С 12 по 16 июля 2010 года в Москве, в здании Президиума РАН, состоялся Х международный семинар «Фундаментальные свойства плутония», посвящённый памяти академика РАН Бориса Васильевича Литвинова (12 ноября 1929 – 23 апреля 2010 г.), который был одним из его инициаторов и организаторов. Перед началом работы семинара в РФЯЦ – ВНИИЭФ был издан сборник тезисов докладов.

Обложка и шмуцтитул сборника тезисов

В работе семинара приняли участие представители ЛАНЛ, ЛЛНЛ, Стэнфордского университета, РФЯЦ – ВНИИЭФ, РФЯЦ – ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина, ВНИИНМ им. А.А. Бочвара, Курчатовского института, ВНИИА им. Н.Л. Духова, НИКИЭТ, НИИАР, ИФМ УрО РАН, ГЕОХИ РАН им. В.И. Вернадского, ИФХЭ им. А.Н. Фрумкина, МГУ им. М.В. Ломоносова, Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова, Института промышленных ядерных технологий НИЯУ МИФИ.

Участников семинара приветствовали ведущие учёные и организаторы научного процесса:

1. Зиг Хеккер, бывший директор ЛАНЛ, ныне сотрудник Стэнфордского университета, один из инициаторов и организаторов семинара;
2. Майкл Фласс (Michael Fluss) – руководитель делегации ЛЛНЛ;
3. Радий Иванович Илькаев – научный руководитель РФЯЦ – ВНИИЭФ;
4. Борис Фёдорович Мясоедов – заместитель директора ГЕОХИ РАН им. В.И. Вернадского, который по поручению академика Николая Павловича Лавёрова поздравил участников с открытием юбилейного семинара от имени Президиума РАН;
5. Борис Андреевич Надыкто – сотрудник ИТМФ РФЯЦ – ВНИИЭФ, член оргкомитета семинара.

Перед презентацией первого доклада семинара Зиг Хеккер выступил с очень теплыми воспоминаниями о своих встречах и общении с Борисом Васильевичем Литвиновым в Снежинске, Москве и на первых семинарах в Сарове.

Зам.научного руководителя РФЯЦ – ВНИИТФ академик Б.В. Литвинов и директор ЛАНЛ Зиг Хеккер.

Кроме традиционной для предыдущих семинаров тематики (фазовые диаграммы, фазовая стабильность и фазовые превращения; фундаментальные проблемы естественного и ускоренного старения плутония и сплавов на его основе; окисление и коррозия плутония и сплавов; механические свойства актинидов, лантанидов (Ce) и переходных (Ti, Zr, Hf) металлов при статическом, динамическом и ударно-волновом нагружении; расчётно-теоретическое моделирование, включая расчёты по методу молекулярной динамики и первопринципные расчёты поведения и свойств Pu и других актинидов, в частности их магнитных свойств, электросопротивления, изменения механических характеристик и упругих модулей в процессе старения и др.,) на Х семинаре были дополнительно рассмотрены проблемы разработки быстрых реакторов с целью создания замкнутого ядерного топливного цикла, а также некоторые вопросы радиохимии применительно к проблемам радиоэкологии и сверхдлительного захоронения высокоактивных отходов (ВАО) различного происхождения в глубокорасположенных геологических формациях.

Всего на семинаре было представлено 60 докладов, из них 44 – устных и 16 –  стендовых. Доклады сопровождались качественным синхронным переводом (Л.С. Талантова, Е.А. Гердова и др.)

На первом и втором заседаниях, проведенных под председательством, соответственно З.С. Хеккера – Б.А. Надыкто и Л.Ф. Тимофеевой – М. Фласса, были представлены и обсуждены доклады первого тематического направления «Фазовая стабильность и фазовые превращения».

Наиболее яркими и информативными докладами этого научного направления были:

1. Д.Р. Харбор (ЛАНЛ), З.С. Хеккер (Стэнфордский университет) Выводы из наблюдения превращений при нагревании о состоянии Pu-Ga сплавов после обжатия при постоянном давлении;
2. К.Дж.М. Блобаум, Дж.Р. Джеффрис, М.А. Уолл, А.Дж. Шварц (ЛЛНЛ) Рентгенографическое исследование in situ перехода дельта фазы в альфа-штрих фазу в Pu-Ga сплавах;
3. Д.Р. Корзеква, Ф.Дж. Фрайберт, П.Дж. Кроуфорд, Дж.У. Гиббс, Д.А. Корзеква, Р.М. Аикин-мл. (ЛЛНЛ) Изготовление нелегированного плутония;
4. Дж.Р. Джеффрис, К.Дж.М. Блобаум, М.А. Уолл, А.Дж. Шварц (ЛЛНЛ) Анализ изотермической выдержки сплавов плутония с 1,9ат.% галлия;
5. Л.Ф. Тимофеева (ВНИИНМ им. А.А. Бочвара) Расширение δ–Pu сплавов при многократных нагревах. Модель образования пор;
6. Д.Р. Харбор, З.С. Хеккер Отсутствие спонтанного образования дельта фазы при накоплении америция в альфа-плутонии.

