Новая победа России. Удмуртский городок стал циркониевой столицей Земли
На первый взгляд, на Чепецком механическом заводе была всего лишь усовершенствована технология производства циркония для атомной промышленности. И благожелательный шум, поднятый вокруг этой темы прессой, вызван лишь традиционно профессиональным отношением к СМИ со стороны пресс-службы «Росатома». На самом деле всё и проще, и сложнее. Технология получения циркониевой губки известна действительно давно. Но Россия пошла своим путём. И с нуля создала собственную отечественную технологию и построила новое высокотехнологичное производство.
Циркониевая столица России выглядит уютно. Что старый Глазов, где сталинский ампир перемешан с послевоенными трёхэтажками и традиционными домами русской купеческой старины, что Глазов современный с его пяти- и девятиэтажками.
Ухоженный город. И прежде всего, как здесь все признают, благодаря «герою дня», предприятию Топливной компании «Росатома» «ТВЭЛ» АО «ЧМЗ». Градообразующее предприятие, даром что Глазов стал городом ещё при Екатерине II, а ЧМЗ начался только после войны в качестве дублёра подмосковного завода № 12 для производства оружейного урана.
Сегодня на построенном на базе патронного завода № 544 предприятии освоено производство губчатого циркония. Наряду с тем, который производился здесь в виде порошка.
Чем это важно? Особенно если учесть, что циркониевую губку делают несколько десятилетий в нескольких странах.
Цирконий — тугоплавкий (температура плавления почти 2 тысячи градусов), но одновременно прозрачный для тепловых нейтронов металл, который служит почти идеальным материалом для атомной промышленности. Точнее, из него получаются идеальные трубочные оболочки под тепловыделяющие сборки в атомных реакторах: нейтроны пропускают, а тепло — нет. Этакие «колбаски», в которые загружаются урановые таблетки.
Основная трудность
Именно поэтому само по себе производство циркония для атомных нужд — не новость. Американцы некогда делали из него целые реакторы для атомных подлодок. А уж Глазов производит этот металл десятилетиями. Здешний Чепецкий механический завод вообще является сегодня единственным в мире предприятием, получающим порошок циркония через электролиз.
Соответственно, милый город Глазов — поистине циркониевая столица, заполненная сувенирами из этого металла. Из циркониевых стаканчиков, говорят, очень полезно пить водку. Особенно в умеренных количествах и особенно местную. Под брендом «Калашников». А в старину монокристаллы циркония вообще считались драгоценностью сродни алмазам.
Но если говорить не о сувенирах, то основная трудность в его производстве из руды — чрезвычайная сложность и трудоёмкость процесса. Как и у всех металлов, у циркония его свойства сильно зависят от его чистоты и, соответственно, состава примесей. В зависимости от этих свойств металл направляют в различные области, вплоть до стоматологии. Но для атомной промышленности необходим особо чистый цирконий.
Вот тут Россия и пошла своим путём, отличным от США, где циркониевая губка, или губковый цирконий, начала производиться ещё в 1940-х годах. В России на базе института «Гиредмет» в Большом Толмачёвском переулке в Москве решили получать особо чистый цирконий в виде порошка как результата процесса электролиза. Чем обусловлен был такой выбор, мнения разнятся. Но факт, что металлический цирконий в виде губки для непосредственного изготовления изделий непригоден, поэтому его нужно переплавлять в прутки. А из порошка и выплавка, и горячее прессование идут технологичнее. Электролитический порошок попросту больше подходил для циркониевых сплавов, используемых в реакторостроении.
Кроме того, процесс производства очищенной циркониевой губки был весьма трудоёмок: для этого требовалось пройти 23 этапа и использовать 17 различных технологических аппаратов.
Ещё одна трудность — и тоже основная — в очистке циркония от примеси гафния. Всего полтора процента гафния в 20 раз повышают захват нейтронов цирконием. Для избавления от «вредителя» применяется многоступенчатая и дорогостоящая очистка.
Основная выгода
И всё бы ничего, но сегодня «Росатом» очень сильно оброс зарубежными заказами. Что, с одной стороны, очень приятно, но с другой — предъявляет высокие требования к тепловыделяющим сборкам для АЭС нового поколения. Те самые тепловыделяющие кассеты (ТВСА) должны обладать усиленной жёсткостью конструкции и высокой безопасностью. И естественно, что власти любой страны, где работает «Росатом», постоянно порываются всё сертифицировать. Ничего личного, только выгода на пустом месте.
