Главный по кобальту

В обнинском Физико-энергетическом институте (ФЭИ) разработали способ производства высокоактивного изотопа кобальт-60

«Я готов вложить все свои силы в развитие нашей лаборатории, нашего института, в развитие нашей страны», – заверяет 28-летний научный сотрудник ФЭИ Сергей Суров. У него сейчас очень интересная работа. Суров – научный руководитель программы производства высокоактивного изотопа кобальт-60.

Кобальт-60 известен много десятков лет, его производят в больших количествах практически все страны, обладающие ядерными технологиями, и Россия в том числе. Это, пожалуй, наиболее применяемый радиоизотоп в мире, и его название настолько на слуху, что даже одна французская рок-группа называется Cobalt 60.

Изотоп производят обычно в крупных энергетических реакторах атомных электростанций. В России этим занимаются, например, на Ленинградской АЭС в Сосновом Бору. Да и во всем мире кобальт-60 – это дополнительный продукт, вырабатываемый на тепловых реакторах АЭС.

Реактор БН-600. 

В Обнинске же еще в 50-е годы построили первый в Европе опытный реактор на быстрых нейтронах. Хитрость этой «машины» в том, что у нее коэффициент воспроизводства выше единицы – реактор, «сжигая» уран, производит плутоний в большем количестве. Это как в печку положить охапку осиновых дров, натопить ее и вынуть оттуда в полтора раза больше поленьев, но уже березовых.

На сегодняшний день Россия оказалась единственной страной в мире, имеющей промышленные быстрые реакторы. Их всего два — БН-600 (1980 год) и БН-800 (2015 год). Оба работают в составе Белоярской АЭС на Урале. На всей планете ни у кого подобного нет.

Почему мы вдруг заговорили о быстрых реакторах? Да потому что на них можно производить высокоактивный кобальт-60 с максимальной удельной активностью 300 Ки/г. А при наработке его в тепловых реакторах этот показатель в три раза ниже. Можно сравнить с автомобилями. Были, к примеру, только со скоростью 100 км/час, а появилась возможность строить машины, разгоняющиеся до 300 км/час.

«Мы проделали большую и сложную работу по оценке возможной наработки кобальта-60 в реакторе БН-600, — рассказывает Сергей Суров. – Наша лаборатория совместно с коллегами из АО «ОКБМ Африкантов» разработали наиболее оптимальную конструкцию облучательных устройств и провели расчетное моделирование. Мы защитили свой проект на инвестиционном комитете Росатома».

Затем в Росатоме посчитали, каким будет экономический эффект. После этого никаких сомнений не осталось – производство высокоактивного кобальта-60 сулит немалую выгоду. Уже известен срок, когда три облучательных устройства установят в реактор БН-600, – осень 2018 года. Затем настанет черед реактора БН-800. Роль ФЭИ и лично Сергея Сурова – научное руководство всеми процессами, а в деле участвуют порядка десяти предприятий, входящих в периметр Росатома.

По экономическим расчетам проект окупится уже через четыре года. Новый товар призван создать новый рынок. Сейчас просто нет таких устройств, в которых может применяться высокоактивный кобальт-60. А потенциальные покупатели уже заинтересованы. Изотоп с таким высоким уровнем активности позволит сделать более мощные и легкие установки и приборы, упростит решение многих народнохозяйственных задач. «Конечно, главное назначение быстрых реакторов – производство электроэнергии, — говорит Сергей Суров. – А возможность получать в них высокоактивный кобальт-60 — это вишенка на торте».

Сергей Суров

Справка

Применение радиоактивного изотопа кобальт-60

Изотоп широко используется в радиоизотопных автономных генераторах электроэнергии на удаленных территориях (на Крайнем Севере, в Антарктиде и открытом море), в глубоководных аппаратах, космических кораблях, предназначенных для исследования дальнего космоса.

Кобальт-60 дает гамма-излучение, стерилизующее медицинские инструменты и материалы, продукты питания, семена. Им же обеззараживают стоки очистных сооружений.

Изотоп применяется в
гамма-дефектоскопии для проверки качества изделий из металла.

С помощью кобальта-60 происходит радиационная модификация полимеров. Например, полиэтилен, обработанный гамма-излучением, становится очень прочным и может долго служить для теплоизоляции трубопроводов.

Кобальт-60 – источник энергии в хирургических гамма-ножах, которыми оперируют опухоли головного мозга.