Skip to Content

Передний край

ПОТЕНЦИАЛ ЛИДЕРА

Сегодня Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН — головной разработчик технологии и оборудования для пирохимической переработки ОЯТ реакторов на быстрых нейтронах в рамках проектного направления «Прорыв» ГК «Росатом» и научный координатор работ по пирохимии, выполняемых в сотрудничестве с АО «Прорыв», НИИ Росатома, академическими институтами, ведущими университетами и другими организациями. Оригинальная технология с использованием расплавленных солей внедряется на площадке Сибирского химического комбината (Северск Томской области) в модуле переработки Опытно-демонстрационного энергетического комплекса — ключевого объекта новой технологической платформы ядерной энергетики. В реакторной установке на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300 ядерное топливо, одним из основных компонентов которого является плутоний, нарабатывается в том же количестве, в каком и сгорает. Выделенная из ОЯТ смесь актиноидов идет на изготовление новых партий топлива для реактора, и таким образом цикл замыкается.
О ходе разработки новой технологии и последних результатах «НУ» рассказал научный руководитель работ по пирохимической переработке ОЯТ в составе проектного направления «Прорыв», научный руководитель ИВТЭ УрО РАН, доктор химических наук профессор Юрий Зайков.
— Основная задача пирохимической технологии — переработка ОЯТ малой выдержки с большим энерговыделением, что позволяет существенно сократить масштабы хранения ОЯТ перед его переработкой. Мы используем для этого расплавленные соли — хлориды лития, калия и их смеси. Солевые расплавы очень стойки к радиационному воздействию и позволяют работать с высокоактивным ОЯТ. В процессе пирохимической переработки из ОЯТ выделяются наиболее радиоактивные продукты деления, и в очищенную смесь на стадиях фабрикации и рефабрикации нового топлива вводится обедненный уран. При этом самые долгоживущие радиоактивные вещества в составе регенерированного топлива (минорные актиниды) возвращаются в реактор, где происходит их сжигание.

Год: 
2024
Месяц: 
март
Номер выпуска: 
6
Абсолютный номер: 
1286
Изменено 27.03.2024 - 16:49

ПУТИ ЭВОЛЮЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ

Эксперты Всемирного экономического форума отмечают, что движущими силами надвигающейся Четвертой индустриальной революции будут такие технологии, как интернет вещей, облачные вычисления, аналитика больших данных и аддитивное производство. Насколько региональная промышленность готова к таким масштабным переменам — этим вопросом в своих исследованиях задается директор Пермского филиала Института экономики Уро РАН доктор экономических наук Анна Урасова. Корреспондент «НУ» поговорил с ней о цикле ее работ, отмеченных медалью Российской академии наук.
— Анна Александровна, в своих статьях Вы часто используете понятие «технологическая эволюция». Что Вы под этим подразумеваете?
— Это сложный вопрос, и на эту тему можно прочитать несколько объемных лекций, но если говорить простыми словами, это процесс развития технологий и техники, трансформирующий как общество в целом, так и его отдельные стороны. Процесс этот можно разделить на этапы, стадии, формации или уклады — их называют по-разному. Переход от одного уклада к другому происходит постепенно и существуют пограничные состояния, когда можно наблюдать превалирование в разных отраслях как старых, так и новых технологий. Такое диссонансное сосуществование старого и нового не может длиться долго, и со временем уклад следующего поколения полностью входит в свои права.
Конечно, существуют разные точки зрения на то, когда и какие именно уклады возникают, по каким критериям можно отслеживать их наступление. Кто-то полагается на смену видов труда, кто-то — на изменения в производственных силах или средствах труда. По этому вопросу нет единства мнений, но для моей работы это был непринципиальный момент. Важным была сама предпосылка, что технологическая эволюция происходит в принципе, и этот процесс имеет определенные закономерности.

