Госкорпорация «Росатом» подвела итоги выполнения в 2022 году комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ» (КП РТТН). Все ключевые показатели по пяти федеральным проектам программы были выполнены.
В частности, организации Росатома выполнили работы по 54 госконтрактам на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) на сумму 14,6 млрд рублей. Объем финансирования составил 125,2 млрд рублей (из них федеральный бюджет – 24,5 млрд рублей, внебюджетное источники – 100,7 млрд рублей), текущая степень готовности объектов капитального строительства – 36,5% (36,9% – по первому федеральному проекту, 43,8% – по второму, 27,6% – по третьему и 37,5% – по пятому).
В рамках инициативы социально-экономического развития «Новая атомная энергетика» в 2022 году был разработан технический проект реакторной установки РИТМ-200Н, которая станет основой для атомных станций малой мощности (АСММ). Также введена в эксплуатацию первая очередь учебно-тренировочного информационного центра Опытно-демонстрационного энергокомплекса (ОДЭК), сооружаемого в рамках проекта «ПРОРЫВ». Активная зона реактора БН-800 (энергоблок № 4 Белоярской АЭС) была на 93% загружена МОКС-топливом. Получены результаты НИОКР в области замыкания ядерного топливного цикла, создания атомных станций малой мощности и теплоснабжения, промышленных реакторов на быстрых нейтронах.
В рамках федерального проекта создания экспериментально-стендовой базы выполнены запланированные НИОКР в обоснование безопасности многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах МБИР и продления сроков эксплуатации БОР-60 продолжилась разработка инновационных радиохимических технологий. На основе отраслевой программы перспективных экспериментальных исследований на МБИР, утвержденной в 2021 году, продолжилось формирование международной программы исследований. С этой целью был создан Консультативный совет МЦИ МБИР, в состав которого вошли ведущие российские и зарубежные эксперты атомной отрасли. В первом заседании совета, состоявшемся в ГНЦ НИИАР в июле 2022 года, очно и в онлайн-формате приняли участие 56 ученых, экспертов и руководителей из более чем 13 ведущих научных центров России, Китая, Индии, Казахстана, Узбекистана и других стран, а также международных организаций МАГАТЭ и ОИЯИ. В апреле 2022 года на площадку сооружения МБИР доставили корпус реактора (установка корпуса реактора в проектное положение была завершена в январе 2023 года).
Установка реактора МБИРПо федеральному проекту, посвященному термоядерным и плазменным технологиям, ГНЦ РФ ТРИНИТИ, одним из ключевых исполнителей, совместно с АО «НИКИЭТ (входят в структуру Росатома) был разработан и изготовлен внутрикамерный элемент защиты первой стенки, а также литиевый лимитер для экспериментов на российском токамаке Т-15МД (способен работать стационарно с принудительным охлаждением и внешней подпиткой жидким литием). На малом токамаке Т-11М, расположенном в ГНЦ РФ ТРИНИТИ, специалисты провели эксперименты по изучению влияния инжекции мелкодисперсного лития на параметры плазмы. Все эти устройства важны для защиты первой стенки токамака от потоков частиц с высокой энергией и получения режимов работы токамака Т-15МД с самыми высокими параметрами. Ожидается, что разрабатываемая технология также найдет свое применение в токамаке реакторных технологий (ТРТ), который разрабатывается как важнейший необходимый этап на пути к созданию демонстрационного термоядерного реактора.
В части работ по созданию прототипа плазменного ракетного двигателя в 2022 году в ГНЦ РФ ТРИНИТИ создали ускоритель плазмы с системой предварительной ионизации рабочего тела, экспериментально исследовали энергобаланс в плазменном потоке с высоким удельным импульсом и разработали методы повышения ресурса электродов в нем. Изготовить прототип двигателя планируется в 2024 году.
В рамках еще одного НИОКР специалисты завершили исследования по модификации поверхности металлических материалов плазменно-лазерной обработкой. В частности, разработали технологию лазерного ударного упрочнения, которая позволяет убрать внутренние напряжения, возникшие в металлических образцах, повысить их усталостную прочность и долговечность без последующей механической обработки. В результате увеличиваются прочностные характеристики конструкционных сталей, из которых изготавливаются элементы газовых турбин: твердость поверхности повышается в 3,5 раза, а шероховатость поверхности уменьшается на 25%. Для обработки изделий сложной формы создана установка по воздействию импульсными плазменными потоками.
В Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» (НИЯУ МИФИ, опорный вуз Госкорпорации «Росатом») был разработан и создан кольцевой лимитер учебного исследовательского токамака МИФИСТ с интегрированным комплексом электромагнитных диагностик (пояс Роговского, катушки Мирнова). Показана возможность предыонизации плазмы с помощью системы ионно-циклотронного (ИЦР) нагрева и определен порог необходимой для этого вкладываемой мощности. Разработаны распределённая система сбора, система хранения и визуализации измерений на токамаке МИФИСТ.
