proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 27 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[01/07/2010]     Сортировка атомов в масштабах цивилизации

Стабильные и радиоактивные изотопы в современном мире служат основой высоких технологий в самых различных областях человеческой деятельности - от фундаментальных и прикладных научных исследований до создания высокоточных средств измерения и приборов для технической и медицинской диагностики.  Предприятий, способных обеспечить массовое использование изотопной продукции в интересах общественного развития, – единицы. Одно из них – ОАО «ПО «Электрохимический завод» (г. Зеленогорск, Красноярский край).

Первый среди равных


Развитие производства стабильных изотопов в открытом акционерном обществе  «Производственное объединение «Электрохимический завод» (до 2008 г. ФГУП «ПО «ЭХЗ») тесно связано с разработкой и совершенствованием технологического оборудования для обогащения урана на газовых центрифугах.

Именно центрифужная технология дала возможность начать работы по разделению широкого спектра стабильных изотопов. И успехи России в этой области весьма убедительны – многие открытия советских, российских ученых легли в основу ряда прикладных направлений использования стабильных и радиоактивных изотопов. В 70-80 годы прошлого века предприятия и организации Росатома (Минатома) приступили к созданию промышленных технологических линий по выпуску изотопной продукции.

Электрохимический завод, где производство неурановых изотопов ведется с 1971 года, стал, по сути, первым отечественным предприятием, на котором были внедрены промышленные каскады газовых центрифуг для получения стабильных изотопов.


С.В.Филимонов, директор ОАО «ПО «Электрохимический завод»

В 2002 году на предприятии было создано самостоятельное структурное подразделение - цех производства изотопов (ЦПИ), что способствовало выпуску товарной изотопной продукции в промышленных объемах. К настоящему времени специалисты ЭХЗ освоили производство около 100 стабильных изотопов 19 химических элементов: аргона, вольфрама, германия, железа, иридия, кадмия, кремния, криптона, ксенона, молибдена, никеля, олова, осмия, свинца, селена, серя, теллура, углерода, цинка.


Здание цеха по производству изотопов

На ЭХЗ реализован полный технологический цикл получения изотопной продукции: от изготовления рабочего газа и разделения изотопов в каскадах современных газовых центрифуг до получения товарных форм стабильных изотопов, необходимых потребителям.

Система автоматизированного контроля и управления технологическим процессом разделения изотопов, построенная по модульному принципу с использованием современной микропроцессорной техники, – собственная разработка специалистов предприятия – следит за состоянием газовых центрифуг и поддерживает параметры, необходимые для получения качественной продукции.

Контроль изотопного состава и химической чистоты товарной продукции ведет  Центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ), оснащенная современной аналитической аппаратурой и оборудованием российских и зарубежных фирм. Техническая компетентность ЦЗЛ подтверждена аккредитацией в Системе аккредитации аналитических лабораторий.

Высококвалифицированные специалисты экспериментальных лабораторий ЦЗЛ работают над совершенствованием технологии получения изотопов центрифужным методом, расширением спектра рабочих веществ и номенклатуры выпускаемых изотопов. Для этого используются опытные каскады, укомплектованные различными моделями газовых центрифуг,  и экспериментальные установки, позволяющие моделировать и отрабатывать химические процессы.

Технологическая платформа будущего

Руководство ОАО «ПО «Электрохимический завод» оценивает потенциал и перспективы действующего на предприятия производства изотопной продукции исходя из того, что существующая технологическая платформа атомной энергетики, базирующаяся на открытом ядерно-топливном цикле и тепловых реакторах, имеет предел внутреннего ресурса повышения эффективности. И этот предел практически достигнут. В создании крупномасштабной ядерной энергетики XXI века главная роль будет принадлежать реакторам на быстрых нейтронах и замкнутому ядерно-топливному циклу.

Электрохимический завод как крупнейший производитель стабильных изотопов центрифужным методом способен участвовать в НИОКР по созданию реактора на быстрых нейтронах, причем в двух направлениях.

Первое – создание систем безопасности пассивного принципа действия с использованием бора-10. Бор, обогащенный центрифужным методом по легкому изотопу бор-10, входит в состав стержней, регулирующих скорость ядерных процессов в реакторе. Из-за своей особенности взаимодействия с нейтронами бор-10 вне конкуренции среди других элементов с большим сечением захвата нейтронов.