Третье заседание, проведенное под председательством П.Е.А. Турчи (ЛЛНЛ) и А.Л. Удовского (Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН), было посвящено рассмотрению докладов второго тематического направления «Электронная структура и моделирование». Наиболее интересными докладами этой секции были:

1. В.В. Дремов, Ф.А. Сапожников, М.А. Воробьева, А.В. Караваев (РФЯЦ – ВНИИТФ) Прямое МД моделирование влияния самооблучения на механические свойства и фазовую стабильность плутония;
2. Ю.Ю. Циовкин, А.А. Повзнер, Л.Ю. Циовкина, В.В. Дремов, Л.Р. Кабирова, М.В. Рябухина, А.Р. Дьяченко, В.Б. Быструшкин, А.О. Шориков, А.В. Лукоянов (Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина, РФЯЦ – ВНИИТФ, ИФМ УрО РАН) Температурно-концентрационные зависимости удельного элеткросопротивления сплавов Am–Pu при высоких температурах и эволюция электронных и резистивных свойств чистых трансурановых металлов под давлением;
3. К.Т. Мур (ЛЛНЛ) Рентгеновская и электронная спектроскопия актиноидных материалов;
4. П.Е.А. Турчи, А.И. Ланда, Пер Седерлинд, Л. Кауфман (ЛЛНЛ) Оценка термодинамических параметров новых видов ядерного топлива.

Четвертое заседание, проведенное под председательством Дж.Дж. Тобина, было посвящено представлению и обсуждению докладов по направлению «Фундаментальные аспекты старения плутония».

На этой сессии были представлены обстоятельнейшие доклады специалистов ЛЛНЛ и ЛАНЛ, содержащие самые последние результаты американских исследователей. Прежде всего следует отметить:

1. обзорный доклад П.Дж. Аллен, А.Дж. Шварц, Б.У. Чанг, С.К. МакКол, К.Дж. Блобаум, Дж. Бенч (ЛЛНЛ) Обзор научно-исследовательской деятельности ЛЛНЛ в области старения плутония;
2. доклад А.М. Фэрроу, Дж.Н. Митчелл, Ф.Дж. Фрейберт, Т.А. Салех (ЛАНЛ) Поведение состаренного дельта-стабилизированного плутония при низко-температурном отжиге;
3. доклад Б.У. Чанга (ЛЛНЛ) Эволюция статических металлургических свойств плутония при старении.

Доклад Б.У. Чанга по изменению статических механических характеристик и средней плотности плутония в процессе старения дополнил ранее опубликованные результаты новыми данными. Б.У. Чанг рассказал о планах продолжения в ЛЛНЛ этих систематических исследований при дальнейшем увеличении сроков естественного и ускоренного старения (за счет введения в нелегированный металл традиционного изотопного состава до 7,5 мас.% изотопа Pu-238).

Следует отметить в этой сессии и доклад С.К. МакКола (ЛЛНЛ), посвященный исследованию изменения при естественном старении магнитных свойств и высокотемпературной сверхпроводимости соединения PuCoGa5 – первого высокотемпературного сверхпроводника на основе плутония. Накопление радиационных дефектов при самооблучении PuCoGa5 приводит к появлению магнитных моментов и деградации (разрушению) высокотемпературной сверхпроводимости.

Пятое заседание, проведенное под председательством Б.Ф. Мясоедова (ГЕОХИ им. В.И. Вернадского РАН), было посвящено четвертому тематическому направлению «Оксиды плутония, коррозия, изотопы».

Наиболее интересными докладами в этой сессии были:

1. Дж. Фарр (ЛАНЛ) Особенности поведения плутония на границе раздела жидкая/твердая фаза и твердая фаза/газ, LA-UR-10-02210;
2. Д. Пагмайер (ЛАНЛ) Окисление δ-стабилизированных Pu-Ga сплавов;
3. Дж. Дж. Тобин, С.У. Ю, Б.У. Чанг, Дж.Дж. Уодилл (ЛЛНЛ) Резонансная обратная фотоэлектронная спектроскопия оксидов урана и церия;
4. В.Ф. Перетрухин, А.Г. Масленников (ИФХЭ им. А.Н. Фрумкина) Атмосферная коррозия и радиационные свойства металлического плутония–238;
5. А.А. Карнозов (ВНИИНМ) Роль процессов в сорбционном слое на выход продуктов радиолиза воды, сорбированной на PuO2 (диоксиде плутония);
6. Т.В. Казаковская (РФЯЦ – ВНИИЭФ) Гидротермальные исследования оксидов урана.

