Статья про ВНИИТФ, Снежинск

Расскажу немного про РФЯЦ-ВНИИТФ (Российский Федеральный Ядерный Центр — Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики). Он расположен в моем родном городе Снежинске (бывший Челябинск-70) примерно посередине между Екатеринбургом и Челябинском.

РФЯЦ-ВНИИТФ — один из самых крупных и уникальных научно-исследовательских институтов нашей страны. РФЯЦ-ВНИИТФ организован в 1955 г. как второй оружейный ядерный центр Советского Союза. В институте было создано большинство рекордных по различным показателям ядерных зарядов. Разрабатывались и заряды для мирных целей, большинство из которых не имеют аналогов в мире. Например, был создан самый маленький ядерный заряд для артиллерийского снаряда калибра 152 мм.

Основные направления работ института с момента создания в 1955 году связаны с разработкой ядерного оружия и изучением поражающих факторов ядерного взрыва. В институте ведутся работы по ядерному вооружению: фундаментальные и прикладные исследования по ядерной физике, физике высоких давлений, гидродинамике, вычислительной математике, конструкторские и технологические работы по ядерным зарядам, приборам системам автоматики, средствам регистрации ядерного взрыва.

Активно ведутся работы по ядерной безопасности. Изучению свойств делящихся материалов и изотопов легких элементов, определению сечений ядерных реакций, по изменению гидродинамических параметров вещества, измерению нейтронного, рентгеновского и гамма-излучений.

Экспериментальные исследования

Важное и ответственное место в работе института занимают экспериментальные исследования, связанные с изучением ядерных взрывов. Они направлены на исследование процессов, происходящих при ядерных взрывах, моделирование этих процессов с помощью установок, реализующих высокие плотности энергии в лабораторных условиях, разработку ядерных технологий.

Получены экспериментальные данные по термоядерной детонации цилиндрических систем, по условиям термоядерного воспламенения в предельных сферических системах. Исследована ударная сжимаемость ряда веществ в гигабарном диапазоне давлений (на 2−3 порядка выше значений, достигнутых в лабораторных взрывных экспериментах) и выявлено влияние оболочечной электронной структуры атомов на термодинамические свойства веществ, на их оптическую прозрачность при высоких температурах. Получены уникальные данные по турбулентному перемешиванию веществ в динамических процессах. Эти результаты входят в фундамент современной физики высоких плотностей энергии.

Создан целый ряд моделирующих установок

БАРС — быстрый атомный реактор с металлической активной зоной

Бетатрон импульсный малогабаритный

Центробежная установка

Установка для исследований лазеров с ядерной накачкой

Генератор электромагинтных импульсов

Газодинамическая установка для проведения ударных испытаний ядерных зарядов

Вертикальная газовая пушка для исследования распределения плотности вещества в областях турбулентности

ИГРИК — растворный импульсный ядерный реактор

ИГУР-3 — импульсный ускоритель электронов

Лазерная установка Сокол

СОКОЛ-2 — мощная лазерная установка на неодимовом стекле

Ударная труба взрывного действия

Ракетно-катапультирующая установка ТРЕК

Гидрокамера

Линия-Т для работы с тритием

Линия для работы с радиоактивными веществами

Линия для работы с литием

Опытное производство института — механическое, приборное, литейное, прессовое, сборочное производство электронной техники

Конверсия

Конверсия оборонных разработок и производств — дело не простое. Казалось бы, что сложного в переходе от разработки и изготовления танков к изготовлению тракторов? Но здесь есть свои проблемы и разные подходы. Мораторий на ядерные испытания (1988 год) поставил физиков-ядерщиков перед проблемой выбора новых направлений исследований. Конверсия позволила расширить сферу деятельности института и способствовала переносу разработки специальных изделий на продукцию народнохозяйственного назначения.

Ведутся работы в области медицины, приборостроения, срехпластичности, облучательной техники, изучению условий получения порошка ультрадисперсных алмазов методом взрыва, разработки и создания электрохимических источников электроэнергии, малогабаритных скважинных перфораторов, портативных дозиметрических приборов

Часть научного и практического потенциала РФЯЦ-ВНИИТФ была ориентирована на крупные научно-технические работы федерального уровня, финансируемые из госбюджета. Программа конверсионной деятельности института, принятая в 1995 году, содержит несколько десятков проектов. Среди них работы федерального значения и разработки, направленные на удовлетворение конкретных запросов предприятий и организаций Урала, а также на решение острых проблем в сфере экологии и здравоохранении Челябинской области.

Утилизация ядерных отходов

Проблема обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) атомных электростанций (АЭС) в настоящее время в России и ряде стран мира имеет тенденцию к обострению. На АЭС накопилось много отработавшего ядерного топлива. Специализированных централизованных хранилищ для длительного хранения ОЯТ в стране нет, а их строительство требует больших капитальных затрат. Практически отсутствует парк транспортно-упаковочных комплектов (ТУК) для перевозки ОЯТ, отвечающих требованиям современных норм в аварийных условиях согласно ОПБЗ-96. Кроме того, повышаются требования к экологической безопасности.