ОАО «ПО «ЭХЗ» готов к сотрудничеству и в таком направлении НИОКР как разработка новых конструкционных материалов для продления срока службы реакторов до 60 лет. Бор, обогащенный по изотопу бор-11, и вольфрам, обогащенный по изотопу вольфрам-184, могут быть использованы для создания жаростойких и «прозрачных» по отношению к нейтронам конструкционных материалов, которые в будущем могут представить значительный интерес при создании отдельных узлов первого контура термоядерных реакторов.

Особый интерес для предприятия – из-за масштабности потенциальных объемов потребления – представляет возможность выпускать цинк, обедненный по изотопу цинк-64. Цинк-64 применяется в системах охлаждения атомных реакторов различных типов в качестве добавки, которая позволяет снизить радиационные поля при ремонтных остановах, уменьшить интенсивность коррозионных процессов, повысить надежность работы тепловыделяющих сборок (ТВС). Эффективность технологии дозирования цинка в водный теплоноситель доказаны не только экспериментальными исследованиями. «За» говорит двадцатилетний мировой опыт применения этого метода, правда, до недавнего времени потребителями обедненного цинка являлись только зарубежные АЭС. Однако к настоящему времени ведущие исследовательские и инжиниринговые центры России обосновали перспективность применения технологии дозирования цинка в отечественных атомных проектах. В 2010 году ОАО «ПО «ЭХЗ» предоставило образцы обедненного цинка для проведения технологических испытаний на российских АЭС.

Медицина на ядерном «уровне»
 
Сфера использования ядерных технологий с каждым годом расширяется, в частности, с развитием такого направления современной медицины как ядерная.  Радиоактивные вещества в ней используются и для диагностики физиологических и биохимических процессов, протекающих в организме человека, и для лечения различных заболеваний.

Технологические каскады ЦПИ ОАО «ПО «ЭХЗ» не первый год востребованы для создания радиоизотопов для ядерной медицины. Наибольшее применение имеет радиоизотоп молибден-99, являющийся генератором короткоживущего изотопа технеций-99m. На технеций-99m приходится около 80% всех диагностических процедур в мире. Радиоизотоп молибден-99 кроме основного «реакторного» способа получения может быть получен из стабильных изотопов молибден-98, молибден-100 с помощью ускорителей частиц. Данный метод является перспективным для применения на уровне регионов – при условии создания в России сети центров ядерной медицины, оснащенными реакторами и ускорителями.

Активно внедряемый в медицинскую практику вольфрам-188, являющийся генератором рения-188, также получается из стабильного изотопа вольфрам-186.

Новой развивающейся технологией в области лечения рака предстательной железы является использование свойств радиоизотопов, получаемых из иридия-191. Освоив наработку иридия-191, специалисты ЭХЗ направили усилия на оптимизацию затрат при производстве изотопа, чтобы сделать новый метод лечения недуга приемлемым для широкого практического применения.

Еще одним ярким примером применения стабильных изотопов в современной медицине является высококонцентрированный изотоп углерод-13 используемый для радиационно безопасного «дыхательного теста» при диагностике желудочно-кишечных заболеваний. Обычно углерод-13 получают в два этапа: на первом этапе изотоп обогащается до промежуточной концентрации с использованием лазера, а на втором, до 99 % – на газовых центрифугах. На ЭХЗ впервые создано альтернативное производство, позволяющее проводить оба этапа обогащения с использованием только центрифужной технологии.

Научный поиск

Одной из перспективных областей применения стабильных изотопов являются крупномасштабные научные эксперименты – исследование безнейтринного двойного бета-распада, регистрация солнечного нейтрино, поиск «темной материи» и 2К-захвата.

Экспериментальная физика слабых взаимодействий сформировала коммерчески значимый и постоянно растущий сегмент мирового рынка стабильных изотопов. Потребности международных научных проектов, таких как MAJORANA, GEM, MOON, CUORE, XMASS, SuperKamiok, KamLAND, BOREXINO, в стабильных изотопах, с предельной степенью обогащения и с высокой химической чистотой, достигают тысяч килограммов. В течение ряда последних лет ПО «Электрохимический завод» сотрудничает с  ведущими исследовательскими центрами мира: Институтом теоретической и экспериментальной физики (Россия), Стэндфордским университетом (США), Институтом физики имени Макса Планка (Германия), Токийским университетом (Япония) и многими другими, принимающими активное участие в организации подобных экспериментов.

