Кусочки графена получают по-русски — просто и гениально! Воздействуя механически на высокоориентированный пиролитический графит, или киш-графит. Сначала плоские куски графита помещают между липкими лентами скотча и расщепляют раз за разом, создавая достаточно тонкие слои. Среди многих плёнок могут попадаться однослойные и двухслойные, которые и представляют интерес. После отшелушивания скотч с тонкими плёнками графита прижимают к подложке высоколегированного оксида кремния — Si02. Там он и остаётся.
Но это — лабораторный метод получения графена. А вот промышленный, разработанный русскими, — это один из главных технологических секретов!
Но как бы ни был прочен и какими бы уникальными свойствами ни обладал графен, ультраграфен — просто уникум в мире новейших наноматериалов. Природа любит повторять себя и в большом, и в малом, реализуя практически универсальный для самой себя принцип тождественности. Так вот ультраграфен — это графеновые цепочки, скрученные в двойную спираль — как молекула ДНК! Благодаря двутяжевой спиральной наноструктуре ультраграфен является сверхпрочным, упругим и пластичным конструкционным материалом будущего!
* * *
Создание, промышленный синтез и использование новейших конструкционных материалов были невозможны без «продвинутой» энергетики.
Её основой стала Белоярская ордена Красного Знамени атомная электростанция имени И.В. Курчатова. Здесь впервые в мире появился энергоблок промышленного масштаба на быстрых нейтронах. В его состав входит уникальный русский атомный реактор БН-600.
Экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах появились ещё в пятидесятые годы. А в последующее время работы по созданию промышленных реакторов на быстрых нейтронах активно велись в Советском Союзе, США и Европе. Но к началу девяностых годов большинство этих проектов было прекращено из-за риска аварий и высоких эксплуатационных затрат.
Так, 2009 год стал последним в долгой карьере французского быстрого натриевого реактора «Феникс». И теперь в мире осталась единственная страна с действующим быстрым энергетическим реактором — это Россия, а точнее — Сибирь и реактор БН-600!
А совсем недавно здесь же, на Белоярской АЭС, были введены в строй сразу три новейших реактора на быстрых нейтронах: два БН-800 и один совсем уж уникальный ядерный реактор на быстрых нейтронах БН-1500 мощностью полтора миллиона ватт!
Город Заречный в Свердловской области, где находится Белоярская ордена Красного Знамени атомная электростанция имени И.В. Курчатова, стал новым «Атомоградом» — сердцем уникальной энергетики русских патриотов.
Его история началась ещё в конце декабря 1979 года, когда в первый в мире промышленный реактор на быстрых нейтронах — БН-600 поместили пусковой источник нейтронов и начали загружать сборки с ядерным топливом. Двадцать шестого февраля 1980 года была набрана необходимая критическая масса топлива, и в реакторе БН-600 впервые в его «жизни» началась самоподдерживающаяся ядерная реакция! Тогда же, в 18 часов 26 минут, состоялся физический пуск уникального реактора на быстрых нейтронах БН-600. Следующим этапом его работы стал энергетический пуск — 8 апреля 1980 года энергоблок с реактором БН-600 выдал первые киловатт-часы электроэнергии в Свердловскую энергосистему.
Главная особенность ядерных реакторов на быстрых нейтронах состоит в том, что они открывают возможность использования не делящихся в реакторах на тепловых нейтронах изотопов тяжёлых элементов. В топливный цикл могут быть вовлечены запасы изотопов необогащенного урана 238U и тория 232Th, которых в природе значительно больше, чем обогащённого урана с изотопами 235U, которые являются основным «ядерным топливом» для реакторов на тепловых нейтронах. В том числе может быть использован и так называемый «отвальный уран», оставшийся после обогащения ядерного горючего 235U.
Реакторы на быстрых нейтронах создают огромные возможности по расширенному воспроизводству ядерного горючего. Это значит, что, например, на сотню разделившихся ядер горючего в реакторах на быстрых нейтронах образуется примерно сто двадцать — сто сорок новых ядер, способных к делению.
В реакторах на быстрых нейтронах используется жидкометаллический теплоноситель — расплав натрия или свинцово-висмутовая смесь. Это существенно повышает безопасность ядерных установок класса «БН», так как при аварии жидкометаллический теплоноситель попросту застывает внутри реактора, герметизируя возможные пробоины и препятствуя выбросу радиоактивных продуктов реакции и ядер-ного топлива из активной зоны реактора. Такая схема была отработана в Советском Союзе на ядерных жидкометаллических реакторах для подводных лодок проекта 805 «Лира». Кроме того, удельные тепловые характеристики жидкометаллического теплоносителя гораздо выше обычной воды, что позволяет увеличить соответственно КПД атомного реактора и его тепловую мощность.
Периоды полураспада радиоактивных изотопов натрия, получающихся в ходе ядерной реакции, — 24Na и 22Na — составляют соответственно пятнадцать часов и около трёх лет. Такой короткий период полураспада тоже благотворно сказывается на радиационной безопасности.
Такие же реакторы на быстрых нейтронах БН-1500 были установлены и на новейшей, только что введённой в эксплуатацию Южно-Уральской АЭС в городе Озёрск соседней, Челябинской, области.
* * *
Работы по сверхсовременным реакторам велись не на пустом месте. Челябинск является не только русским «Танкоградом», как Нижний Тагил и Омск, но ещё он и русский «Атомоград». Городок Озёрск людям знающим более всего известен под «закрытым» наименованием Челябинск-40. А рядом находится ещё и Снежинск, он же — Челябинск-70. Цифры в наименовании обозначают удалённость от основного города. В Челябинске-40, в частности, была создана первая советская ядерная бомба РДС-1. Аббревиатура РДС неофициально расшифровывалась как «Россия делает сама». И Россия— сделала! В августе 1949 года из Челябинска-40 на Урале в Семипалатинск в казахских степях отправился спецпоезд. Впереди и сзади его шли военные поезда эскорта. Всю дорогу для них горели зелёные огни семафоров. А 29 августа 1949 года на полигоне Семипалатинск была взорвана первая советская ядерная бомба.
С тех пор Челябинск-40 и Челябинск-70 стали наряду с Арзамасом-16 в европейской части СССР основой советской ядерной программы.
А сейчас тот гигантский технологический задел, который оставался ещё со времён Советского Союза и который поддерживался и развивался благодаря жертвенному энтузиазму русских учёных, стал основой создания энергетических технологий будущего. И все эти разработки давали возможность вообще говорить о будущем России и воплощать будущее в жизнь.