Потому в Глазове занялись около 15 лет назад разработкой отечественной технологии производства циркониевой губки ядерной чистоты. От западных аналогов русский способ получения губчатого циркония отличается меньшей энергоёмкостью и деталями в методах хлорирования и способах очистки. От гафния продукт очищают методом экстрактивной ректификации в ректификационной колонне, которая теперь высится над ЧМЗ на 80 метров.
И вот теперь состоялся наконец запуск производства циркониевой губки.
Освоение производства циркониевой губки — знаковая веха для развития циркониевого производства в топливном дивизионе «Росатома». Создание собственной российской технологии с нуля и строительство нового производства — это огромное достижение наших учёных и производственников, настоящий трудовой подвиг, важный вклад в повышение нашей глобальной конкурентоспособности,
— отметила президент АО «ТВЭЛ» Наталья Никипелова.
При этом она особо подчеркнула, что циркониевая губка может широко применяться для «всех основных энергетических реакторов как российского, так и зарубежного дизайна». Это как раз к вопросу о глобальной конкурентоспособности.
ТОРЖЕСТВЕННАЯ ЦЕРЕМОНИЯ ЗАПУСКА НОВОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА СОСТОЯЛАСЬ 5 ОКТЯБРЯ 2021 Г. С УЧАСТИЕМ ГЕНЕРАЛЬНОГО ДИРЕКТОРА ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ» АЛЕКСЕЯ ЛИХАЧЁВА И ПРЕЗИДЕНТА АО «ТВЭЛ» НАТАЛЬИ НИКИПЕЛОВОЙ. ФОТО: ОФИЦИАЛЬНЫЙ САЙТ ЧМЗ / CHMZ.NET
В официальных сообщениях подчёркивается также, что наша технология не повторяет зарубежные. И вообще при её разработке «реализовано около ста технических решений, 17 из них защищены патентами и свидетельствами на изобретения». В итоге создано и запущено принципиально новое производство. Оно требует вдвое меньше технологических операций, что даёт снижение потребления сырья, материалов и энергоресурсов.
Не только цирконий
Что ещё примечательно? Затерянный «во глубине удмуртских руд» городок является ещё и столицей сверхпроводников. Причём мирового масштаба. Здесь же, на ЧМЗ, работает производство сверхпроводников для международного проекта создания термоядерного реактора ITER. В нём участвуют все ведущие научные страны мира, по сложности и стоимости этому проекту даже Международная космическая станция в подмётки не годится.
Перспективы же в случае удачи необозримые — получение практически бесконечного количества энергии для всего человечества. И вот для такого исторического проекта особые сверхпроводящие материалы изготавливаются на русском заводе.
Лучшего не нашлось во всём мире, и это не саркастическая фраза. Потому что новый цех, построенный на ЧМЗ, оснастили уникальным оборудованием ценой в более чем два миллиарда рублей.
И сегодня выпуск низкотемпературных сверхпроводящих композитов для разных отечественных нужд и производств поставлен на поток. И только для ITER здесь произведено более 200 тонн сверхпроводников. Это десятки тысяч километров так называемых стрэндов — медной на вид проволоки, внутри которой сжаты тысячи волокон.
Что с того?
В очередной раз перед нами доказательство густой верности лозунга «Россия делает сама». Конечно, в 1990-е годы читалось и внушалось, что это лозунг смешной, что всё, что нам нужно, запросто купим за границей. Под эту идею было разрушено многое, начиная от станкостроения и заканчивая производством продуктов питания.
Но история показала, что подобного рода смех нередко оборачивается слезами. И обернулся в случае с Россией. Но остаётся только поблагодарить Бога и наших отцов, что в стране была создана могучая атомная промышленность. Её так запросто не разрушишь, на металлолом не разрежешь, как это произошло в огромном ряде других отраслей. И именно на базе сохранённого, сбережённого, как ЧМЗ и уютный Глазов, сегодня возрождается отечественное высокотехнологичное производство. И поднимаются наука и технологии, которые Россия опять делает сама.