В Санкт-Петербургском политехническом университете им. Петра Великого (вуз входит в Консорциум опорных вузов Росатома) были созданы эскизные и технические проекты конструкторской документации трех стендов различных технологий доставки топлива в термоядерный реактор: стенда экспериментального образца инжектора массивной газовой струи, стенда экспериментального образца системы инжекции топливных пеллет в плазму, и стенда для ресурсных испытаний системы инжекции криогенных водородных макрочастиц.
В рамках федерального проекта по новым материалам и технологиям специалисты научного дивизиона Росатома в 2022 году создали методику ускоренных испытаний, позволяющую сократить цикл разработки нового материала в 3-4 раза. Она показала свою эффективность при разработке твэлов из бескислородного углеволокна на основе карбида кремния, а также конструкционных топливных материалов для реакторов типа БР, БН, БРЕСТ. Специалисты дивизиона также разработали технологию и изготовили опытно-промышленную партию заготовок новой марки стали аустенитного класса с повышенными прочностными свойствами. Такая сталь будет востребована при создании атомных станций малой мощности. Из новых высокопрочных облегченных материалов команда проекта получила ступенчатые поковки корпусов водо-водяных реакторов: ВВЭР-СКД и ВВЭР-С. Помимо этого, для первой установки выбрали и обосновали ключевой конструкционный материал, а для второй установки в промышленных условиях выполнили сварное соединение элементов ее корпуса. Разработали и изготовили два 3D-принтера, на которых можно создавать изделия из керамических (методами FDM/LDM и SLA) и полимерных (методами FDM) материалов. Такой способ значительно сокращает сроки изготовления нужных деталей, а также оптимизирует себестоимость производства. В НИИ НПО «ЛУЧ» собрали первый отечественный, не имеющий аналогов в мире трехосевой сканатор. Он обеспечивает контроль температуры и модулирующее воздействие на материал при кристаллизации во время селективного лазерного плавления, позволяет управлять структурой материала во время 3D-печати изделий.
Юстировка гибридной сканирующей лазерной системыВ направлении изучения свойств вещества в экстремальном состоянии (ЭСВ) в ГНЦ РФ ТРИНИТИ в прошлом году создали стенд по исследованию коррозии металлов в условиях одновременного воздействия влажного воздуха и ионизирующего излучения, сокращающий необходимое время эксперимента в тысячи раз. В рамках проекта по созданию комплекса для синтеза новых сверхтяжелых элементов в ГНЦ НИИАР разработали радиохимические технологии получения изотопов трансплутониевых элементов – мишенных материалов для синтеза новых элементов периодической таблицы Менделеева. Эти работы позволят к 2030 году провести в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна, Московская область) эксперименты по синтезу новых элементов, тем самым обеспечив лидерство России в этом направлении.
В рамках создания исследовательского жидкосолевого реактора команда в прошлом году завершила один из ключевых этапов – эскизное проектирование.
До конца 2024 года по этому федеральному проекту команда рассчитывает получить не менее 11 новых материалов, которые при сохранении ресурсных показателей будут обладать более высокими прочностью, коррозионными и радиационными свойствами, а также шесть образцов новой техники. К концу 2030 года будет промышленно освоено производство изделий из основных материалов, что позволит конструировать перспективные энергетические системы с их использованием.
По федеральному проекту по отработке технологий серийного строительства энергоблоков АЭС, в 2022 году на энергоблоке № 1 Курской АЭС-2 установлен в проектное положение корпус реактора, а на энергоблоке № 2 завершено бетонирование перекрытия установки главного циркуляционного насоса. Готовность Курской АЭС-2 к вводу в промышленную эксплуатацию доведена до 37,48 % (план – 37,3 %).
«Реализация комплексной программы по развитию атомной науки и технологий – важный шаг для технологического развития России, создания передовых отечественных наукоемких технологий. Благодаря этой многолетней программе мы можем создать инфраструктуру и реализовать серьезные проекты, которые будут определять не только будущее атомной энергетики на несколько десятков лет вперед, но и способствовать развитию ядерной медицины, машиностроения, микроэлектроники и других наукоемких отраслей экономики», – отметил генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачев.
В планах на 2023 год – завершение разработки технического проекта комплекса обращения с ядерным топливом АСММ с реакторной установкой РИТМ-200Н, монтаж опорной плиты корпуса блока в рамках сооружения установки БРЕСТ-ОД-300, загрузка МОКС-топливом на 100% активной зоны реактора БН-800, получение результатов НИОКР в области создания ОДЭК и будущих промышленных энергокомплексов. В 2023 году в рамках проекта по сооружению Курской АЭС-2 на энергоблоке № 1 планируется установить в проектное положение дизель-генераторные установки, на энергоблоке № 2 – завершить устройство шахты реактора.