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.