В России
Разбор проектов

Как мы уже писали, Росатом изменил подход к финансированию НИОКР. Стратегия такая: вклад госкорпорации в воплощение идей атомного научного комплекса в жизнь должен сокращаться за счет включения разработок в госпрограммы, привлечения бизнес-партнеров или сторонних инвесторов. Чтобы оценить реалистичность нового плана, мы решили провести ревизию портфелей проектов отраслевых НИИ. Серию публикаций на эту тему открывает обзор разработок Ведущего научно- исследовательского института химических технологий — ОАО «ВНИИХТ». 

Прежде химико-технологический блок ЗАО «Наука и инновации», к которому сегодня относится ВНИИХТ, был сфокусирован больше на разработке всевозможных технологий, повышающих эффективность добычи урана. Теперь же в связи с негативной ценовой конъюнктурой на урановом рынке новой серьезной задачей блока становится диверсификация деятельности в сфере неуранового бизнеса. О том, какие актуальные проекты есть в портфеле ВНИИХТ по альтернативным направлениям, рассказал гендиректор института Андрей Егоров.

По его словам, ВНИИХТ разработал уникальные технологии нанесения тонких слоев оксидов актиноидов на поверхности сложной геометрической формы, в том числе и внутренних малых диаметров (до 2 мм). Эти технологии используются при производстве ионизационных камер деления датчиков нейтронного потока широкого энергетического спектра для системы управления и защиты атомного реактора. Помимо этого, отметил гендиректор, ВНИИХТ ведет работы в области получения пленочно-стекловолоконных и капиллярно- волоконных материалов для селективной регистрации ионизирующих излучений с разделением на нейтронные, гамма-потоки по энергетическому диапазону. И в 2013 году институт продемонстрировал макет зондовых систем для обнаружения плутония, созданный на основе данной разработки.

Образцы порошков ВНИИХТ для аддитивных технологий.Кроме того, во ВНИИХТ разработали технологию получения порошков на основе редкоземельных элементов для полирования особо точной оптики и оптоэлектроники. Технология обеспечивает конкурентные преимущества полирующих материалов: специально сформированную морфологию и микроструктуру, минимальное отклонение ≤ 0,1 мкм в рамках одной партии товара, подчеркнул глава института.

Есть научно-технический задел и в области получения конструкционных материалов, а именно высокогомогенных ультрадисперсных многокомпонентных металлических порошков для аддитивных технологий, отметил А. Егоров. Также ВНИИХТ имеет целый ряд разработок в области комплексной переработки рудных материалов и техногенных источников сырья. Институт готов предложить заинтересованным заказчикам технологии переработки минерального и другого сырья с полным гидрометаллургическим циклом: получением готовой продукции ядерной чистоты и утилизацией образовавшихся отходов.

В настоящее время институт ведет переговоры с корейскими партнерами по поставке особо чистых газов для микроэлектроники, а в 2015 году планирует продолжить работу с японцами по аналитическому обеспечению технологических работ, связанных с получением специальных газов, рассказал собеседник журнала. В 2000-2010 годах институт уже сотрудничал с японскими партнерами в области поставки технологий получения арсина электрохимическим методом, а также поставок партий особо чистого газа моногермана, тетрахлорида кремния. В связи с аварией на японской АЭС «Фукусима» сотрудничество было временно приостановлено, однако сейчас институт обсуждает возможность продолжения кооперации, в том числе и по новым направлениям.

Есть свежие разработки и по профильному направлению, добавил А. Егоров. Например, в 2013 году ВНИИХТ завершил комплекс НИОКР, направленных на создание технологии глубокой переработки обедненного гексафторида урана (ОГФУ). По его оценке, эта технология позволяет минимизировать количество продуктов, подлежащих захоронению, тем самым повышая рентабельность переработки и обеспечивая более высокую экологическую безопасность.

 

НОВОЕ — ЭТО ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ

Есть в портфеле ВНИИХТ и пользовавшиеся спросом в прошлом идеи, которые после актуализации могут быть востребованы в современном мире. Здесь хорошим примером может стать разработка ВНИИХТ по производству тетрафторида кремния — неорганического соединения кремния и фтора. Это вещество может быть использовано для улучшения технических характеристик материалов в микроэлектронике, в солнечной энергетике, а также в волоконной оптике.

Более 10 лет назад в лаборатории ВНИИХТ сконструировали установку по производству тетрафторида кремния. Современные технологии производства этого материала основываются на термолизе гексафторосиликатов щелочных и щелочно-земельных элементов. Наиболее распространенным методом является термолиз гексафторосиликата натрия. Особенностью технологии, созданной во ВНИИХТ, стала возможность организации крупнотоннажного производства тетрафторида кремния, обеспечивающей высокий выход продукта. Разработанная технология позволяет получать чистый тетрафторид кремния с высоким выходом, исключив спекание и оплавление реакционной массы, а также загрязнение конечного продукта углеродом.