Год: 
2024
Месяц: 
март
Номер выпуска: 
5
Абсолютный номер: 
1285
Изменено 14.03.2024 - 15:51

НОВОЕ В БИОРАЗНООБРАЗИИ

Ученые Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН подвели итоги исследований, выполненных в рамках гранта РНФ «Оценка таксономического и функционального разнообразия фототрофной микробиоты в биологических почвенных корках Полярного Урала». Им удалось открыть новые виды цианобактерий и зеленых водорослей в горных тундрах Урала. Результаты работы опубликованы в престижных российских и зарубежных научных журналах.
Оценка состояния и динамики современного биоразнообразия в горных экосистемах в условиях наблюдаемых климатических изменений и усиливающегося антропогенного воздействия на природу Арктики — фундаментальная научная проблема. О подходах к ее решению рассказала «НУ» ведущий научный сотрудник, руководитель группы геоботаники и сравнительной флористики отдела флоры и растительности Севера, кандидат биологических наук Елена Патова:
— Объект нашего изучения — почвенные водоросли и цианобактерии биологических почвенных корок мерзлотных почв Урала. Это автотрофные организмы, которые способны к фотосинтезу, как и высшие растения. Цианобактерии также являются ведущей группой азотфиксаторов (микроорганизмов, усваивающих молекулярный азот воздуха) в наземных экосистемах. Это важные компоненты почвенной биоты, обеспечивающие ее дыхание и поступление органического вещества в почвы. Особенно значительна их роль в горных регионах и в Арктике. Здесь на нарушенных и оголенных грунтах, образующихся на обширных площадях в результате мерзлотных процессов, водоросли и цианобактерии обеспечивают условия для восстановления растительности и служат основной пищей для разно-образных групп почвенных беспозвоночных животных.

Год: 
2024
Месяц: 
январь
Номер выпуска: 
1-2
Абсолютный номер: 
1282
Изменено 12.02.2024 - 13:47

ВОПРОС ЗАКРЫТ

Научное открытие — словосочетание привычное. Но не меньшее значение для фундаментальной науки имеет и обратное действие — «закрытие» какой-либо научной проблемы, признание, что ее решения не существует. В журнале Physical Review Fluids ученые Института механики сплошных сред Пермского ФИЦ УрО РАН доктора физико-математических наук Петр Фрик, Родион Степанов и кандидат физико-математических наук Алексей Шестаков опубликовали статью, где показали невозможность реализации режима Обухова — Болджиано в природных условиях.

Год: 
2023
Месяц: 
декабрь
Номер выпуска: 
24
Абсолютный номер: 
1281
Изменено 21.12.2023 - 17:51

ПРЕОДОЛЕТЬ ИММУНОДЕФИЦИТ

В последнее время на фоне пандемии коронавируса о ВИЧ-инфекции немного «подзабыли». Однако СПИД-повестка не стала менее актуальной, люди продолжают заражаться, болеть и умирать. Сегодняшняя медицина располагает средствами, позволяющими затормозить или даже предотвратить развитие болезни, однако лечение помогает отнюдь не всем. Пермские иммунологи выдвинули гипотезу, объясняющую, почему так происходит. Об этих исследованиях мы поговорили с заведующей молодежной лабораторией молекулярной иммунологии Института экологии и генетики микроорганизмов Пермского ФИЦ УрО РАН доктором биологических наук Евгенией Сайдаковой.
— Какова ситуация с ВИЧ-инфекцией в России и в мире на данный момент?
— Приведу цифры. О ВИЧ-инфекции известно уже более 40 лет. За это время болезнь распространилась на все страны мира, вирус иммунодефицита заразил более 85 миллионов человек, ежегодно выявляют до 1,5 миллионов новых случаев. По данным ЮНЭЙДС (Объединенной программы ООН по ВИЧ/СПИД) в 2022 году позитивный ВИЧ-статус имели 39 миллионов человек, из них 1,5 миллиона — дети в возрасте до 14 лет. Свыше 40 миллионов уже умерли от болезней, сопутствующих СПИД.