Исследование  безнейтринного двойного бета-распада рассматривается сегодня как одна из ключевых проблем физики элементарных частиц и космологии. Интерес к проблеме ещё более возрос после обнаружения осцилляций нейтрино, которые означают, что малоизученная частица имеет массу. Теперь самым важным становится вопрос о природе нейтрино. Для регистрации этой частицы необходим детектор с ультранизким уровнем шумов, что подразумевает, прежде всего, максимально чистые с точки зрения собственной радиоактивности материалы детектора.

Учитывая масштабы экспериментов, чрезвычайно важная роль  отводится  производителям изотопов. От качества продукции, сроков наработки, специальных условий  хранения и доставки во многом зависит успех научных программ. ЭХЗ как поставщик стабильных изотопов в таких проектах как GERDA, IGEX, NEMO, EXO и других зарекомендовал себя надежным партнером, продемонстрировав высокий технологической и организационный уровни.

Примеры участия ЭХЗ в научных проектах:

- GERDA (германий-76, обогащение более 86 %, 40 кг);

- IGEX (германий-76, обогащение более 86 %, 20 кг);

- NEMO (молибден-100, обогащение более 95 %, 13 кг; селен-82, обогащение более 95 %, 1 кг);

- EXO (ксенон-136 с обогащением более 80 %, в количестве 68 кг).   
            
Стратегия в интересах потребителя  

Промышленный потенциал отечественных производителей стабильных изотопов в состоянии обеспечить потребности российской промышленности, науки, медицины продуктом высокого качества.

Медико-биологические и ядерно-физические исследования, атомная промышленность, космическая техника, авиастроение, электроника, химия, геология, металлургия, спектроскопия, неразрушающий контроль, сельское хозяйство, метрология, производство фармпрепаратов для ядерной медицины – во всех этих областях нашли свое применение изотопы производства ЭХЗ.

Конечно же, ОАО «ПО «Электрохимический завод» ориентировано в первую очередь на выпуск больших, промышленных, партий изотопной продукции. Значительные объемы позволяют предлагать потребителю наиболее выгодную цену и обеспечить возможность массового применения изотопов в тех или иных областях. Однако специалистам предприятия приходилось производить и небольшие опытные партии изотопов. Кроме того, предприятие обладает потенциалом для самостоятельной разработки и освоения технологии получения любых других изотопов химических элементов, которые только будут востребованы.

ОАО «ПО «Электрохимический завод», стремящийся как производитель к максимальному удовлетворению запросов потребителей, тщательно следит не только за сферой применения своей продукции, но и изотопов в целом. И следует потребностям рынка, изучая возможности развития производства и расширяя номенклатуру выпускаемой продукции и оказываемых услуг.
 
Предприятие также видит задачу быть максимально задействованным в реализации корпоративной стратегии атомной отрасли.

Система менеджмента качества ЭХЗ в области производства и поставки изотопной продукции сертифицирована на соответствие стандарту EN ISO 9001:2008.

Система менеджмента окружающей среды ЭХЗ в области производства и поставки изотопной продукции сертифицирована на соответствие стандарту DIN EN ISO 14001:2005.


Перечень стабильных изотопов, выпускаемых ОАО «ПО ЭХЗ»:

