Соколовский Юрий Сергеевич

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 гг. 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 vини­стер­ство, 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 гг. 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.