Нужно помнить всегда

Вот и я сюда попал. Рисую, знаете ли, иногда на стенах. Заброшки, подстанции, заборы всякие... Ну а как иначе? Если нет хобби, так и спиться можно. 

Размер, кстати, ого-го, эта стенка метра 4 высотой, уши со стремянки заливал. Гараж заброшенный, если что, сбоку там вместо ворот только пустой проем и мусор внутри.

А это фестиваль был в позапрошлом году. Пришел, несколько банок подарили - порисовал. Получил уйму приятных впечатлений, еще и краска осталась, здорово же.

А этот рисунок вообще древний, 19 год, кажется. Увы, барак снесли примерно через год после этого. А место хорошее было - прямо на трассу выходило.

Попросила моя тетя как-то  оформить стенку на даче, ну не бесплатно, конечно, но за минимальный возможный ценник. А эскиз - по желанию. В общем, наткнулся я на такой пиксель-арт в гугл поиске, к сожалению, автора не нашел:

Но так как стенка была шире в три раза, пришлось придумывать и докрашивать слева и справа. 

Размер стены примерно 10х3 м, фото чистой стенки не сохранилось, но есть несколько фотографий этапов.

Вот тут, за стремянкой, видны полоски - это кто-то решил попробовать мазнуть шпатлевкой. Ох и попили они у меня кровушки, как ни заливал, все равно из-под краски эти сраные полоски торчали. Даже потом на окончательном результате, если приглядеться, их видно.

Как видно, я решил немного заморочиться и вписать водопад внизу, разложив известняковые плиты и покрасив отмостку.

Стенка на северной стороне, почти все время в тени, поэтому выгорание ей не грозит. В прошлом году заезжал, подкрасил царапины - теткин внук там побегал, почиркал по стене немного. В общем до сих пор граффити в порядке и продолжает радовать гостей.

Всем привет. Напоминаю - я гражданский специалист. Собираю бабахи, чтобы не пострадали люди. И спросили про отвертку, что у меня в бронике. Использую ее, как короткий щуп:

Она идеально подходит для этой цели. Хотя можно и потоньше и обязательно заточить. Есть казенный щуп, но он пластик - диэлектрик. Отвертка мне больше зашла. Это второй щуп. Первый - длинный.

Донаты продолжают поступать - спасибо! Лично мне сейчас ничего не нужно. Вышел на людей, которые закупят норм турникеты, а не вот это г..но, что покупают некоторые, гонясь за количеством а не качеством:

Тут под руку не сложить. Зацепы слишком далеко. Подгоню ребятам от вас.

Я за мир во всем мире. Всех обнял. С уважением, Евгений Хрусталев

Недавно, после работы забежала в магазин, проходя мимо полок, краем глаза замечаю это:

Поворачиваюсь и на автопилоте здороваюсь в ответ.
По недоуменному взгляду сотрудницы понимаю - что-то не то... Черт.
теперь каждый вечер:

При температуре ниже +5 краска в баллонах начинает вести себя все хуже и хуже. Давление падает (иногда даже настолько, что остается треть банки краски, а она уже проминается рукой и струя не идет), после нанесения вместо того, чтобы застыть, краска нещадно течет, особенно по металлу. Приходится искать способы греть банки (горелка, различные грелки, тупо пихать под мышку), искать стенки тоже квест еще тот (надо не мокрые, не покрытые льдом или снегом, еще и чтоб ветер был поменьше, а то струю тупо сносит). 

Поэтому выбор краски и эскиза тоже специфические. Мало цветов, чтоб меньше греть и таскать. Проще формы, чтоб быстрее нарисовать. Руки-то тоже мерзнут: чтобы контролировать форму и толщину линии, перчатки должны быть тонкими.

Сходил я позавчера под мост на лед порисовать. -15 градусов было. И это был ад. Хотя ничего не предвещало беды, казалось бы, вот субботние фотки с разведки: 

Подготовил эскиз

Примерил на стенку 

Ну и начал рисовать. Газовая горелка сдохла через пять минут, сперва замерзнув в ледыху, а потом упало давление в ноль. Химическая грелка из бутылки, на которую были все надежды, подняла температуру где-то до +10 в коробке с краской, но работала еле-еле, высирая коричневую пену из горлышка (про это я расскажу в другой раз, когда подберем нормальные соотношения веществ, если по-простому, то берем медный купорос, алюминий потоньше, соль, воду, опилки, все перемешиваем, ставим гидрозатвор и ждем, на ютубе есть куча рецептов, но они либо слишком мало времени греют, либо плохо работают по факту). 

