Сотрудник Института физики металлов УрО РАН кандидат физико-математических наук А.В. Лукоянов в ноябре прошлого года выиграл конкурс на получение стипендии Президента РФ для исследования физических свойств смешанного ядерного топлива при помощи неэмпирических вычислительных методов. В течение трех лет ученый будет получать 20 тысяч рублей ежемесячно сверх зарплаты. Ранее исследования, проводимые Алексеем, уже получали государственную поддержку в виде грантов РФФИ и Президента РФ для молодых кандидатов наук. В нынешнем году достижения молодого ученого отметили и региональные власти — он получил премию губернатора Свердловской области. В лаборатории оптики металлов ИФМ Алексей работает уже более 10 лет, еще со времени учебы в университете и сейчас занимает должность старшего научного сотрудника. Корреспондент «НУ» встретился с ним, чтобы узнать о его разработках, которые привлекли столь большое внимание государства.
— Алексей, недавняя победа в конкурсе на получение стипендий Президента РФ свидетельствует о высокой оценке вашей программы исследований. Расскажите поподробнее, чем вы занимаетесь?
— Начну чуть издалека. Следующее поколение ядерных реакторов, которые предположительно будут вводиться в эксплуатацию с 2020 года, будут работать на несколько иных технологиях, чем нынешние. Это потребует новых видов топлива и конструкционных материалов. Сейчас в качестве перспективного ядерного топлива рассматриваются разные «кандидаты»: нитридные и металлические соединения урана и плутония. Конкретно мой проект, поддержанный стипендией, посвящен исследованию физических свойств нитридного ядерного топлива.
— Именно неэмпирическими методами?
— Да. В лаборатории оптики металлов мы занимаемся компьютерным материаловедением, то есть с использованием компьютерного моделирования изучаем свойства различных материалов. Неэмпирическими методы называются, поскольку для решения квантовомеханических уравнений используются только данные по кристаллической структуре изучаемых соединений. Поэтому в рамках такой работы никакие эксперименты с реальными образцами не производятся. Компьютерное моделирование — это широкое направление, которое в последние десятилетия активно развивается и в нашей области: с совершенствованием методов, ростом вычислительных мощностей с их помощью открываются новые материалы. Особенно бурно развиваются классы магнитных материалов и сверхпроводников, для последних в предстоящие 2–3 года может начаться буквально новая эра, как это происходит с классом пниктидных сверхпроводников с 2008 года.
— Правильно ли я понимаю, что заявленная вами программа исследования — это дальнейшее развитие той работы, которая уже ведется коллективом лаборатории оптики металлов?
— Действительно, ядерные материалы в нашей лаборатории исследуются уже много лет во взаимодействии с коллегами из Российского федерального ядерного центра- ВНИИТФ, расположенного в Снежинске. Так, важные результаты по исследованию свойств металлического плутония были опубликованы в открытой печати, в журнале Physical Review B еще в 2005 году. С тех пор накоплен большой задел и по соединениям плутония и урана. В рамках этого общего направления я и выделил отдельную тему — нитридного смешанного топлива. До меня этим еще никто не занимался, и над ней я буду работать по крайней мере ближайшие три года.
Но это не единственное направление работы нашей лаборатории. Совместно с коллегами, а также с экспериментаторами из нашего и других институтов мы занимаемся исследованием достаточно широкого круга перспективных материалов, например, наноструктурных оксидных систем, интерметаллических соединений с редкоземельными металлами и т.д. Упомянутая ядерная тематика не ограничивается только проблемами топлива — в этой области существуют очень интересные для исследователей соединения плутония. Это «экзотические» системы, в которых обнаружены сложные магнитные упорядочения и сверхпроводимость, их исследование продолжается многие годы, но до сих пор остается много неотвеченных вопросов. Все перечисленные системы относятся к соединениям с сильными электронными корреляциями, они очень перспективны для разных технологических применений. Чаще всего их исследования в лаборатории ведутся во взаимодействии с коллегами-экспериментаторами, которые занимаются как синтезом этих соединений, так и измерениями их спектральных, оптических и магнитных свойств. В результате мы не только описываем новые данные расчетов и измерений, но представляем более общую картину, определяем микроскопические причины и механизмы тех или иных свойств перспективных материалов.
Ru | En
14 февраля в пресс-центре газеты «Комсомольская правда-Урал» молодые ученые и аспиранты Уральского отделения РАН представили наиболее значимые результаты своих исследований — 5 инновационных проектов в области физики, химии и материаловедения.
