КС-2), и после усовершенствования аппарата пирогидролиза и отработки технологии были получены партии шароподобных гранул диоксида урана с требуемой плотностью и быстрой виброуплотняемостью в твэлах. Далее была создана экспериментальная установка ПКС-3 и выполнены работы по получению гранулированного МОКС-топлива при пирогидролизе смеси гексафторидов урана и плутония.

Усилиями НИИАР, ИАЭ им. И. В. Курчатова, ВНИПИЭТ, СвердНИИхиммаш, ВНИИХТ, ВНИИНМ, в содружестве с НИИ Чехословакии в НИИАР в 1977–1987 г.г. была создана и испытана укрупненная экспериментальная установка «Фрегат-2» с производительностью по фторированию до 3 кг ОЯТ в час.

С наступлением 90-х (сокращение финансирования) начались работы по договорам. Например, были проведены работы по организации рабочих мест с боксами с инертной средой, по разработке необходимых устройств и изготовлению опытных образцов литиевых химических источников тока с электролитами на основе апротонных диполярных растворителей. Была также выполнена большая работа по разработке технологии переработки уран-бериллиевых сплавов с использованием фтористого водорода, по созданию экспериментальной установки. Переработана партия сплава с получением чистого по бериллию диоксида обогащенного урана.

В результате этих работ была выпущена брошюра «Разработка газофторидной технологии переработки отработавшего ядерного топлива» (2011 г.) и в соавторстве с коллективом – более 100 научных трудов (отчетов, патентов и публикаций).

Кроме этого, по договорам мне пришлось разрабатывать множество технических заданий, исходных данных и схем на выполнение эскизных проектов заводов по переработке ОЯТ газофторидными методами и участвовать в проведении их технико-экономических исследований. Сюда следует отнести совместный советско-французский проект завода на 70 т в год топлива реакторов на быстрых нейтронах, проект завода РТ-2 для переработки топлива ВВЭР, проект завода по переработке отработавшего топлива легководных реакторов по контракту с фирмой COGEMA (группа AREVA), Франция.

Для Англии (BNFL) и Японии (Marubeni) по контрактам были подготовлены отчеты о выполненных в НИИАР исследованиях по разработке газофторидной технологии переработки ОЯТ. В рамках выполнения этих работ я побывал в научно-исследовательских центрах в Чехословакии и Японии, а во Франции – и на заводе COGEMA по переработке ОЯТ на мысе Ла Аг.

Возвращаясь от производственных дел и воспоминаний к быстротекущей жизни, хочу сказать несколько слов о тех физтехах, которые работали или работают в НИИАР и находятся в моем поле зрения. Это ныне здравствующий ветеран физтеха, ФГУП «ПО «Маяк»» и АО «ГНЦ НИИАР» Зотий Иванович Пахомов, с которым я живу в одном доме, Юрий Ефремов, Геннадий Тимофеев, Владислав Мишенев, Анатолий Кириллович, Геннадий Маслаков, Михаил Воробей, Сергей Вавилов, Владимир Бретцер-Портнов, Дмитрий Рыбин, Анатолий Лукиных, Алексей Ижутов, Игорь Макаров и многие другие. Долго работали в НИИАР Петр Трифонович Породнов, Герман Николаевич Казанцев.

Предприятия: ВНИИНМ имени А.А. Бочвара, ОАО (Институт специальных металлов НКВД, Инспецмет НКВД, НИИ-9, ВНИИ неорганических материалов), ВНИИХТ (Ведущий Научно-Исследовательский Институт Госкорпорации "Росатом" по Химическим Технологиям), ВНИПИпромтехнологии, Курчатовский институт, Российский научный центр (Лаборатория № 2 Академии наук СССР, Лаборатория измерительных приборов АН СССР, ЛИПАН, Институт атомной энергии Академии наук СССР им. И.В. Курчатова), 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»), НИИАР, ГНЦ (Научно-исследовательский институт атомных реакторов)

Персоналии: Казачковский О. Д.