Если присмотреться, то видно, что я много где не попал в силуэт. Но все же что-то вышло. На троечку, я бы сказал.

Оказывается, если приехать на базу по разбору поездов на металлолом, можно порисовать ДНЕМ, НА ЭЛЕКТРИЧКЕ, БЕСПЛАТНО и ЛЕГАЛЬНО. Один минус - рисунок через день-два будет уничтожен вместе с вагоном)

Часть 1

Часть 2

Белоярская АЭС — единственная в мире промышленная атомная электростанция с реакторами на быстрых нейтронах и, соответственно, жидкометаллическим теплоносителем. Такие АЭС разрабатывали во многих странах с конца 1950-х, но, кроме СССР и позднее России, они нигде надолго в эксплуатации не остались (за исключением исследовательских установок). Реакторы на быстрых нейтронах — один из примеров технологий в атомной энергетике, которые испытывали ранее, но оставили без существенного развития из-за низких экономических показателей. Их очень дорого строить. Новые материалы способны спровоцировать ренессанс подобных пока что экзотических схем

Перспективные проекты атомных электростанций в принципе невозможны без разработки новых материалов. Например, сверхкритические водяные реакторы (как ВВЭР-СКД) — в них роль теплоносителя играет вода в сверхкритическом состоянии. То есть ее давление превышает 22,1 мегапаскаля. Это выгодно, потому что позволяет повысить эффективность всей АЭС примерно до 45 процентов против 30-33 у реакторов нынешнего поколения. Сверхкритическую жидкость можно разогреть до более высоких температур, а любая тепловая машина работает тем эффективнее, чем больше разница температур между ее горячей и холодной частями.

Сверхкритическую воду в качестве теплоносителя давно используют в газовых тепловых электростанциях. Это сравнительно отработанная технология. Для атомной энергетики же это не просто новинка, а изменение, требующее пересмотра всей «начинки» АЭС. Да, конструкция реакторов станет проще, следовательно — дешевле и быстрее в изготовлении. Но есть большие проблемы.

Сверхкритическая вода по-другому замедляет нейтроны, может вызывать коррозию там, где обычная вода практически инертна, а также рискует начать разлагаться на кислород и водород под действием ионизирующего излучения в определенных условиях. Иными словами, перспективы огромные, но и вызов непростой.

В сверхкритических реакторах такое высокое давление внутри активной зоны, что при определенных спектрах им не подходят обычные топливные таблетки. Диоксид урана со всеми имеющимися вариантами покрытий просто не работал так, как требовалось физикам. Возможные материалы — кандидаты топлива тоже не подходили.

Наши специалисты долго думали над этой проблемой и пришли к альтернативному решению. Отказавшись от стандартных таблеток внутрь твэла с топливной композицией добавили компенсатор давления. Таким образом внешнее давление компенсировалось топливом, а избыточное распухание топлива забирал на себя компенсатор. Разумеется важны детали: были рассчитаны форма, толщина, подобран правильный материал компенсатора. Наглядная иллюстрация прикладного подхода: если какую-то задачу не получается решить имеющимися или перспективными средствами, имеет смысл объединить усилия ученых разных специальностей и конструкторов.

Не металлами едиными

В примерах выше почти всегда упоминались металлы либо их оксиды. Но это не единственные материалы, которыми занимаются материаловеды атомной отрасли. Естественно, есть еще керамики, пластики, бетоны и многое другое. Большая часть ресурсов уходит на разработку этих типов материалов.

Внимательный читатель уже, наверное, заметил, что не хватает целого спектра различных материалов, которые часто упоминаются в контексте высокотехнологичных отраслей. Да, мы о мета-, нано- и прочих приставках, а также об аддитивных технологиях.

Это не приоритетные направления, но по ним тоже ведут работу. Большие перспективы видны в печати металлическими порошками. У подразделений «Росатома» есть наработки по печати крупных деталей, вплоть до целой выгородки реактора — внутренних структур активной зоны, которые окружают тепловыделяющие элементы. Тем не менее есть большая проблема со специалистами в области экзотических материалов. Их огромный дефицит. Можно сказать, что экзотика в области материаловедения для атомной энергетики — крайне выгодное направление для выбора нынешними студентами.