ВНИИХТ заключил контракт на производство и поставку в Японию двух тонн этого вещества. «Мы поставляли тетрафторид в Японию, но, к сожалению, такой заказ был разовым, — рассказывает старший научный сотрудник института Ольга Хорозовая. — Фирма-посредник Iskra Industry закупила у нас один раз две тонны тетрафторида кремния. Мы усовершенствовали установку по производству этого материала, но новых заказчиков, к сожалению, больше нет».

Поставки такого вещества покупателям из других стран имеют целый ряд сложностей, связанных как с таможенным оформлением, так и с транспортировкой. Это ядовитое вещество, которое перевозится в специальных баллонах, тогда как в настоящее время в России практически не изготавливают такого рода контейнеры. Поэтому потенциальных заказчиков специалисты НИИХТ видят прежде всего в лице отечественных производителей. «Скорее мы ориентируемся на российских заказчиков, так мы можем поставить им тетрафторид кремния в своих баллонах, а затем их вернуть», — отмечает О. Хорозовая.

В России в качестве основных потенциальных заказчиков специалисты ВНИИХТ видят компании, производящие оптическое волокно — материал, используемый для производства кабеля, в линиях связи, датчиках. Применение тетрафторида кремния при изготовлении оптического волокна улучшает его характеристики, чистоту сигнала, идущего по кабелю, уменьшает количество посторонних шумов. Тетрафторид кремния также используют для получения волокна высокого качества специального назначения. «Оптоволоконщики ретрограды — пока все работает, они не будут ничего менять», — сетует старший научный сотрудник ВНИИХТ.

Одна из компаний, с которой сотрудники института надеются начать сотрудничать, — НПК «Оптолинк», для которой ВНИИХТ готов обеспечить поставку тетрафторида кремния. В настоящее время руководство компании уточняет необходимые объемы поставки.

Еще один потенциальный заказчик — производитель солнечных батарей, российско-американское СП «Совлакс». Сотрудничество с этой компанией началось в 1998 году с проведения исследований сорбционной емкости некоторых сорбентов. Сейчас институт рассматривает компанию «Совлакс» в качестве одного из потенциальных покупателей тетрафторида кремния, так как этот материал используется при производстве солнечных панелей в качестве добавки в газовые смеси, что улучшает качество панелей, положительно влияет на их КПД и срок службы.

Институт также возлагает надежды и на Министерство обороны РФ. «Мы рассчитываем через Институт радиотехники и электроники РАН выйти на военных из Минобороны, так как их интересуют оптические волокна с низким уровнем потерь. Собственно, мы на них уже выходили и надеемся, что они запустят в производство получение волокон по данной технологии и наш продукт станет востребован», — говорит О. Хорозовая. Другое направление поиска — выход на производителей моносилана, так как при его изготовлении также используется тетрафторид кремния. Моносилан, соединение кремния с водородом, используется как самостоятельно, так и для производства чистого кремния, который, в свою очередь, широко применяют в микроэлектронике.

Госкорпорация «Росатом» также является потенциальным заказчиком. В системе Росатома есть четыре установки по производству оптического волокна. И в случае если их начнут использовать для получения фторированного волокна, у специалистов ВНИИХТ появятся новые заказы. Этот материал, в частности, может использоваться для производства датчиков, отслеживающих параметры работы реактора, улучшая их характеристики и увеличивая срок службы. «Мы говорим о своих возможностях, но пока каких-то серьезных предложений от Росатома не поступало», — оговаривает О. Хорозовая.

Ученые считают производство тетрафторида кремния перспективным направлением. Это единственное, не имеющее аналогов газообразное соединение кремния и фтора. Производителей этого вещества в мире можно пересчитать по пальцам, при этом отличительная черта тетрафторида кремния российского производства — достаточно низкая себестоимость при высоком качестве. Так, себестоимость производства на момент действия контракта с японским заказчиком (с учетом стоимости сырья в ценах 2002 года) составляла порядка $ 50 за 1 кг. Ученым тогда удалось выйти на положительный баланс и даже получить прибыль, хотя и не большую. На старом оборудовании институт изготовил две тонны вещества в течение двух лет. На сегодняшний день мощность установки позволяет производить порядка 50 кг тетрафторида кремния в месяц при штатном режиме эксплуатации. Но при необходимости, если будет постоянный заказчик, установку можно перевести на трехсменный режим работы и значительно увеличить объемы продукции. Ведь только при условии поточного производства изготовление тетрафторида кремния будет по-настоящему выгодным для ВНИИХТ.

Александр ЮЖАНИН

 

29.09.2014

Комментарии 0

Войдите или  зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Аналитика