Торжественное заседание Научно-технического совета, посвященное 65-летию основания теплофизического отделения состоялось 14 августа в ФЭИ.

Одной из важнейших проблем создания и развития реакторов новых типов всегда являлись вопросы теплофизики – выбор и освоение теплоносителей, изучение теплообмена и гидродинамики. Это прекрасно понимали И.В. Курчатов, Д.И. Блохинцев и А.И. Лейпунский. Через месяц после пуска Первой АЭС 65 лет назад (24 июля 1954 года) по инициативе А.И. Лейпунского в ФЭИ был создан теплофизический отдел, который возглавил будущий академик В.И. Субботин.

Работа отдела была напрямую связана с реализацией начавшейся в пятидесятые годы прошлого столетия в нашей стране и мире программы создания ядерных энергетических установок (ЯЭУ) для атомных электростанций (АЭС), флота и космоса, в дальнейшем с решением новых задач, включая термоядерные и электроядерные установки и нейтронно-генерирующие мишени, водородную энергетику. В нашей стране она была связана с разработкой ЯЭУ с жидкометаллическими теплоносителями и теплоносителем вода.

В 1964 году на базе теплофизического отдела в ФЭИ был сформирован Теплофизический сектор. С 1967 года ФЭИ стал исполнять функции головной организации Министерства среднего машиностроения СССР по теплофизике реакторов с жидкометаллическим и водяным охлаждением. На Теплофизический сектор была возложена координация исследований по теплофизике ЯЭУ, выполняемых в организациях атомной отрасли и других ведомствах. Характерной чертой проводимых исследований было комплексное решение насущных теплофизических задач ядерной энергетики, базирующееся на результатах фундаментальных исследований. В течение длительного периода времени работу коллектива теплофизиков ФЭИ возглавляли В.И. Субботин, затем П.Л. Кириллов, А.Д. Ефанов.

Проведенный за 65 летний период деятельности коллектива теплофизиков ФЭИ большой объем исследований в области тепло-и массопереноса и гидродинамики жидкометаллических теплоносителей и воды, физической химии и технологии жидкометаллических теплоносителей для ЯЭУ различного назначения (АЭС, АПЛ, космические ЯЭУ), разработка кодов, инновационных проектов, неядерных технологий использования жидких металлов, тепловых труб, систематизация, анализ и обобщение теплофизических данных характеризуют коллектив теплофизиков ФЭИ как ведущую научную школу в Росатоме по направлению «Тепло- и массоперенос, физическая химия и технология теплоносителей в энергетических системах».

Теплофизики ФЭИ совместно с научными, конструкторскими, проектными и промышленными организациями атомной отрасли внесли весомый вклад в создание:

• первого быстрого реактора энергетической мощности БР-2 с теплоносителем ртуть;
• АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем и их прототипов: БР-5(10), БОР-60, БН-350, БН-600, БН-800 и при разработке проектов БН-1200, МБИР;
• АЭС с реакторами на тепловых нейтронах с теплоносителем вода: Первой в мире, первого и второго блоков БАЭС, Билибинской АТЭЦ, ВВЭР-440 (Кола, Дукованы и Нововоронежской АЭС), ВВЭР-1000 (Россия, Китай, Индия, Иран), РБМК (СССР), ВВЭР-640, ВВЭР-1200 (Россия);
• ЯЭУ с теплоносителем свинец-висмут для проектов АПЛ: АПЛ-645 и АПЛ-705; для АПЛ с теплоносителем вода, а также при разработке проектов БРЕСТ ОД-300 (свинец), СВБР-75/100 (свинец-висмут);
• ЯЭУ для космических аппаратов «БУК» и «ТОПАЗ» с теплоносителем натрий-калий и многих проектов – прототипов установок этого типа.

Главным направлением деятельности теплофизиков ФЭИ останется ядерная энергетика. Для обеспечения конкурентной способности АЭС типа ВВЭР и сохранения приоритета, которым в настоящее время обладает Россия по АЭС с реакторами на быстрых нейтронах, необходимо проведение значительного комплекса НИОКР.

Проблемно-ориентированные фундаментальные исследования включают:

• изучение закономерностей теплогидравлических, массообменных и физико-химических процессов и свойств систем жидкометаллический теплоноситель – конструкционные материалы – примеси – защитный газ;
• разработка комплекса кодов, учитывающих взаимосвязь ядерно-физических, теплогидравлических, физико-химических, термомеханических, массообменных и технологических процессов;
• создание научно-технического фундамента для разработки новых прогрессивных технологий.

Конкретные задачи прикладных исследований:

• сопровождение эксплуатации АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем БН-600, БН-800, разработка и обоснование новых проектов АЭС с реакторами на быстрых нейтронах БН-1200, БН-ГТ-300/130 и БН-ВТ;
• обоснование проектов АЭС с быстрыми реакторами с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями;
• обоснование повышения эффективности работы и безопасности действующих водоохлаждаемых реакторов и реакторов нового поколения ВВЭР-1200 (АЭС-2006), ВВЭР-ТОИ, при сверхкритических параметрах воды ВВЭР-СКД;

Большие перспективы связаны с применением полученных знаний для разработки перспективных технологий XXI века в неядерных отраслях промышленности:

• получение особо чистых металлов;
• жидкометаллическая технология производства нанопорошков и нановолокон, например, аэрогеля Al2O3H2O;
• технология производства пара (опреснения воды) при прямом смешении жидкометаллического теплоносителя с испаряемой жидкостью;
• технология производства водорода, например, при прямоконтактной передаче тепла ЖМТ к углеводородным газам в процессах пиролиза и конверсии;
• технология высокотемпературных тепловых труб с жидкими металлами и испарительно-конденсационных систем, использующих принцип работы тепловых труб и др.

Пресс-служба ГНЦ РФ – ФЭИ