Довольно часто это невероятно интересные и «красивые» технологии, уникальные люди, которые создают материалы с нестандартными сочетаниями свойств. Но нам не хватает людей. Причем речь идет не о специалистах в единственном числе, а о командах. Все наши разработки — это долгие проекты, за редким исключением. И мы должны гарантировать выход материала в промышленном масштабе к определенному сроку готовности изделия. В чем риски? Вот мы взяли сотрудника, он перспективный, занимается уникальной и очень многообещающей экзотикой. Но что делать, когда он заболеет? Женится? Поменяет приоритеты в жизни? Немного цинично, но это прагматизм прикладной науки.

Именно поэтому особо ценятся команды специалистов, научные школы, устойчивые кооперации. Да, договориться порой непросто: научные споры — зрелище не для слабонервных. Но и результат учитывает мнение не одного гения, а еще опыт эксплуатации прежних разработок и так далее. Для проверки своих возможностей у нас есть программа аванпроектов — сравнительно небольшое финансирование на перспективные идеи, которые мы поможем проверить с помощью своих ресурсов, главное — ответственно обосновать ожидаемые свойства материала.

В последние годы научная этика поменялась, и теперь в перечень работ по подготовке большого НИОКР принято включать не только аналитические обзоры, но небольшое исследование в обоснование разрабатываемой гипотезы. Все это помогает в реализации НИОКР и получении финансирования.

Какое будущее готовят уже сегодня

Материаловедение в атомной отрасли существует на стыке фундаментальных и практических дисциплин. Это одна из тех сфер человеческой деятельности, где всегда есть место чему-то новому, удивительному и при этом максимально связанному с реальностью, практикой.

Ближайшие десятилетия для ядерной энергетики обещают быть временем множества прорывов и революций, на нее возлагают большие надежды во всем мире. Назревает атомный ренессанс, и российские атомщики прямо сейчас воплощают в реальность проекты, которые наверняка будут востребованы уже завтра.

Особенно впечатляет, насколько сильна и важна кооперация в «атомном» материаловедении. Нет ни одного универсального предприятия или научной организации, слишком сложная дисциплина. За корпуса реакторов отвечает ПАО НПО «ЦНИИТМАШ», внутрикорпусные материалы делает и разрабатывает ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» (Курчатовский институт) — список можно продолжать долго. При этом без постоянного тесного взаимодействия и обмена опытом успех невозможен.

Была у нас забавная история. Материаловеды в лаборатории, как оказалось, не совсем представляли возможности производства. Разработали кандидатный материал, изготовили образцы, подтвердили характеристики — и казалось бы, прямая дорога к масштабированию. Заказали изготовление промышленного полуфабриката на завод. Те посмотрели спецификацию, все сделали, как написано, отправили пробную партию обратно. В лаборатории смотрят, а свойства сильно различаются: чистота слишком высокая, нужных примесей нет. Звонят на завод: как так, куда подевали, всегда же были. Там им и отвечают: в спецификации же указали верхнюю планку, без нижней (обычно материаловеды уточняют, ведь есть привычный минимальный уровень), вот мы для вас выполнили заказ по высшему классу — оборудование позволяет. В итоге, с одной стороны, потратили время, с другой — подтвердили значимость примесей в определенной металлической матрице. Вывод: надо знать все нюансы технологии производства.

Это благодатная почва для развития не только самой атомной отрасли и молодых специалистов как ее части. Новые материалы, инженерные решения и сопутствующие открытия в фундаментальных науках двигают общий научно-технический прогресс в стране.

Помимо энергетики, разрабатываемые атомной отраслью материалы и решения применяют в точном машиностроении, медицине, электронике и космонавтике. Это мощнейший стимулятор роста и развития всех смежных областей экономики и промышленности.

Отсюда

- А Вы помните, как три с половиной года назад ездили на вызов к Козлову? - примерно так начал свой разговор участковый уполномоченный полиции.

 Представляете сколько было за это время у меня пациентов? Чтобы я запомнила конкретного пациента, он должен чем-то выделяться. А чтобы я ещё и фамилию его запомнила надо её неоднократно услышать. В противном случае - увольте, вспомнить не смогу. И даже прочтение карты вызова может не помочь, так как карта, если не использовались наркотические препараты, через три года уничтожается. Хотелось мне всё это рассказать участковому, и сказать, что не помню. Но не стала. Я призналась, что помню и Козлова, и вызов к нему, и то, что в судебном процессе участвовала тоже помню. Если бы не суд, то и не вспомнила точно.