Год: 
2023
Месяц: 
декабрь
Номер выпуска: 
23
Абсолютный номер: 
1280
Изменено 04.12.2023 - 14:18

ФУНДАМЕНТ ДЛЯ АЛМАЗОВ

Алмаз и его ограненная форма, бриллиант — самый драгоценный камень в мире, герой сотен приключенческих романов и детективов, предмет вожделений многих поколений любителей сокровищ. Легендарна не только его красота, но и твердость, другие уникальные свойства, благодаря которым он незаменим во многих практических областях — от медицины до приборостроения, от строительной отрасли до химической промышленности. Россия — крупнейший поставщик природных алмазов на мировой рынок. Доля группы отечественных компаний АЛРОСА, деятельность которой сосредоточена в Якутии, Архангельской области и в Африке, составляет 28 % их мировой добычи. Но самые богатые и доступные месторождения уже освоены, их запасы истощаются. Если в ближайшие 15 лет не произойдет открытия новых крупных месторождений, эти объемы могут упасть в разы. Может ли повлиять на изменение ситуации фундаментальная наука? Насколько ценен алмаз для сокровищницы общечеловеческих знаний? Об этом наш корреспондент побеседовал с известным специалистом в названной области, доктором геолого-минералогических наук, профессором РАН, директором Института геологии и геохимии УрО РАН Дмитрием Зедгенизовым, чей доклад по этой проблеме на недавнем заседании президиума УрО РАН вызвал большой интерес.
— Дмитрий Александрович, а зачем вообще искать новые природные алмазы? Ведь давно уже налажено производство искусственных, их широко применяют в промышленности, из них делают гораздо более доступные бриллианты, и, как пишут, по качеству они уже не уступают естественным…
— Могу подтвердить: методы выращивания синтетических алмазов постоянно совершенствуются. По данным экспертов, уже сегодня более 95 % используемых в промышленности алмазов выращены в лаборатории. Что же касается ювелирного дела, то тут доля природных алмазов остается доминирующей. Стратегия и психология продаж бриллиантов всегда состояла в том, что это — природный материал, он неповторим, воспроизвести его невозможно, хотя синтезировать некое подобие — вполне. Разницу, вероятно, можно сравнить с разницей звучания электронного музыкального инструмента с «обычным». Электроинструменты все чаще вытесняют «настоящие», последние становятся штучными, элитными, что делает живой звук еще ценнее. Поэтому природные алмазы и бриллианты всегда были и наверняка будут кратно дороже искусственных. Добавлю: сегодня немало сил, в том числе научных, направляется на то, чтобы отличить природный алмаз от искусственного — от этого зависит рыночная стоимость камня, отличающаяся даже не в разы, а на порядки.
Особый интерес природные алмазы представляют для фундаментальной науки. На протяжении многих лет они и другие реликты мантийных пород, сохранившиеся со времен младенчества Земли, являются объектом интенсивных исследований, поскольку несут важную информацию о составе и условиях формирования самых глубинных зон нашей планеты. В современной геологии эта информация становится основой для моделирования природных процессов, недоступных прямому наблюдению, но имеющих важное значение. Ведь речь идет о глубинах в несколько сотен километров и возрастах в миллиарды лет.

Год: 
2023
Месяц: 
декабрь
Номер выпуска: 
23
Абсолютный номер: 
1280
Изменено 04.12.2023 - 14:13

СДЕРЖАТЬ ТЕПЛО ГЛУБИН

Полезные ископаемые — ресурс невосполняемый, а потребность в них с каждым годом только увеличивается, поэтому горной отрасли все чаще приходится заниматься разработкой глубокозалегающих месторождений. Спуск на большую глубину таит в себе много опасностей, одна из них — высокие температуры, способные привести к тепловым ударам у горняков и выходу из строя оборудования. Заведующий лабораторией развития горного производства Горного института УрО РАН (филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН) доктор технических наук Артем Зайцев занимается решением этой проблемы, опираясь на фундаментальные исследования, моделирование и цифровые технологии. Ученый подробно рассказал «НУ» об этом цикле своих работ, отмеченных недавно медалью Российской академии наук.
— Артем Вячеславович, профессия горняка всегда считалась трудной и опасной. Какие именно угрозы подстерегают человека при работе в шахтах и рудниках, особенно глубокозалегающих?
— Ему приходится сталкиваться с проявлениями горного давления, выделением горючих и ядовитых газов, прорывами подземных вод. Также широко известно, что чем глубже опускаешься в недра Земли, тем там теплее. На самом деле температура с увеличением глубины растет не слишком быстро: в среднем на два градуса каждые 100 метров. Но на сегодня глубина ведения горных работ на ряде предприятий уже перевалила за один километр, что даже при невысоком темпе роста температуры приводит к превышению допустимых правилами безопасности +26 °C. Например, сейчас в Норильском промышленном районе завершен первый этап строительства самого глубокого рудника в Евразии, там достигнута отметка в 2 100 метров. Температура горных пород на такой глубине — +54 °C. Поскольку пространство шахты сильно ограничено, воздух стремится принять температуру окружающих его пород. Помимо этого в выработках работает мощная техника с электрическими приводами и двигателями внутреннего сгорания, также выделяющая большое количество тепла.

