Первая в мире атомная электростанция. Первые в мире опытно-промышленные реакторы на быстрых нейтронах. Первый в мире термоэмиссионный реактор для космических кораблей. Первый в мире реактор со свинцово-висмутовым теплоносителем для подводных лодок. Все это гордость и слава Физико-энергетического института.
Героическое прошлое
Чему обязан ФЭИ своим рождением? В самом конце Второй мировой американцы применили атомные бомбы. А когда наступил долгожданный мир, началась долгая ядерная гонка между СССР и США. Нам нужно было догнать. Создать с нуля новую науку, технологии, промышленность.
31 мая 1946 года создается уникальный элемент огромного ядерного военно-промышленного комплекса СССР, но не имеющий прямого отношения к созданию бомбы — Лаборатория «В». Ей поставили главную задачу — разрабатывать реакторы. И прислали в помощь немецких специалистов. В том числе и главного «реакторщика» Германии Хайнца Позе, который и стал первым научным руководителем лаборатории. Прошло всего три года — и за это время подготовили своих «головастиков», немцев отправили домой.
История института переплелась с историей города в тугой узел. Обнинск порожден институтом, много улиц названо в честь его великих ученых. Кто в городе не знает фамилий Бондаренко, Лейпунского, Блохинцева, Ляшенко, Усачева, Малых? За каждым именем — научный подвиг.
Самое громкое событие в истории и института, и города — пуск первой в мире АЭС 26 июня 1954-го. Обнинск стал точкой, откуда стартовала новая энергетическая эра человечества. Станцию построили всего за три года, попутно решая множество сложнейших инженерных задач. На карте города это событие отмечено именами Игоря Курчатова (научного руководителя атомного проекта СССР), Дмитрия Блохинцева (директора института в 1950-1956 годах), Василия Ляшенко (начальника материаловедческого отдела), Владимира Малых (главного технолога).
Одновременно торился и другой путь в ядерной энергетике — разрабатывались реакторы на быстрых нейтронах, в которых происходит воспроизводство топлива. «Отец» этого направления — научный руководитель института Александр Лейпунский. В ФЭИ в 50-60-е годы под его руководством построили три исследовательских реактора на быстрых нейтронах. А уже после смерти ученого запустили для нужд народного хозяйства реакторы БН-350 (в Казахстане) и БН-600 (на Белоярской АЭС). Россия, благодаря идеям Лейпунского, — мировой лидер в области быстрых реакторов, больше никто в мире не справился с эксплуатацией подобных промышленных энергетических установок.
Однако Золотую Звезду Героя Соцтруда Лейпунский получил не за быстрые реакторы, а за создание энергетических установок для подводных лодок. Свинцово-висмутовые реакторы позволили советским субмаринам установить непревзойденные до сих пор рекорды скорости и маневренности.
«Поднялся» ФЭИ и в космос, воплотив идеи Игоря Бондаренко (замдиректора в 60-е годы) о прямом преобразовании ядерной энергии в электрическую. В 70-80-е годы вывели на орбиту три десятка кораблей с ядерными реакторами на борту. Установка ТОПАЗ — это такая же технологическая вершина отечественной космонавтики, как ракета «Энергия» или многоразовый корабль «Буран».
У института немало и других славных страниц в истории, он стоит на мощном фундаменте выдающихся научных и технологических достижений. И это позволяет работать на будущее.
Перспективное настоящее
Тяжелое время перехода на новые экономические отношения закончилось, и государство, осознав необходимость достойного финансирования ядерных исследований, повернулось к институту лицом. Направлений, в которых сейчас развивается институт, немало. Трудно выделить главное из них, но традиционно считается, что ФЭИ — это в первую очередь институт быстрых реакторов.
Новые реакторы
И в этом направлении обнинские физики добились грандиозного успеха — под их научным руководством в 2015 году на Белоярской АЭС запустили новый энергоблок с реактором БН-800, который в этом году выйдет на полную проектную мощность. Однако, как говорит заместитель генерального директора по быстрым реакторам Владимир Поплавский: «На этом реакторе мы будем параллельно с производством электроэнергии отрабатывать технологии замкнутого ядерного цикла». Несмотря на общепризнанность необходимости подобных технологий в будущем, такого в мире еще никто не делал. Что такое замкнутый ядерный цикл, в двух словах: в новом реакторе планируется в будущем использовать не новое топливо, а отработавшее на нем же. Конечно, оно потребует переработки, и для этого в Сибири уже строится специальный завод.
Перевести всю ядерную энергетику страны на замкнутый топливный цикл в одночасье невозможно, это дело десятилетий. И следующий шаг — строительство реактора БН-1200. Он не просто более мощный. «В нем много принципиальных отличий от БН-800, — говорит Владимир Поплавский. — Улучшающих конструкцию и повышающих надежность». Технический проект БН-1200 разработан. Остается дождаться решения о его строительстве.