 Три года назад позвонили из прокуратуры и попросили дать свидетельские показания по поводу вызова, на котором я была полгода назад. Тогда я не смогла сразу вспомнить Козлова, но мне назвали его фамилию и дату вызова. Пред тем как пойти в прокуратуру, я зашла на Скорую, чтобы "освежить память" путем прочтения карты вызова к этому человеку. Заведующий СМП был уже в курсе, но карту мне пришлось искать в архиве самой. Прочитав карту, я вспомнила этого Козлова.

 Нас вызывали в отделение полиции к мужчине 34 лет. Он страдал алкоголизмом. Был в запое, когда его задержали по обвинению в двойном убийстве и попытке скрыть преступление, устроив поджог дома. В отделении полиции мужчина находился двое суток. Во время допроса у него развились судороги с потерей сознания. Такое состояние не редкость у запойных алкоголиков. Часто бывает, что на фоне абстиненции развиваются судороги. Когда я пришла работать на Скорую мы даже диагноз такой ставили АЭС - алкогольно-эпилептический синдром.

 На вызов я приехала с санитаром (сейчас он фельдшер и продолжает работать на Скорой). Когда мы приехали, судороги уже прекратились. Обычно в таких случаях делали инъекцию магния сульфата внутривенно и всё. Если судороги были впервые - предлагали поехать в больницу, в противном случае оставляли на адресе. Пациент сказал, что судороги бывали и раньше, но он находился в общественном месте, и не был ещё осуждён, поэтому мы должны были предложить ему проехать в приёмное отделение больницы. Нам отказали. Пациент считался опасным преступником, а конвоя в отделении полиции в тот момент не было. Так что после того, как сделали магнезию, мы уехали, взяв все необходимые подписи.

 Через два часа поступил повторный вызов к тому же мужчине. Снова судороги. Нас провели в тот же кабинет, где мы были в предыдущий раз. Мужчина лежал на полу и дёргался. Трое полицейских удерживали его, не давая причинить себе вред. Двое прижимали руки и корпус тела к полу, а третий полицейский с трудом удерживал голову, которой мужчина пытался биться об пол.

 Я велела полицейским отпустить мужчину. Мужчину отпустили. Он тут же перестал биться об пол и сел. Все были красные, потные и злые. Пациент стал утверждать, что у него были только что судороги. Но я ему не поверила. Для "состояния после судорог" он был слишком активным. Обычно пациенты не помнят самих судорог, а после приступа находятся в оглушении - медлительные, часто ничего не понимают и стремятся всё время лечь спать. Именно таким и был пациент два часа назад. Да, ему было плохо - абстинентный синдром всё-таки имел место, но это не было состояние после судорог. Я решила, что задержанный пытался имитировать судороги. Возможно, что ему просто надоел допрос и он таким образом пытался от него избавиться. На тот момент Козлов ещё не сознался в совершении преступления.

 Я объяснила всё полицейским, и мы уехали. А через полгода ко мне позвонили из прокуратуры. Их интересовали подробности не только вызова, но и слова, которые говорил Козлов. Я рассказала об этих двух вызовах. А также то, что во время первого вызова мужчина всё время говорил:

— Это не я. Это она во всём виновата.

 А ещё через пару недель меня попытались вызвать в Екатеринбург в суд для дачи показаний. Я отказалась, так как была на больничном, решив, что и без моих показаний должны разобраться. Но в день суда ко мне позвонил мужчина, представился, назвав свои ФИО и должность - судья. И очень просил всё же приехать на заседание суда, иначе его придётся опять переносить, а ему это дело порядком надоело. Прямо так и сказал. Я сжалилась над судьёй и поехала.

 На самом заседании суда я была недолго. Ответила на вопросы прокурора и адвоката. Рассказала про оба вызова. Ответила, что не видела, чтобы Козлова избивали, но видела, как он сам пытался биться головой об пол. Так же меня спрашивали о том, что говорил пациент о своём преступлении. А он ведь о нём и не говорил. Его слова "Это она во всём виновата" можно трактовать, как угодно. Я не знаю о ком это он говорил. Может про женщину, а может про пьянку или ещё про что-нибудь. Он же не уточнял. Так я и сказала. После этого меня отпустили. Из слов адвоката я поняла, что Козлов обвинил полицейских в избиении его на допросе.