Шестое заседание, проведенное под председательством Е.А.Козлова (РФЯЦ –ВНИИТФ) и Карла Кэйди (ЛАНЛ), было посвящено представлению и обсуждению докладов по направлению «Статические и динамические свойства актинидов, лантанидов и переходных металлов».

Наиболее интересными из представленных на этой сессии докладов были:

1. Тарик Салех (ЛАНЛ) Механические свойства литого и длительно естественно состаренного альфа-плутония при статических ( ε=10-3 1/с) и динамических ( ε=102 1/с) испытаниях;
2. Карл Кейди (ЛАНЛ) Механизмы высокоскоростной деформации сплава U–6 мас% Nb, его откольная прочность и изменения микроструктуры после ударно-волнового нагружения;
3. Вячеслав Елькин и др. (РФЯЦ – ВНИИТФ) Влияние исходной температуры на фазовое состояние церия за фронтом ударной волны;
4. Н. Велисавлевич и др. (ЛАНЛ) Краткий обзор новых экспериментальных результатов по кинетике фазовых превращений в переходных металлах Ti, Zr и Hf при их ударно-волновом нагружении в областях протекания в них α–ω– и ω–β–фазовых превращений;
5. Н. Велисавлевич и др. (ЛАНЛ) Влияние неметаллических примесей (O, N, C) на давления протекания α–ω– и ω–β– фазовых превращений в Ti, Zr и Hf различной исходной чистоты при изотермическом сжатии в алмазных наковальнях.

После завершения шестой сессии Л.Ф. Тимофеевой была организована экскурсия на кафедру им. А.А. Бочвара и в Центр материаловедческих исследований общего пользования МИСиС.

Первая в России кафедра материаловедения была организована в МВТУ отцом Андрея Анатольевича – Анатолием Михайловичем Бочваром (1870–1947). После создания МИСиС кафедра была переведена в этот институт, и возглавил её в возрасте 33 лет сын основателя – доцент А.А. Бочвар (1902–1984), будущий академик РАН и директор ВНИИНМ.

Сотрудники кафедры чтут и сохраняют память об Андрее Анатольевиче Бочваре и его отце – родоначальнике Московского материаловедческого сообщества.

На многочисленных стендах представлены фотографии А.М. Бочвара, А.А. Бочвара и сотрудников кафедры в разные периоды времени, копии титульных страниц опубликованных статей, монографий и известного учебника «Материаловедение», выдержавшего восемь переизданий и написанного на основе докторской диссертации А.А. Бочвара – первой докторской диссертации в СССР по материаловедению. В МИСиС (ранее Институт цветных металлов и золота) А.А. Бочвар пришел уже доцентом, получившим опыт работы на кафедре отца в МВТУ, и кавалером ордена Трудового Красного Знамени. Он был удостоен этой высокой правительственной награды за разработку с двумя коллегами из Всесоюзного института легких сплавов метода литья под давлением алюминиевых сплавов, позволившего исключить образование в отливках усадочных раковин. Кондиционные заготовки из алюминиевых сплавов были остро необходимы для бурно развивавшегося перед войной самолётостроения.

Одним из старейших сотрудников кафедры им. А.А. Бочвара МИСиС для участников семинара была прочитана полуторачасовая лекция о втором периоде жизни Андрея Анатольевича – от начала руководства кафедрой в Институте цветных металлов и золота (позже переименованного в МИСиС) до его перехода на работу во ВНИИНМ (бывший НИИ-9). Лекция-презентация содержала большое количество фотографий, на которых можно было узнать многих сотрудников кафедры – коллег Андрея Анатольевича, ставших позже ведущими специалистами ВНИИНМ. В лекции приводились неизменно теплые воспоминания об А.А. Бочваре коллег и сотрудников, работавших на кафедре в разные годы, отмечались характерные для него: высокая научная эрудиция и интеллигентность; точная постановка задачи и четкая формулировка цели исследования; настойчивость и устремленность в достижении поставленной цели; склонность к получению прямых экспериментальных доказательств при рассмотрении и изучении сложных многопараметрических процессов и явлений; умение создавать и поддерживать творческую обстановку в коллективе, уважительное отношение ко всем участникам исследовательского процесса, включая лаборантов; талант увязывать результаты материаловедческих исследований с потребностями промышленности; стремление к проведению исследований там, где возможно: на промышленных или уникальных полупромышленных опытных установках, обеспечивающих параметры, режимы и условия, не достижимые в лабораторных условиях.

