Институту химии ДВО РАН – 40 лет!

13.12.2011

Технологии, не имеющие мировых аналогов, разработали учёные Института химии Дальневосточного отделения Российской академии наук

Уникальная гидротермальная технология утилизации радиоактивных отходов, разработанная учёными Института химии ДВО РАН, послужила основой для строительства на Ново-Воронежской атомной электростанции первой установки по утилизации отходов АЭС. О принятии решения по её сооружения, как рассказал «ДК» директор Института химии Дальневосточного отделения РАН академик Валентин Иванович Сергиенко, в коллективе института воспринята с удовлетворением.

«В ходе эксплуатации атомных станций (равно как и любых других ядерных энергетических установок) образуются в значительных количествах жидкие радиоактивные отходы, в которых содержатся низкие концентрации радиоактивных элементов. Когда их немного, они не представляют угрозы, но когда их тысячи кубометров, то они – большая угроза для всего живого. Для того чтобы снизить объёмы отходов, их традиционно выпаривают и получают желеобразные растворы с содержанием солей 300-600 граммов на литр. И такие отходы с соблюдением особых мер предосторожности хранят. Мы же научились их перерабатывать, – рассказывает Валентин Иванович. – Сотрудники института выполнили обширный цикл фундаментальных научных исследований, обосновали принципы построения новой технологической схемы, в лабораторных условиях и непосредственно на АЭС отработали технологические и инженерные решения. Базируясь на нашем техническом задании, специалисты проектного института корпорации «Росатом» в Волгодонске спроектировали и начали изготовление головного образца промышленной установки, которая, я надеюсь, в скором времени будет запущена на Ново-Воронежкой АЭС. Если всё пройдёт благополучно, то через год-другой можно будет запускать стандартное серийное оборудование. И этот метод не имеет конкурентов в мире – подобных технологий и аналогов нет.

Сотрудники лаборатории сорбционных процессов института, которой сегодня руководит доктор химических наук Светлана Юрьевна Братская, научились в ходе переработки уменьшать объём получаемых отходов в сотни, тысячу раз. Внедрение новинки позволяет делать процесс утилизации отходов более экологичным, безопасным, менее энергоёмким и, что немаловажно, экономить средства. По данным специалистов, сегодня хранение тонны радиоактивных отходов с соблюдением всех требований безопасности стоит до 6 тысяч долларов в год.

Вообще за последние два десятилетия учёные Института химии добились немало ценных и, можно сказать, пионерных результатов в области утилизации радиоактивных отходов. Одним из первых достижений в этом плане стала технология переработки отходов транспортных энергетических установок, образующихся при эксплуатации, ремонте и утилизации атомных подводных лодок (АПЛ). Успешно действует в Приморском крае предприятие «ДальРАО», использующее созданные в институте новые технологии и материалы, включая наносорбенты и нанокатализаторы. Теперь с помощью наших разработок ежегодно перерабатывается несколько тысяч тонн радиоактивных отходов с выведенных из эксплуатации АПЛ Тихоокеанского флота, – продолжает академик Сергиенко. – Должен заметить, что наша технология значительно эффективнее и дешевле по сравнению с действующими приёмами и подходами, к тому же позволяет обезвреживать проблемные отходы, которые раньше не перерабатывались вообще».

Среди последних достижений – технологии переработки радиоактивных смол, использующихся в фильтрах реакторов на всех ядерных энергетических установках.

К 40-летию Института химии, которое коллектив будет отмечать не в июле, как следует по календарю, а в декабре 2011 года, институт подошёл в прекрасной форме. Химики института пользуются мировой известностью, пишет «Дальневосточный капитал». Один из показателей эффективности работы учёных, наряду с внедрением разработок в практику, – индекс цитируемости, который в Институте химии он один из самых высоких в Дальневосточном отделении РАН. Это означает, что работы Владивостокских химиков знают, внимательно изучают их опыт и используют его в своей практике коллеги из различных стран. К мнению сотрудников Института прислушиваются специалисты МАГАТЭ, по крайне мере, те, что разрабатывают новые безопасные методы утилизации «проблемных» отходов, в том числе на Чернобыльской АЭС, где раз в два-три года сотрудники Института химии ДВО РАН представляют свои новые разработки. Член-корреспондент РАН, заведующий отделом сорбционных технологий института, Валентин Александрович Авраменко участвует в долгосрочных программах МАГАТЭ, является экспертом этой авторитетной международной организации.

Уже через месяц после аварии в Фукусиме специалисты Института химии ДВО РАН были приглашены в Японию для консультаций наряду с представителями других стран. К сожалению, решение тогда было принято не в пользу российских сорбентов, работающих и в морской воде, но, по словам академика Сергиенко, соответствующая технология у учёных Дальневосточного отделения Российской академии наук есть и сотрудничество в этой сфере может быть продолжено.