 Прошло ещё три года:

- А Вы помните, как три с половиной года назад ездили на вызов к Козлову в отделение полиции?

 Я помнила и отпираться не стала. Пришла в оговоренное время к участковому. Осведомилась о причине интереса к тому вызову и узнала, что Козлов, находясь в местах лишения свободы, пишет на всех жалобы. Теперь дошла очередь и до меня. В своей жалобе он обвинял меня в том, что я не оказала ему помощь, и просил привлечь меня к уголовной и административной ответственности. А участковому было поручено разобраться в обоснованности этой жалобы. Участковый пояснил:

- Скучно ему там, вот и жалуется на всех.

 Я знаю, что вызывали для сбора показаний и моего помощника. Он рассказал ровно тоже, что и я. Больше о Козлове я не слышала. Надеюсь, что, когда он освободится ему не будет настолько скучно, чтобы искать встречи с нами.

«Кубик Рубика» на Ткачей 16а, художник Иван Ягода.Работа поддерживает тему «EXPO-2020: Глобальный разум». Разные нации, разные люди, разные эмоции объединены в одном кубике.

Работа поддерживает тему «EXPO-2020: Глобальный разум». Разные нации, разные люди, разные эмоции объединены в одном кубике.

«Сизифов труд» когда-то был нарисован в Екатеринбурге на улице Сакко и Венцетти д. 55 в рамках фестиваля «Стенография-2011».

В истории жизни на Земле немало чёрных страниц. Но самые мрачные из них посвящены пяти великим вымираниям — катастрофическим событиям, в результате которых старые экосистемы вымирали под корень за миллионы лет. Кажется много, но по палеонтологическим меркам это почти мгновение. И сейчас мы, похоже, собственными руками заполняем страницу шестого великого вымирания.

Человеческая цивилизация — удивительная по своей сложности и эффективности система. Природа с такой никогда не сталкивалась. Все механизмы контроля популяции, работающие на другие активные виды, против нас особо не помогают. Голодное лето не способно уничтожить 9/10 нашей популяции, вирусы и бактерии оказывают лишь кратковременный эффект. А внутривидовая конкуренция мало того, что стимулирует технический прогресс, так ещё и регулярно сменяется внутривидовым сотрудничеством.

А самое неприятное то, что люди действуют системно. Мы не просто добываем пищу, а охотимся на конкретные виды животных, пока они не исчезнут. Не просто вырубаем леса, а коренным образом перерабатываем экосистемы, превращая их в города, сады и плантации.

Причём люди начали заниматься этим далеко не вчера. Мы — главные подозреваемые по делу об исчезновении мамонтовой фауны, которая вымерла 10-12 тысяч лет назад. А за последние 500 лет человечество извело под корень как минимум 900 видов животных, многие из которых были очень крупные. Кажется, что это лишь капля в море, ведь на планете существует как минимум ещё 2 миллиона животных разных форм и размеров. Но чем больше разбираешься в ситуации, тем мрачнее становится картина.

Да, на сегодняшний день вымерло не так много видов, но число, находящихся в опасности, уже превысило 40 000. Ареал и численность каждого из них сократились настолько, что вид может окончательно закончиться в ближайшие 50-100 лет. И вот это уже серьёзные цифры. На данный момент под угрозой полного вымирания находятся 41% земноводных, 30% хрящевых рыб, 25% млекопитающих, 14% птиц.

И значительная часть из этих видов являются эдификаторами. Так учёные называют животных, которые одним своим существованием создают новые экологические ниши. Сокращение ареала этих видов серьёзно влияет на численность десятков, а то и сотен, других.

Вот возьмём, например, зубров, лосей и других крупных европейских копытных. Все они, хоть и существуют, практически не встречаются в лесах Западной Европы. А без них светолюбивая флора и фауна лесов исчезает, задыхаясь под гнётом теневыносливых растений.

Другой неприятный пример: массовое вымирание пчёл, развивающееся в общей канве шестого великого вымирания. Начиная с 1950 года общепланетная численность пчёл сократилась на 50%, несмотря на то, что вымерло относительно небольшое количество видов. А ведь пчёлы — главные опылители цветковых растений. Понижение их численности повлияет и на состав флоры. А вместе с ней меняются и целые экосистемы.

