На ГХК завершена конверсия высокообогащенного Никеля-63 для интеграции в «атомную батарейку» со сроком службы 50 лет

18 декабря 2018

На Горно-химическом комбинате (предприятие Госкорпорации «Росатом», дивизион ЗСЖЦ) завершён очередной этап создания бета-вольтаического источника питания на изотопе Ni-63 (никель-63): проведена конверсия рабочего газа, обогащённого по Ni-63 в форму, пригодную для нанесения на полупроводниковый преобразователь. В настоящий момент ожидается поставка соответствующих комплектующих для нанесения Ni-63 и окончательной сборки опытного образца «атомной батарейки». В основе конструкции преобразователя лежит новый дизайн, который качественно повышает эффективность всех компонентов.

Горно-химический комбинат выступает системным интегратором данного инновационного проекта, реализуемого на основе совокупности прорывных технологий уровня мегасайенс. Проект бета-вольтаического источника питания на Ni-63 был внесён на рассмотрение Совета Кластера «Железногорск» генеральным директором ГХК Петром Гавриловым 30 сентября 2014 года и развивался как кластерная тематика с учётом того, что одним из потенциальных потребителей продукта является АО «ИСС им. Решетнева» (Роскосмос). Однако в ходе реализации кооперация проекта вышла далеко за рамки кластера и сегодня может быть отнесена к категории мегасайенс-проектов в определении Указа Президента РФ от 07.05.2018 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года».

Как системный интегратор, Горно-химический комбинат осуществляет управление проектом и организовал работы по двум направлениям: получение высокообогащенного изотопа Ni-63 (более 10 этапов) и создание специальной структуры полупроводникового преобразователя (более 10 этапов). На исполнении ряда этапов были задействованы предприятия Росатома, обладающие уникальными компетенциями. На всех этапах специалисты Горно-химического комбината были непосредственными участниками работ и обеспечивали сопровождение проекта. Завершающий этап - сборка опытного образца - также пройдёт на Горно-химическом комбинате.

Для реализации проекта были воссозданы ряд технологий, в частности: получение рабочего газа из радиоактивного никеля-63 для его дальнейшего обогащения на центрифугах, получение необходимых реагентов для изготовления рабочего газа, перевод обогащённого газообразного никеля-63 в твёрдые соединения для нанесения на полупроводник, исключающий высокие технологические потери целевого изотопа. Научные и технические решения, которые были найдены для создания технологической цепочки получения изотопа, не имеют аналогов, что позволило защитить их патентами, действующими на территории РФ и за рубежом. Работа по защите интеллектуальной собственности продолжается, совокупная ёмкость новизны проекта - более десяти патентов.

Кроме этого реализация проекта привела к возрождению ряда производств. В частности, на Электрохимическом заводе (г. Зеленогорск, Красноярский край) был выведен в рабочий режим соответствующий каскад центрифуг, ранее законсервированный АО «ТВЭЛ» в целях экономии.

Источники питания на Ni-63 высокого обогащения и с новым дизайном преобразователя создают прорывную платформу для проектирования устройств новых поколений в области кибернетики и ИИ, где миниатюризированные источники данного типа в перспективе смогут имитировать работу нейронов головного мозга. Их не стоит рассматривать как альтернативу литиевым батарейкам. Это новый тип приборов, который станет базой для новой архитектуры электронных устройств.

Горно-химический комбинат - Федеральная ядерная организация, Федеральное государственное унитарное предприятие, (ФЯО ФГУП «ГХК»), предприятие Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом», дивизион ЗСЖЦ. Расположено в ЗАТО Железногорск Красноярского края. ФЯО ФГУП «ГХК» является ключевым предприятием Росатома по созданию технологического комплекса замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) на основе инновационных технологий нового поколения.