Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского

Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского (ФЭИ) — российская научно-исследовательская организация, специализирующаяся в области ядерной энергетики, реакторостроения, теплофизики и материаловедения. Расположен в городе Обнинске Калужской области. Основан в 1946 году как Лаборатория «В» (ныне — Государственный научный центр Российской Федерации). Институт носит имя своего основателя и первого научного руководителя — академика АН СССР Александра Ильича Лейпунского.

История

Основание и ранние годы (1946—1950-е)

История ФЭИ началась 31 мая 1946 года, когда постановлением Совета Министров СССР была создана Лаборатория «В» (секретный объект, впоследствии получивший открытое наименование «Физико-энергетический институт»). Первоначально лаборатория размещалась на территории бывшего санатория «Красный Октябрь» в посёлке Обнинское (ныне город Обнинск). Научным руководителем был назначен Александр Ильич Лейпунский, который до этого занимался исследованиями в области атомной физики в Харьковском физико-техническом институте.

Основной задачей Лаборатории «В» было создание ядерных реакторов для атомных подводных лодок и атомных электростанций. Первым крупным проектом стало сооружение первой в мире атомной электростанции — Обнинской АЭС, пуск которой состоялся 27 июня 1954 года. Этот реактор (АМ-1 — «Атом мирный») мощностью 5 МВт был разработан и построен под руководством ФЭИ. В 1950-е годы институт также занимался разработкой реакторов на быстрых нейтронах, что стало одним из главных направлений его деятельности.

Развитие в 1960—1980-е годы

В 1960-х годах ФЭИ расширил свою научно-исследовательскую базу. Были построены экспериментальные стенды, созданы новые лаборатории. Институт участвовал в разработке реакторов типа БН (быстрые натриевые) — БН-350 (г. Актау, Казахстан), БН-600 (Белоярская АЭС), а также в проектировании реакторов для космических ядерных энергетических установок (например, «Топаз»).

В 1970—1980-е годы ФЭИ стал головной организацией по созданию ядерных реакторов для транспортных средств (атомные подводные лодки, ледоколы) и для атомных станций малой мощности. Институт внёс значительный вклад в развитие теплофизики, гидродинамики и материаловедения для ядерной энергетики. В 1985 году институту было присвоено имя А. И. Лейпунского.

Постсоветский период и современность

После распада СССР ФЭИ сохранил статус государственного научного центра (ГНЦ РФ) и продолжил работу в условиях сокращения государственного финансирования. В 1990-е — 2000-е годы институт переориентировался на участие в международных проектах (МАГАТЭ, проекты по быстрым реакторам, замкнутому топливному циклу). В 2010-х годах ФЭИ активно участвовал в разработке реактора БН-1200 и проекта «Прорыв» (создание замкнутого ядерного топливного цикла).

В настоящее время ФЭИ входит в состав Научно-исследовательского центра «Курчатовский институт» (с 2010 года). Институт продолжает исследования в области ядерной физики, теплофизики, материаловедения, а также занимается подготовкой научных кадров через аспирантуру и магистратуру.

Основные направления деятельности

Реакторная физика и ядерные технологии

ФЭИ является ведущим центром России по разработке реакторов на быстрых нейтронах. Институт занимается:

• проектированием и расчётами активных зон реакторов;
• разработкой топлива для быстрых реакторов (смешанное оксидное ураново-плутониевое топливо — MOX-топливо);
• исследованиями по замкнутому ядерному топливному циклу (переработка отработанного ядерного топлива);
• созданием малых модульных реакторов (например, «Шельф», «Елена»).

Теплофизика и гидродинамика

В институте ведутся экспериментальные и теоретические исследования теплообмена, гидродинамики и физики двухфазных потоков в элементах ядерных реакторов. Созданы уникальные стенды для изучения кризисов теплообмена, течения жидких металлов и газов.

Материаловедение

ФЭИ занимается разработкой и испытанием конструкционных материалов для активных зон реакторов (стали, сплавы, керамика). Особое внимание уделяется радиационной стойкости материалов, их коррозионной и термической стабильности.

Ядерная медицина и радиохимия

Институт разрабатывает методы получения радиоактивных изотопов для медицинских целей (например, технеций-99m, йод-131). ФЭИ также участвует в создании радиофармпрепаратов и оборудования для ядерной медицины.

Крупные проекты и достижения

Обнинская АЭС (1954)

Первая в мире атомная электростанция, построенная под руководством ФЭИ. Реактор АМ-1 (графито-водный, тепловой мощностью 30 МВт, электрической — 5 МВт) проработал 48 лет (до 2002 года) и стал прототипом для более мощных реакторов.

Реакторы на быстрых нейтронах

ФЭИ — родоначальник советской и российской программы быстрых реакторов:

• БР-1, БР-2, БР-5, БР-10 — экспериментальные реакторы малой мощности (1950—1970-е);
• БН-350 (1973) — первый в мире крупный быстрый реактор с натриевым теплоносителем (г. Актау, Казахстан);
• БН-600 (1980) — третий энергоблок Белоярской АЭС, работает до сих пор;
• БН-800 (2015) — четвёртый энергоблок Белоярской АЭС, оснащён MOX-топливом;
• БН-1200 — проект реактора следующего поколения.

Космические ядерные установки

В 1960—1980-е годы ФЭИ разрабатывал ядерные реакторы для космических аппаратов (проекты «Топаз», «Енисей»). Установки «Топаз» использовались на спутниках серии «Космос» (1970—1980-е). В настоящее время институт участвует в проектах по созданию ядерных энергодвигательных установок для межпланетных миссий.

Проект «Прорыв»

С 2010-х годов ФЭИ — один из ключевых участников федерального проекта «Прорыв», направленного на создание замкнутого ядерного топливного цикла. Цель проекта — минимизация радиоактивных отходов и повышение безопасности ядерной энергетики. В рамках проекта разрабатываются реакторы типа БР-1200 и технологии переработки отработанного топлива.

Инфраструктура

ФЭИ располагает уникальной экспериментальной базой:

• исследовательские реакторы (например, БР-10, БФС — большой физический стенд);
• петлевые установки для изучения теплообмена в жидких металлах;
• горячие камеры для работы с радиоактивными материалами;
• лаборатории ядерной физики, радиохимии, материаловедения;
• вычислительный центр для моделирования реакторных процессов.

Образовательная деятельность

Институт является базой для подготовки научных кадров. На базе ФЭИ действует аспирантура по специальностям «Ядерные реакторы и энергетические установки», «Теплофизика и теоретическая теплотехника», «Материаловедение». Сотрудники института преподают в Обнинском институте атомной энергетики (ИАТЭ НИЯУ МИФИ) и других вузах.

Критика и проблемы

В постсоветский период ФЭИ столкнулся с рядом проблем: сокращение бюджетного финансирования, старение экспериментальной базы, отток молодых кадров. В 2010-е годы институт был реорганизован (включён в состав Курчатовского института), что вызвало неоднозначную реакцию в научном сообществе. Некоторые эксперты отмечали, что централизация управления может снизить гибкость научных исследований.

Источники

• Государственный научный центр Российской Федерации — Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского. Официальный сайт.
• История атомной энергетики СССР. — М.: Энергоатомиздат, 1986.
• Лейпунский А. И. Избранные труды. — Обнинск: ФЭИ, 1996.
• Атомный проект СССР: документы и материалы. — М.: Наука, 2002.
• «Прорыв»: концепция замкнутого ядерного топливного цикла. — М.: Росатом, 2018.