Но несмотря на все эти ужасы, некоторые учёные всё же отказываются называть массовое истребление животных великим вымиранием. И у них есть свои резоны. Первый из них: массовое вымирание бьёт по всем группам животных примерно равномерно, а от людей страдают почти исключительно крупные звери. Второй: человеческая деятельность почти не затронула морские экосистемы, тогда как любое массовое вымирание сопровождалось полным их крахом.

А как вы считаете, наступило ли шестое великое вымирание?

Часть 1

Инженеры помещают замедлитель между столбиками топлива и повышают эффективность цепной реакции. Для реакторов, в которых теплоносителем выступает вода, она же служит замедлителем нейтронов.

Ну а захват «лишнего» нейтрона атомным ядром приводит к его превращению в изотоп. Например, уран-238 становится ураном-239. Поскольку в новом ядре соотношение протонов и нейтронов становится иным, его стабильность почти всегда существенно ниже, чем у изначального атома. В зависимости от того, какое топливо используется в реакторе, захват нейтрона может быть как полезным явлением, так и вредным. Комбинируя замедлители и отражатели нейтронов, активную зону конфигурируют так, чтобы в ней преобладали нейтроны нужных энергий.

Кроме ядерных реакций деления, в атомных реакторах постоянно идут процессы распада. Фактически почти все, что находится в топливных таблетках, радиоактивно: само топливо, продукты распада, ионизированные и подвергшиеся нейтронной бомбардировке материалы связующего для топлива. Это приводит к постоянному потоку альфа- и бета-частиц, гамма-квантов, а в особо редких случаях — непосредственно осколков деления.

Подытоживая все происходящее в реакторе, стоит выделить наиболее критические факторы, определяющие выбор материалов для его конструкции:

• для активной зоны и окружающих ее конструкций — нейтронный поток и гамма-излучение, хотя второе в нормальных условиях имеет недостаточную интенсивность, чтобы значительно повредить материалы, и опасно только для людей;
• для активной зоны и ее компонентов (например, выгородки реактора и каналов теплоносителя) — высокие температура и давление, нейтронный поток, наведенная радиоактивность и гамма-излучение в небольшой степени;
• для тепловыделяющих сборок — высокие температура и давление, нейтронный поток, наведенная радиоактивность и гамма-излучение;
• для топливных таблеток — сразу все, включая все виды ионизирующего излучения и особенно высокую температуру (некоторые типы топлива обладают плохой теплопроводностью и склонны к локальному перегреву).

При этом воздействие ионизирующего излучения на различные материалы вполне понятно и предсказуемо. А с высокими температурой и давлением инженеры научились работать уже давно — задолго до появления АЭС. Хотя некоторые прорывы возможны и в этой области, она неспецифична для атомной отрасли.

Нейтронное излучение — другое дело. Его эффекты в большой степени хаотичны и порой кажущаяся незначительной корректировка технологий обработки материала или его химического состава радикально изменяет его поведение в реакторе. Поэтому основной фокус внимания ученых-материаловедов «Росатома» и смежных организаций направлен на изучение взаимодействия нейтронного потока с различными материалами или их комбинациями.

Как разрабатывают новые материалы для атомной отрасли

Материаловедение — прикладная дисциплина, решающая в первую очередь практические задачи. Есть конструкция или отдельная деталь, для которых имеющиеся материалы неоптимальны — ищем способы их улучшить или создать новые. В общих чертах это и есть основной принцип разработки новых материалов во всех отраслях. Атомная энергетика здесь не исключение.

Но прежде всего важно определиться с терминологией. Дело в том, что для материаловеда само слово «материал» означает гораздо более узкое понятие, чем мы привыкли в быту.

Материал — это не просто дерево, металл, керамика, стекло или бетон. Конкретная сталь со строго определенным химическим составом, отлитая и закаленная — это один материал. Если она же кованая — уже другой. Или она закаленная, отпущенная при разных температурах — и ее свойства будут отличаться в широких пределах.

Для материаловеда важна биография образца: как и где добыли сырье для его изготовления, какие процедуры подготовки оно проходило, что именно с ним делали в процессе обработки. какие свойства приобрел этот материал в результате всех манипуляций с ним.

