Водород мир спасет. Как нижегородские ученые развивают ядерную энергетику
Россия занимает лидирующие позиции на мировом рынке ядерных технологий. Атомная отрасль — одна из важнейших для экономики страны. Большую роль в подготовке специалистов для этой отрасли играет институт ядерной энергетики и технической физики (ИЯЭиТФ) Нижегородского государственного технического университета.
Научный руководитель института, ректор НГТУ имени Р.Е. Алексеева Сергей Дмитриев рассказал «АиФ-НН» о научно-исследовательской работе, которая проводится в Год науки и технологий, о талантливых студентах и будущем атомной энергетики.
Крупнейшие стенды мира
Институт ядерной энергетики и технической физики создан приказом ректора НГТУ им. Р.Е. Алексеева в 2008 году на базе физико-технического факультета. Это базовый институт многих предприятий Росатома.
ИЯЭиТФ обладает уникальной экспериментальной базой. Например, здесь есть два самых больших в мире стенда. Один из них — стенд для исследования насосов для реакторной установки на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем БРЕСТ, которая сейчас строится в Северске (Томская область). На стенде насос по контуру прокачивает жидкий свинец при температуре 500 градусов с расходом две тысячи тонн в час.
Реактор БРЕСТ войдет в состав опытно-демонстрационного энергетического комплекса, который включает оборудование для переработки отработавшего топлива. В результате получится замкнутый ядерный топливный цикл, который даст возможность на одной площадке не только вырабатывать электричество, но и готовить из использованного топлива новое.
«Другой стенд, который мы построили в рамках сотрудничества с «ОКБМ Африкантов», предназначен для исследования смешения потоков с разной температурой в напорной камере ядерного реактора. Модель реактора — один к четырем. Измерительную аппаратуру нам поставил Институт теплофизики Сибирского отделения академии наук, всю технологическую часть на основе новейших разработок делал НИИИС имени Ю.Е. Седакова. Там полная автоматизация, как на современной атомной станции», — рассказывает Сергей Дмитриев.
Еще одно важное направление работы института — верификация отечественного программного комплекса «Логос» для создания нового блока по расчету долговечности и ресурса. «Логос» – пакет программ суперкомпьютерного моделирования и инженерного анализа, который применяется в авиационной промышленности, атомной энергетике, ракетно-космической отрасли, автопроме и других отраслях.
«Также на нашем стенде была подтверждена конструкция тепловыделяющих сборок для современных реакторов ВВЭР-1200, для реакторов КЛТ-40, установленных на плавучей АЭС «Академик Ломоносов» и для реакторов РИТМ-200 и РИТМ-400», — продолжает Сергей Дмитриев.
Реакторы РИТМ-200 устанавливаются на новых ледоколах проекта 22220 — «Арктика», «Сибирь», «Урал», «Якутия» и «Чукотка». А реактор нового поколения РИТМ-400 будет использоваться на атомном ледоколе проекта 10510 «Лидер», который должен стать самым мощным в мире. Это судно обеспечит круглогодичную проходимость по Северному морскому пути. Строительство первого ледокола проекта «Лидер» началось в Приморском крае в прошлом году, всего планируется построить три атомохода.
Также институт проводит исследования по договору с дирекцией реактора MYRRHA (Бельгия).
Будущее — за водородом
Новое направление развития института ядерной энергетики НГТУ им. Р.Е. Алексеева — атомно-водородная энергетика. Экологическая проблема сегодня актуальная как никогда, а использование водорода в качестве энергоносителя — один из путей ее решения.
Ключевой вопрос перехода к водородной энергетике — в том, как наладить экологически чистое и экономически приемлемое производство водорода большого масштаба. Один из вариантов — электролиз воды, которая разлагается на водород и кислород. Необходимую для этого электроэнергию можно получить на атомных электростанциях. В частности, опытное производство водорода планируют наладить на Кольской АЭС, которая сейчас не использует свои мощности на 100%.
Однако электролиз — очень дорогой способ производства водорода. Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы позволяют получать водород более эффективно.
«Сегодня речь идет об атомно-водородной энергетике. Это новое направление развития нашего института. Совместно с «ОКБМ Африкантов» мы работаем над современным высокотемпературным реактором, охлаждаемым гелием. Его безопасность на порядок выше, чем даже у современных ядерных реакторов. Также мы будем готовить специалистов в области водородной энергетики», — добавил Сергей Дмитриев.
Хорошая инженерная школа
По данным «Росатома», институт ядерной энергетики и технической физики имени академика Ф. Митенкова обладает самыми высокими компетенциями в области конструирования ядерных установок. А конструкторы сейчас очень востребованы в атомной отрасли.
«Лекции нашим студентам, помимо преподавателей, читают ведущие ученые с предприятий атомной промышленности. Они рассказывают о методах проектирования, о тех проектах, которыми занимаются на их предприятиях. Это очень важно сейчас, и президент России Владимир Владимирович Путин говорил о том, что нужно больше практики. Наши выпускники приходят на предприятия полностью подготовленными к работе», — говорит Сергей Дмитриев.
По его словам, подготовка кадров для атомной отрасли начинается еще со школьной скамьи, фактически с первого класса. Преподаватели Нижегородского государственного технического университета читают школьникам лекции, проводятся олимпиады высокого уровня, по результатам которых в вузы зачисляют без экзаменов. Студентов активно привлекают к научно-исследовательским работам. Благодаря такой подготовке студенты нижегородского политеха три года подряд занимают первое место в уникальном инженерном чемпионате CASE-IN по направлению «Цифровой атом».
Институт ядерной энергетики и технической физики НГТУ им. Р.Е. Алексеева также стал головным по обучению и дополнительной профессиональной переподготовке иностранцев по АЭС малой и средней мощности.