Переработка радиоактивных отходов – далеко не единственная сфера интересов Института химии, где были получены результаты мирового класса.

«Научные (фундаментальные и прикладные) исследования Института ведутся в рамках одной обширной темы, которая разбивается на отдельные блоки, каждый из которых связан с некой актуальной проблемой современной неорганической, физической, коллоидной химии или материаловедения. Главное при постановке работ – глубокие исследования в области химии, то есть мы занимаемся фундаментальными вещами: исследуем химические процессы, их закономерности, энергетику и механизмы этих процессов, структурные особенности компонентов, участвующих в процессе. Далее исследователь сам ставит вопрос: могут ли результаты исследований быть использованы на практике или они служат только расширению наших знаний о природе окружающего мира? И это, поймите, не менее важно, чем практическое использование, – объясняет Валентин Иванович Сергиенко. – Второй блок наших работ – разработка новых подходов к переработке минерального сырья, исходя из полученных новых знаний в области химии.

Это, например, извлечение тонкого, как сейчас модно говорить, наноразмерного, золота из золотосодержащих руд, графитизированных сланцев, бурых углей, отходов золоторудной промышленности. Особое внимание – возможности извлечения ценных минеральных и органических веществ из растительных отходов, вопросам очистки воды на нефтеперерабатывающих предприятиях, да и просто питьевой воды, которая, что говорить, далека по своему качеству от совершенства.

Третий блок исследований связан с конструкционными материалами, с разработкой способов модификации свойств известных материалов, расширяющих сферу их применения, обеспечивающих им более высокую надёжность и долговечность при эксплуатации в экстремальных условиях. Модные ныне слова «инновации» и «нанотехнологии» к процессам, идущим в институте, имеют самое непосредственное отношение».

Например, ученые Института химии ДВО РАН разработали и реализовали в опытно-промышленном варианте технологию получения ультрадисперсного фторопласта, научились наносить его в виде плёнки, которая проникает в малейшие поры на поверхности. Сфера применения данной технологии весьма обширна, пишет Ирина Сергеева. Антифрикционные присадки к моторным маслам «Форум» (известные автомобилистам не только Дальнего Востока) сегодня поставляются по гособоронзаказу и для оборонных нужд.

А вот пример из области медицины. В случае тяжёлого перелома врачи используют своеобразный фиксатор, который со временем нужно извлекать, а значит, делать повторную операцию. Учёные Института химии ДВО РАН создали такой биосовместимый с человеческим организмом материал, который через несколько дней способен рассасываться. Значит, если аппарат сделать из такого материала, повторной операции не потребуется. Работа ведётся на стыке химии и медицины, здесь на помощь химикам, которые ограниченны в правах на проведение экспериментов с живыми системами, пришли учёные-медики. Они очень заинтересованы в создании биосовместимых или инертных покрытий для имплантатов, применяемых, скажем, в челюстно-лицевой хирургии.

«В лабораториях мы получаем блестящие результаты в исключительных условиях. Среда контролируется, реагирующие компоненты–реактивы высокой чистоты, аппаратура, если необходимо, из платины, – продолжает свой рассказ академик В.И. Сергиенко. – Ясно, что для производства это слишком дорого. Мы – специалисты по процессам, и многие новые процессы отработаны в идеальных условиях. Для реального сектора необходимо адаптировать полученные нами знания и опыт, иными словами, при переходе к практике всё упирается в технологическое оформление, в отработку регламента в реальных условиях масштабного производства. Это всё-таки не наша часть. Мы не инженеры, не конструкторы и не специалисты по промышленным технологиям. Ранее все эти работы выполняли отраслевые НИИ. Но они погибли, не смогли выжить в условиях стремительного построения «очередного светлого будущего». В нынешних условиях мы все ждём шага навстречу науке со стороны бизнеса. В части инвестиций и организации опытных производств».

Впрочем, учёные не намерены терять время в ожидании таких шагов. Сегодня появилась возможность создавать небольшие производства при научных учреждениях, учёным выступать их соучредителями. Воспользоваться такой возможностью решили и в Институте химии ДВО РАН, тем более что при переезде в новое здание, строительство которого закончено весной этого года к предстоящей знаменательной дате института, появятся свободные площади. На них решено разместить опытные промышленные производства.

Небольшое производство сорбентов, катализаторов, флокулянтов, установок по водоочистке и… всего нового, что пока лишь в замыслах учёных, теперь разместится на институтской территории. Под кураторством замдиректора института по инновациям доктора технических наук Александра Алексеевича Юдакова. А в том, что такие разработки появятся непременно, сомневаться не приходится, ведь в коллективе есть свои генераторы идей, а это – по мнению учёных, самое главное.

Ирина Сергеева,

Дальневосточный капитал № 12, 2011

©РАН 2020