Выше, на видео симуляция каскада столкновений, вызванного попаданием тяжелого иона (трииодид бора) в металл (железо). Нейтронное излучение приводит к аналогичным эффектам, лишь вероятность взаимодействия отличается. Единичная частица, попадая в материал, вызывает смещение не только того атома, с которым сталкивается, но и всех его соседей. Им передается часть кинетической энергии, причем ее количество гораздо больше, чем при теплопереносе. В результате выбитыми со своих мест в кристаллической решетке могут оказаться не только атомы на поверхности, но и глубоко внутри материала. Так образуются полости, смещения фаз кристаллической решетки и даже микротрещины

Контроль и надзор в сфере ядерной безопасности, а соответственно, одобрение использования тех или иных материалов в ядерных установках осуществляет Ростехнадзор. Для конструктора оборудования АЭС существует объемный «справочник всех материалов», в котором содержится список всего, что прошло аттестационные испытания под определенные условия эксплуатации. Каждая строчка в этом документе — отдельный материал, который инженеры-конструкторы могут использовать в допустимых пределах.

Вне зависимости от того, насколько революционным и по всем расчетам безопасным получится проектируемое изделие, если в нем хоть где-то используют неаттестованные материалы, контролирующий орган такое строительство никогда не одобрит. Именно поэтому все новые материалы нужно тщательно испытывать и проверять на соответствие требованиям, установленным в стандартах и конструкторской документации.

В общих чертах идеализированный процесс разработки нового материала выглядит следующим образом. Сначала на этапе подготовки проекта, если выясняется, что существующих материалов недостаточно, ставится задача создать новые. Расчетными методами, моделированием подбирают список материалов-кандидатов, которые проходят первичную проверку в лабораторных условиях. Так тестируют их коррозийную устойчивость, механические и химические свойства. Одновременно проверяют возможность производства этих материалов на оборудовании, имеющемся в распоряжении самого предприятия или у его подрядчиков.

Образцы, которые подтвердили свои свойства во время первичных анализов, отправляют на облучение. Раньше приходилось загружать образцы в исследовательский реактор на несколько лет — только так можно оценить реальный эффект воздействия нейтронного потока. Он выражается в СНА, смещениях на атом кристаллической решетки, — единице дозы облучения, позволяющей сравнивать уровень повреждений в реакторах с различным нейтронным спектром и при облучении различными частицами.

Выше на картинке просвечивающая электронная микроскопия образца из титана, который подвергся жесткому нейтронному облучению. Белые многогранники — пустоты, возникшие в результате выбивания атомов с их мест в кристаллической решетке нейтронами. Темные продолговатые области — полосы осажденных титана, рения и осмия. Последние два элемента — результат трансмутации титана при захвате нейтрона. Исследование воздействия нейтронного потока на материалы критически важно не только для атомной энергетики, но и для термоядерной 

Сейчас реактор используют только для финальных испытаний. На первых этапах отсева материалов-кандидатов можно применять ионный ускоритель. Его воздействие на образцы с практической точки зрения идентично нейтронному излучению. Так, пороговые дозы СНА набираются за считаные дни.

Помимо экономии времени, ускоритель делает разработку радиационно стойких материалов несравнимо дешевле — реакторное время очень дорого. Вдобавок после облучения материалы не нужно оставлять в бассейне выдержки еще на год, чтобы они потеряли наведенную радиоактивность.

После облучения материалы-кандидаты снова всесторонне изучают, их характеристики проходят тщательную проверку. И почти наверняка цикл повторяется, потому что ничего не подошло под целевые параметры. Иногда цикл выполняется несколько раз.

В итоге через несколько лет (ранее — спустя десятилетия) кропотливой работы получаются образцы новых материалов с заданными свойствами. Скорее всего, отработано даже их промышленное производство малыми партиями. Остаются только сертификационные испытания в реакторе, после которых контролирующие органы смогут выпустить заключение о допуске материала к использованию в определенных условиях. На все про все — не менее 10-12 лет с начала разработки до получения аттестации материалом.

Последние несколько лет на помощь материаловедам пришли цифровые технологии, в том числе искусственный интеллект. Алгоритмы машинного обучения, основанные на механизмах деградации и базах данных свойств известных материалов, значительно экономят время, проводя первичное отсеивание материалов-кандидатов или решая «обратную» задачу: подбирая состав и структуру материала под заданные условия эксплуатации по целевым характеристикам. Единственное, с чем ИИ пока справляется плохо, — способы обработки, но и этот недочет скоро будет исправлен: ученые и программисты «Росатома» работают в этом направлении.