Год: 
2023
Месяц: 
ноябрь
Номер выпуска: 
21-22
Абсолютный номер: 
1279
Изменено 15.11.2023 - 15:13

СО ЗНАКОМ «ПЛЮС»

Разработка ученых Института клеточного и внутриклеточного симбиоза Оренбургского ФИЦ УрО РАН — средство на основе штамма коринебактерий для продуцирования органических соединений, обладающих антибактериальной и антигрибковой активностью, — удостоена серебряной медали XXVI Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед» в номинации «Медицина, медицинская техника, гигиена, косметика, ветеринария». Салон «Архимед» проходит ежегодно при поддержке Администрации Президента РФ, Всемирной организации интеллектуальной собственности, Министерства обороны РФ, Федеральной службы по интеллектуальной собственности, Ассоциации «Лига содействия оборонным предприятиям», Международной федерации ассоциаций изобретателей (IFIA) и международного инновационного клуба «Архимед».
Авторы разработки — старший научный сотрудник лаборатории биомедицинских технологий, кандидат медицинских наук Ирина Гладышева, научный сотрудник этой же лаборатории кандидат химических наук Елена Строганова и руководитель работы, зав. лабораторией член-корреспондент Сергей Черкасов.

Год: 
2023
Месяц: 
сентябрь
Номер выпуска: 
18
Абсолютный номер: 
1276
Изменено 25.09.2023 - 14:29

БУДЕТ СДЕЛАНО В РОССИИ

Перед сотрудниками молодежной лаборатории электрохимических устройств и топливных элементов Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН стоит амбициозная задача — разработать энергетические и электролизные установки на твердооксидных топливных элементах и электролизерах (ТОТЭ и ТОЭ) с эксплуатационными характеристиками мирового уровня, но при этом собранные полностью из отечественных компонентов. Задача эта решается в сотрудничестве с коллегами из смежных по тематике лабораторий института — лаборатории электрохимических устройств на твердооксидных протонных электролитах и лаборатории кинетики.
Исследования с целью разработки электрохимических устройств на основе ТОТЭ и ТОЭ начались в институте еще в 1960-е гг. Именно здесь был создан первый в Европе стек киловат-тного класса, он успешно прошел испытания, но не был доведен до промышленного образца из-за наступившего кризиса. Возобновились работы только в 2008 г. во многом благодаря сотрудничеству с крупнейшим индустриальным партнером — ГК «Росатом», а также совместным работам с ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», и теперь выходят на новый уровень.
Электрохимические устройства на ТОТЭ и ТОЭ, преобразующие химическую энергию топлива непосредственно в электричество и обратно, имеют много преимуществ. Благодаря высокой рабочей температуре их эффективность максимальна по сравнению с любыми прочими источниками тока и достигает 60 % по электричеству. Особенно эти устройства эффективны там, где есть высокопотенциальное тепло, например, на атомных электростанциях, газоперекачивающих агрегатах и газотурбинных электростанциях. Электрохимические генераторы на ТОТЭ «всеядны» — в качестве исходного топлива в них могут использоваться природный газ, спирты и многое другое, к тому же они достаточно экологически чистые. Электрохимические установки на ТОТЭ перспективны для использования в распределенной энергетике, они незаменимы там, где требуются автономные источники электрической и тепловой энергии, прежде всего в удаленных от линий электропередач районах.