Изотоп

Уровень

обогащения, %

Изотоп

Уровень

обогащения, %

Изотоп

Уровень

обогащения, %

Изотоп

Уровень

обогащения, %

36 Ar

38 Ar

40 Ar

99,90

99,90

99,99

180 W

182 W

183 W

184 W

186 W

99,90

99,80

99,80

99,80

99,90

70 Ge

72 Ge

73 Ge

74 Ge

76 Ge

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

54 Fe

56 Fe

57 Fe

58 Fe

99,90

99,90

99,00

99,90

191 Ir

193 Ir

99,90

99,90

106 Cd

108 Cd

110 Cd

111 Cd

112 Cd

113 Cd

114 Cd

116 Cd

99,50

99,00

99,40

84,00

98,70

93,00

99,40

99,50

28 Si

29 Si

30 Si

99,90

99,30

99,60

78 Kr

80 Kr

82 Kr

83 Kr

84 Kr

86 Kr

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,99

124 Xe

126 Xe

128 Xe

129 Xe

130 Xe

131 Xe

132 Xe

134 Xe

136 Xe

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

92 Mo

94 Mo

95 Mo

97 Мо

98 Mo

100 Mo

99,90

99,00

98,00

97,00

99,00

99,00

58 Ni

60 Ni

61 Ni

62 Ni

64 Ni

99,90

99,30

98,00

99,00

99,60

112 Sn

116 Sn

124 Sn

99,00

99,00

99,90

184 Os

186 Os

187 Os

188 Os

189 Os

190 Os

192 Os

97,50

99,80

99,60

94,00

99,60

99,30

99,60

204 Pb

206 Pb

207 Pb

208 Pb

99,90

99,90

99,00

99,80

76 Se

77 Se

78 Se

80 Se

82 Se

99,60

99,60

99,50

99,90

99,90

32 S

33 S

34 S

36 S

99,95

99,50

99,90

99,00

120 Те

122 Te

123 Те

124 Те

125 Te

126 Te

128 Te

130 Те

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

64 Zn

64 Zn

66 Zn

67 Zn

68 Zn

70 Zn

(обедненный)

99,90

99,00

98,00

99,00

98,70

13 C

99,90

 


Изотопы ПО «ЭХЗ» поставлялись в исследовательские университеты и национальные лаборатории по всему миру, в том числе: Стенфордский университет, Массачусетский технологический институт, Лабораторию реактивного движения НАСА, Берклийскую национальную лабораторию (США), Кембриджский университет, Ноттингемский университет (Великобритания), Институт Пола Шеррера (Швейцария), Австралийскую государственную организацию по науке и технологиям, Токийский университет (Япония).   

Высокое качество изотопов ПО «ЭХЗ» подтверждено лабораториями потребителей и  независимыми испытательными центрами, включая лабораторию института Фрезениуса (Германия); ГиредМет (Москва); Государственный исследовательский центр геологических испытаний (Китай),  CanTest (Канада) и Evans Analytical Group (США).



Панорама заводоуправления

ОАО «ПО «Электрохимический завод» − предприятие Госкорпорации Росатом (www.rosatom.ru).  Производит низкообогащенный уран для топливных сборок АЭС, стабильные и радиоактивные изотопы различных химических элементов, технологические трубопроводы для  промышленных объектов, статические преобразователи частоты специального и  общепромышленного назначения и ряд других высокотехнологичных товаров.

В 2010 году предприятие войдет в Топливную компанию, формирование которой происходит на базе ОАО «ТВЭЛ». Основной деятельностью ОАО «ТВЭЛ» (www.tvel.ru) является разработка, производство и реализация (включая экспорт) ядерного топлива, а также сопутствующей ядерной и неядерной продукции. Целью создания Топливной компании является выстраивание оптимальной структуры управления предприятиями ядерно-топливного цикла для повышения эффективности работы и конкурентоспособности на глобальном рынке продукции и услуг ЯТЦ, с учетом динамики развития мировых рынков ядерных технологий и растущего конкурентного давления со стороны мировых лидеров.

ОАО «ПО «Электрохимический завод» www.ecp.ru
663690, Россия, Красноярский край, г. Зеленогорск, ул. Первая Промышленная, дом 1.
Телефон: +7(39169) 9-40-00.
Факс: +7(39169) 9-42-43.
E-mail: taifun@ecp.ru
Отдел маркетинга и сбыта:
Телефоны: +7(39169) 9-48-56, 9-48-65, 9-45-35.
Факс: +7(39169) 9-34-86.
E-mail:
market@ecp.ru
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Ядерно-топливный цикл
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Ядерно-топливный цикл:
Толерантное топливо для реакторов типа ВВЭР

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 5
Ответов: 4


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 3 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Сортировка атомов в масштабах цивилизации (Всего: 0)
от Гость на 02/07/2010
"Радиоизотоп молибден-99 .... может быть получен из стабильных изотопов молибден-98, молибден-100 с помощью ускорителей частиц."Это как это ?


[ Ответить на это ]


Re: Сортировка атомов в масштабах цивилизации (Всего: 0)
от Гость на 06/07/2010
Электрон, тормозное гамма на мишени, реакция гамма-нейтрон на свинце или бериллии и влетает нейтрон в стабильный молибден-98. Вроде просто, но очень трудно осуществимо. Гораздо проще использовать канальные реакторы РБМК. А вот интересно сколько у них 98-й стоит. Мне кажется должен быть Ух как дорог!


[
Ответить на это ]


Re: Сортировка атомов в масштабах цивилизации (Всего: 0)
от Гость на 05/07/2010
Очень хорошая статья, но считаю забыли о труде (кроме работников лабораторий и цеха) теоретиков, которые производят расчет схем работы каскадов.


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.07 секунды
Рейтинг@Mail.ru