Почему нельзя стоять на месте

Атомная энергетика — постоянная технологическая гонка. И разработка материалов для нее выступает лишним подтверждением этого тезиса. Учитывая длительность цикла разработки, сейчас внедряют то, что начинало создаваться три-четыре декады назад, а прошло аттестационные испытания 10-20 лет назад. Проще говоря, работа над сегодняшними проектами обеспечивает технологическое превосходство в 2040-2050-х годах. И любая заминка потенциально приводит к высокому риску отстать от темпа конкурентов на этих отдаленных рубежах планирования.

Благодаря этому непрерывному процессу развития отрасли не существует ни одной полностью идентичной АЭС. Каждый следующий проект в чем-то лучше предыдущего, даже если они принадлежат к одной серии. Иногда события в мире приводят к завышенным требованиям потенциальных потребителей, появляются новые уровни защиты, которые на следующем этапе отсекаются по экономическим соображениям. Это ни хорошо, ни плохо — просто особенность, нормальный ход событий.

Второй важнейший стимул развития материаловедения в ядерной энергетике — экономика. Атомные электростанции наконец-то снова становятся не единичными проектами, а практически серийными изделиями. Кроме них, в обозримом будущем заменить угольные и газовые электростанции базовой нагрузки нечем. Никакие ветряки и солнечные панели эту роль в энергосистеме занять не смогут, даже если им на помощь придут сверхъемкие накопители энергии.

Это означает, что стоимость выработанного АЭС киловатт-часа электроэнергии становится не просто существенным фактором оценки всего ее проекта, а критически важным. Она, в свою очередь, зависит от целого спектра параметров, часть из которых способны удешевить новые материалы. Снижение стоимости, габаритов или сроков изготовления любых деталей, агрегатов и узлов в масштабах столь колоссальных объектов, как АЭС, оборачивается экономией в миллионы или даже миллиарды.

Наверное, самый простой ответить на вопрос «Зачем разрабатывать для АЭС новые материалы?» — потому что АЭС со старыми материалами никто не купит. По совокупности причин, из которых экономика будет решающей. Даже несмотря на затраты НИОКР, современные станции экономически эффективнее старых — либо по срокам строительства, либо по стоимости эксплуатации.

Не стоит забывать и о психологическом факторе. Атомная энергетика, пожалуй, вызывает самую напряженную дискуссию в поле общественного мнения. Поэтому, если какая-то инновация не приносит заметного повышения экономических характеристик АЭС, но повышает ее безопасность в каких-либо даже самых маловероятных сценариях, ее имеет смысл реализовать.

В России разработку новых материалов и технологий ведут в рамках комплексной программы развития атомной науки, техники и технологий — КП РТТН. Мы создаем не только новые материалы для перспективных энергосистем, но и опытные целевые изделия, которые тоже проходят испытания. В результате на выходе мы получаем и технологию, и материал, готовые к промышленному внедрению, причем не только в атомной энергетике, но и авиации, машиностроении и других смежных отраслях.

Из последних разработок могу привести в пример технологию изготовления новых марок стали с повышенными прочностными свойствами, в том числе для атомных энергетических установок малой мощности. Тем самым мы решаем задачу уменьшения массогабаритных характеристик оборудования вокруг реакторной установки и получаем существенный выигрыш в массе — этот параметр весьма критичен для атомных станций малой мощности. В этом году как раз проходят аттестационные испытания по всему комплексу свойств новой стали.

Скетчи:

Дополнительный скетч в благодарность за донаты после предыдущего поста:

Мой прадед Торопов Павел Ермилович, рядовой. Прошел Финскую войну, потому сразу на Великую Отечественную призвали. Пропал без вести в 1942 году под городом Юхнов, Калужская область (предположительно).

Сколько же людей погибло, о которых ничего не известно – как они погибли, где погибли. Мой прадед погиб в начале войны. И пусть у него нет медалей или наград, пусть он был простым рядовым, я считаю, что он герой. Точно такой же герой, как и сотни тысяч других солдат, которые ценой своих жизней смогли победить.

Ничто на земле не проходит бесследно.

Я помню. Я горжусь. Спасибо за победу! Вечная память!