Год: 
2023
Месяц: 
июль
Номер выпуска: 
13-14
Абсолютный номер: 
1273
Изменено 17.07.2023 - 15:16

ВТОРАЯ ЖИЗНЬ КОМПОЗИТОВ

Сотрудники Института технической химии Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН и румынского Национального научно-исследовательского института физики и ядерной инженерии «Хория Хулубей» завершили первый этап проекта «Проводящие полимерные композиционные материалы двойного назначения на основе функциональных комбинированных наполнителей», который реализуется в рамках Международных исследовательских групп (МИГ).
Благодаря простоте обработки, дешевизне и регулируемым электрическим свойствам проводящие полимерные композиционные материалы сегодня широко применяются в качестве антистатиков, материалов для датчиков, проводников и многого другого. Одно из самых востребованных и перспективных направлений — обеспечение с их помощью защиты от электромагнитных излучений. Особый интерес представляет использование в таких материалах в качестве функциональных наполнителей продуктов на основе вторичных (извлеченных из полимерных композитов) углеродных волокон.

Год: 
2023
Месяц: 
апрель
Номер выпуска: 
7
Абсолютный номер: 
1268
Изменено 18.04.2023 - 16:12

В РУСЛЕ ХИМИЧЕСКОЙ ГИДРОДИНАМИКИ

Совместная статья ученых Института механики сплошных сред Пермского ФИЦ УрО РАН и Пермского национального исследовательского политехнического университета вышла в старейшем научном англоязычном журнале планеты Philosophical Transactions of the Royal Society. Он издается Лондонским королевским обществом с 1665 г., здесь публиковали свои исследования Исаак Ньютон, Бенджамин Франклин, Антони ван Левенгук, Майкл Фарадей, Алан Тьюринг, Стивен Хокинг.
По проекту РНФ пермские ученые ведут исследования в достаточно новой области знания — химической гидродинамике. Процессы преобразования реагентов и образования продукта реакции сопровождаются локальными изменениями физико-химических характеристик среды, способными вызывать крупномасштабное конвективное движение жидкости, что, в свою очередь, может существенно поменять пространственное распределение реагентов и скорость протекания реакции. Учет таких нелинейных эффектов необходим при построении моделей различных технологических процессов в химической, металлургической и нефте-перерабатывающей промышленности.

Год: 
2023
Месяц: 
апрель
Номер выпуска: 
7
Абсолютный номер: 
1268
Изменено 18.04.2023 - 16:05

СПЕКТР СЛУЧАЙНОЙ МАТРИЦЫ

Главный научный сотрудник лаборатории математики и телекоммуникаций Физико-математического института ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, доктор физико-математических наук Александр Тихомиров и старший научный сотрудник той же лаборатории кандидат физико-математических наук Дмитрий Тимушев исследовали спектр прореженных выборочных ковариационных матриц и получили результаты при почти оптимальных ограничениях.

Год: 
2023
Месяц: 
апрель
Номер выпуска: 
7
Абсолютный номер: 
1268
Изменено 18.04.2023 - 16:02

ФАНТАСТИЧЕСКАЯ ТЕРМОБАРИКА

Группа специалистов Института химии твердого тела УрО РАН под руководством старшего научного сотрудника лаборатории неорганического синтеза кандидата химических наук Татьяны Чупахиной в сотрудничестве с коллегами из Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина получила уникальные результаты в ходе исследований керамических диэлектриков и обработки их термобарическим методом.
Термин «диэлектрик» (от древнегреческих διά — «через, раздельно» и ἤλεκτρον — «янтарь») ввел в научный оборот знаменитый английский физик Майкл Фарадей. Это материал с низкой электрической проводимостью, способный под действием внешнего электрического поля накапливать энергию посредством поляризации. Диэлектрики — необходимый элемент многих электронных приборов, прежде всего конденсаторов — накопителей энергии.
— Исследования диэлектриков интенсивно ведутся во всем мире, — отметила Татьяна Чупахина. — В 2000 г. на основе монокристаллов были получены купраты-титанаты кальция с гигантскими значениями диэлектрической проницаемости, в 2009-м — никелат лантана-стронция с такими же свойствами. Но выращивать монокристаллы крайне непросто, это целая наука, поэтому использовать соединения на их основе для решения практических задач проблематично. Начались поиски альтернативных вариантов диэлектриков для конденсаторов. Мы выбрали керамические соединения, поскольку по сравнению с полимерными и другими органическими материалами они более устойчивы к различным неблагоприятным факторам внешней среды. Однако керамика состоит из зерен, маленьких кристалликов, и у нее не очень хорошие диэлектрические свойства. Мы задумались над тем, как эти свойства улучшить. В нашем институте, в лаборатории структурного и фазового анализа, есть установка для термобарической обработки «Тороид». Она хоть и «немолодая», но работает исправно. Там оксиды, полученные в обычных условиях, можно подвергнуть обработке высоким давлением одновременно с нагревом. Таким способом мы получили керамику того же химического состава, что и никелат лантана-стронция, синтезированный на основе монокристаллов. Измерения диэлектрических свойств наших материалов провели сотрудники кафедры физики конденсированного состояния и наноразмерных систем УрФУ. Эффект оказался удивительным — диэлектрическая проницаемость никелата лантана-стронция, обработанного термобарическим методом в течение всего 5 минут, повышается более чем в 10 раз!