А обнинские физики уже смотрят еще дальше. Как сделать реакторы БН безопасней? В первом его контуре — натрий, который через теплообменник отдает тепло другому пароводяному контуру. Соединение воды и натрия чревато их химическим взаимодействием (хотя за всю историю эксплуатации быстрых реакторов серьезных аварий не случалось). «Мы думаем над тем, как заменить водяной пар инертными газами — аргоном и гелием, — делится планами Владимир Поплавский. — Еще в институте разрабатываются реакторы других типов — со свинцовым, свинцово-висмутовым теплоносителем. Ведутся работы по реакторам малой мощности для обогрева северных городов».
Новый ускоритель
В декабре прошлого года арсенал ФЭИ пополнился новым голландским ускорителем элементарных частиц Tandetron. «Это прекрасное дополнение к имеющимся российским ускорителям», — говорит директор отделения перспективных исследований Олег Грудзевич. Да, ФЭИ — институт, решающий в первую очередь прикладные задачи. Но и о фундаментальной науке здесь не забывают. Так, в прошлом году институт сообщил об открытии эффекта распада ядра на холодные осколки — эти исследования шли 10 лет на ускорителях.
Tandetron — многопрофильная «машина», позволяющая решать самые разные задачи. «К нему уже очередь стоит, как за колбасой когда-то», — шутит Олег Грудзевич. Что он может? «Облучать полупроводниковые материалы, что позволит увеличить быстродействие чипов и уменьшить их в размерах, — объясняет Грудзевич. — Испытывать конструкционные материалы ядерных реакторов. Нарабатывать изотопы для позитрон-эмиссионной томографии. И многое другое». А в дальней перспективе новый ускоритель сможет приобрести «врачебную профессию». Его параметры вполне отвечают требованиям нейтрон-захватной терапии, при которой пучок нейтронов лечит таких онкобольных, которым невозможно сделать операцию. В этом случае ускоритель будет использоваться только по медицинскому назначению. По приблизительным расчетам, он сможет помогать четырем тысячам больных в год.
Новые источники
ФЭИ успешно развивает медицинское направление, много лет производя изделия медицинской техники для ядерной медицины и снабжая ими клиники России. Генераторы технеция — незаменимый инструмент для быстрой и качественной диагностики различных заболеваний, офтальмоаппликаторы — эффективный инструмент для лечения онкологических заболеваний глаза. Еще одно изделие, которое должно стать в ближайшее время незаменимым инструментом лечения многих онкологических заболеваний — генератор рения-188. Этот генератор ФЭИ уже выпускает и с появлением к нему фармацевтических наборов он будет очень востребован во многих клиниках России и за рубежом. А в этом году в борьбе с раком ФЭИ вышел на принципиально новый уровень, начав производить отечественные микроисточники йода-125 для операций брахитерапии. Уже состоялся завершающий этап их испытаний — в трех клиниках, в том числе и в МРНЦ, было сделано 36 успешных операций. И со дня на день институт должен получить официальное разрешение на массовое производство микроисточников.
«Наши микроисточники в три-четыре раза дешевле импортных аналогов, — говорит начальник научно-производственного комплекса изотопов и радиофармпрепаратов Николай Нерозин. — Наша опытная установка может выпускать около 50 тыс. микроисточников в год. Это не так много, как кажется. Этим количеством можно обеспечить всего около 600 операций. А в России 10 тыс. больных в год нуждаются в такой операции, и с каждым годом это количество растет. Перед нами поставлена задача по созданию производства таких источников с мощностью 500 тыс. и более, чтобы постепенно полностью удовлетворить рынок России отечественным изделием. Это непростая задача и потребуется привлечение компетенций многих предприятий Росатома, а возможно, и предприятий других отраслей. Однако мы уверены в осуществимости такой задачи».
Есть и другие интересные планы. В ФЭИ намерены увеличить выпуск офтальмоаппликаторов с рутением-106. Сейчас налажен выпуск 6-ти их типоразмеров, а будет 30. Кроме рутениевых прорабатывается выпуск офтальмоаппликаторов на основе стронция-90. Совместно с МРНЦ им. А.Ф.Цыба ведется работа по созданию радиофармпрепарата для лечения рака печени на основе иттрия-90. Он будет в несколько раз дешевле иностранного аналога.
...В 2026-м, когда институт будет отмечать очередной юбилей, сегодняшний день будет историей. И то, о чем написано здесь, как о будущем, станет настоящим. В институте уверены — обязательно станет. Сюда пришло много грамотных, амбициозных молодых людей, которые неизбежно добьются успеха. У них — все впереди. Пройдет время, и уже их именами назовут новые обнинские улицы.
