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.