В течение последних семи лет РФЯЦ-ВНИИТФ интенсивно работает в области проектирования ТУК, предназначенных для длительного сухого хранения ОЯТ АЭС и последующей его транспортировки на перерабатывающие заводы или в национальные хранилища.

РФЯЦ-ВНИИТФ разработал концептуальные основы безопасности и экономичного обращения с ОЯТ, базирующихся на создании контейнерных хранилищ открытого типа, расположенных на территории АЭС. В рамках реализации этого направления ВНИИТФ выполнил цикл работ, направленных на использование своего научно-технического потенциала в этих целях.

Стартовая позиция ТУК перед броском с 9-ти метров под углом 45°

ВНИИТФ получил разрешение Госатомнадзора на создание проектных работ по созданию ТУК, осуществил обучение и аттестацию научно-технического персонала. Институт приступил к проектированию ТУК для длительного сухого хранения ОЯТ 1-й и 2-й очереди Белоярскоой АЭС, а также для Южно-Украинской и Ровенской АЭС Украины.

Гидрорезное оборудование

Во ВНИИТФ на базе отечественного оборудования интенсивно развивается направление по применению гидро- и гидроабразивного резания высокого давления до 200 МПа на различные материалы и элементы конструкцию.

Первоначально этот способ применялся как одна из технологий обезвреживания аварийных боеприпасов. В настоящее время в институте функционирует и разрабатывается опытные установки.

Установка выплавления и гранулирования тротила

Созданные в РФЯЦ-ВНИИТФ установки выплавления и гранулирования тротила (ВГТ) решают одну из актуальных проблем утилизации боеприпасов — проблему извлечения тротила из артснарядов и одновременного гранулирования тротила. Получаемый на установках тротил удовлетворяет требованиям технических условий ТУ 75 1809−93.

Разделка военной техники. Метод хрупкого разрушения

Толщина стенки башни танка более 50 см. Резать броню танка газом — долго. Да и для здоровья человека небезопасно — при сгорании в атмосферу выделяется значительное количество вредных примесей. Взорвать башню крайне трудно. Но, предварительно охладив металл жидким азотом до — 130 С; под воздействием взрыва небольшого количества взрывчатого вещества (5−6 кг тротила) башня разрушается в намеченных местах.

Кумулятивные перфораторы

Проведенные исследования в области разработки кумулятивных боеприпасов и проникающих боевых частей позволили ВНИИТФ в 1990 году приступить к реализации конверсионной программы по созданию и внедрению кумулятивных скважинных перфораторов повышенной эффективности для нужд нефтегазодобывающей отрасли.

Основное назначение кумулятивных перфораторов — пробивание отверстий в стенке зацементированной обсадной скважинной колонны, создание каналов в окружающем колонну цементном камне и в горной породе с целью обеспечения гидродинамической связи между скажиной и пластом, содержащем полезные флюиды, при заканчивании скважин или после их капитального ремонта.

Кумулятивные перфораторы используются для создания дополнительной сети перфорационных отверстий в обсадной колонне при проведении работ по повышению отдачи пласта, а также ряда других технологических и аварийных работ.
Особенности:

• Качественное проведение прострелочно-взрывных работ позволяет повысить эффективность отдачи нефтяных и газовых скважин.
• В большинстве случаев эффективность вскрытия скважины определяется техническими характеристиками кумулятивных перфорационных систем.
• в РФЯЦ-ВНИИТФ разработаны и серийно производятся модульные извлекаемые перфораторы ПМИ-48, ПМИ-54, ПМИ-90, отвечающие современным требованиям, предъявляемым к перфорационным системам Разработка рентгеновского компьютерного томографа

Разрабатываемый РФЯЦ-ВНИИТФ томограф РКТ-01 относится к классу простых и достаточно надежных томографов, применяемых для массовых исследований. Он призван заменить импортируемые образцы. Наиболее важные узлы томографа содержат оригинальные технические решения.

Сверхпластичность

Во ВНИИТФ в сотрудничестве с Институтом проблем сверхпластичности металлов г. Уфа ведутся работы по созданию оборудования и технологии для изготовления деталей сложной формы с использованием эффекта сверхпластичности металлов и сплавов.
Работа направлена на внедрение в производство экологически чистой ресурсосберегающей технологии и оборудования нового уровня. По этой технологии за счет создания особых условий реализуется эффект «сверхпластичности», при котором в тысячи раз снижаются усилия деформирования, повышается пластичность металла, улучшается его качество, в несколько раз повышается коэффициент использования материала.

В РФЯЦ — ВНИИТФ смонтирована единственная в мире линия раскатки дисков турбомашин АПРД-800 из титановых сплавов. Ведется ее наладка, освоение, предполагается модификация для раскатки жаропрочных сплавов и сталей.

Будущее ВНИИТФ

В РФЯЦ-ВНИИТФ работает около 13 000 человек, 5100 человек занимаются научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами, более 3000 человек работают в опытном производстве. В институте работают 6 академиков различных академий наук, среди них 2 академика РАН, 1 член-корреспондент РАН, 48 докторов наук, 229 кандидатов наук. Идет финансирование из бюджета, есть заказы, но тем неменее ситуация не столь радужная как было в прежние времена. К сожалению, сейчас ВНИИТФ медленно, но верно умирает.