Год: 
2023
Месяц: 
март
Номер выпуска: 
6
Абсолютный номер: 
1267
Изменено 24.03.2023 - 22:27

КВАНТ ПРЕВОСХОДСТВА

Национальный центр науки и технологий предлагают создать на Урале.
Если академик не идет к технологу, не знает в лицо инженеров на производстве или давно забыл туда дорогу, надо следовать поговорке про гору и Магомета.
Так, в самых общих чертах, можно выразить смысл того, что происходило на совместном заседании президиума Уральского отделения РАН и научно-технического совета федерального ядерного центра ВНИИТФ с участием ученых и специалистов из других институтов и научных центров Российской академии наук, «Роскосмоса» и «Росатома».
Эта встреча в Снежинске была приурочена к 90-летию со дня рождения академика Е.Н. Аврорина — физика-теоретика и экспериментатора, много лет возглавлявшего ядерно-оружейный центр на Урале (ныне — РФЯЦ-ВНИИТФ).
Имя академика Аврорина стало и паролем, и навигатором, чтобы в назначенный день в указанном месте собрались его коллеги, соратники, ученики и последователи из Екатеринбурга и Москвы, Новосибирска и Зеленограда, Санкт-Петербурга, Томска, Перми, Челябинска, Миасса, других научных центров — академических и отраслевых. Однако мемориальным был лишь первый доклад. А все основное время посвятили делам практическим — в формате расширенного НТС анализировали и решали задачи, вставшие перед учеными и конструкторами нашей страны в условиях резко изменившейся международной обстановки.

Год: 
2022
Месяц: 
сентябрь
Номер выпуска: 
17
Абсолютный номер: 
1256
Изменено 06.09.2022 - 12:12

ИДЕАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

На базе Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина создан Научно-исследовательский институт водородной энергетики в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Один из главных партнеров ИВЭ — Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, лидирующий в области электрохимического материаловедения, электрохимической энергетики и в исследованиях твердооксидных систем для топливных элементов и высокотемпературных электролизеров. Научно-технический совет ИВЭ, куда входят представители организаций-партнеров (институтов РАН, НИИ НПО «Луч», НПО «Центротех», Чепецкого механического завода, Курчатовского института, Росэнергоатома, металлургических и химических предприятий), возглавил научный руководитель ИВТЭ УрО РАН, профессор, доктор химических наук Юрий Зайков.
— Водородное направление альтернативной энергетики открывает новые перспективы для развития мировой экономики, поскольку водород благодаря своим энергетическим и экологическим характеристикам, а также практически неиссякаемому запасу служит идеальной заменой любому энергоносителю, — отметил Юрий Павлович. — Для подготовки высококвалифицированных специалистов в этой области на Среднем Урале есть все необходимое — мощный научно-образовательный потенциал, сильные материаловедческая и электрохимическая научные школы.

Год: 
2022
Месяц: 
август
Номер выпуска: 
16
Абсолютный номер: 
1255
Изменено 15.08.2022 - 15:38
RSS-материал


2021 © Российская академия наук Уральское отделение РАН
620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
document@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47