Я столь подробно воспроизвожу эти характерные для А.А. Бочвара особенности подхода к работе и отношений с коллегами и сотрудниками, поскольку они в полной мере относятся и к Б.В. Литвинову, доброй памяти которого был посвящен состоявшийся Х международный семинар, и который познакомил, представил меня – 30-летнего исследователя из ВНИИТФ – А.А. Бочвару в 1981 г. В свою очередь, А.А. Бочвар познакомил меня с Н.Т. Чеботарёвым, а уже он – с Л.Ф. Тимофеевой, с которой мы плодотворно сотрудничаем почти 30 лет. Он же, Б.В. Литвинов, познакомил нас и с Зигом Хеккером.

Зам. научного руководителя РФЯЦ – ВНИИТФ академик Б.В. Литвинов, директор ЛАНЛ Зиг Хеккер, Л.Ф. Тимофеева (ВНИИНМ им. А.А. Бочвара) и Е.А. Козлов (РФЯЦ – ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина). Москва, 1998 г.

В Центре материаловедческих исследований общего пользования МИСиС (Национального ядерно-технологического университета) участникам семинара были продемонстрированы различные установки: установки для статических и динамических (копровых) механических испытаний металлов и сплавов на растяжение, сжатие, изгиб и ударную вязкость; методики, установки и технологические приспособления для приготовления шлифов и фольг для их последующего изучения на оптических и электронных микроскопах; просвечивающий и сканирующий электронные микроскопы; атомносиловой (туннельный) микроскоп; двухконтурные сверхвысоковакуумные (до 10-10 мм рт. ст.) установки для изучения материалов методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии; различные дифрактометры.
 Параллельно с экскурсией на кафедру им. А.А. Бочвара и в Центр коллективного пользования МИСиС для желающих оргкомитетом Х семинара была организована четырехчасовая автобусная экскурсия по Москве.

Седьмая сессия, проведенная под председательством В.А. Пушкова (РФЯЦ – ВНИИЭФ), была посвящена обсуждению 16 стендовых докладов. Стендовые доклады были вывешены во вторник 13 июля и находились на стендах до пятницы 16 июля
2010 года – вплоть до закрытия семинара.

Среди наиболее интересных стендовых докладов следует отметить следующие:

1. К.Дж.М. Блобаум, Дж.Р. Джеффрис, С.К. Макколл, Б.У. Чанг, М.А. Уолл, П.Дж. Ален, А.Дж. Шварц (ЛЛНЛ) Фазовая устойчивость и старение плутония;
2. В.А. Пушков, Д.В. Цисарь (РФЯЦ – ВНИИЭФ) Кинетика дислокаций при пластическом деформировании плутония;
3. А.Н. Филанович и др. (Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина) Влияние фононного энгармонизма на теплофизические и упругие свойства стабилизированной δ–фазы плутония;
4. С. МакКолл (ЛЛНЛ) Изохронный отжиг радиационных повреждений в α-Pu и δ-Pu сплавах;
5. П.Г. Бережко, А.А. Кузнецов (РФЯЦ – ВНИИЭФ) Фазовые превращения плутония и кинетика его взаимодействия с водородом;
6. В.В. Дремов, А.О. Шориков, М.А. Коротин, А.В. Лукоянов (РФЯЦ – ВНИИТФ, ИФМ УрО РАН) Первопринципное изучение электронной структуры оксидов плутония;
7. Дж. Тобин (ЛЛНЛ) Спектроскопическая калориметрия: Новейший подход к термодинамике актинидов и ядерных топлив;
8. А.М. Савченко и др. (ВНИИНМ) Новая концепция разработки комбинированного топлива для быстрых реакторов с замыканием топливного цикла.

Восьмое заседание, проведенное под председательством В.В. Орлова (НИКИЭТ) и В.А. Симоненко (РФЯЦ – ВНИИТФ), было посвящено представлению и обсуждению докладов по направлению «Топливные циклы».

Наиболее интересный доклад в этой сессии был представлен В.В. Орловым (ОАО НИКИЭТ), Замкнутый топливный цикл быстрых реакторов. Докладчик спокойно и самокритично, не торопясь, рассказал об истории создания в СССР импульсных энергетических и транспортных реакторов, трудностях и проблемах, встававших перед разработчиками, извлеченных уроках и планах на будущее.

Рассмотрению конструкторско-технологических и материаловедческих вопросов в создании ТВЭЛов для импульсных энергетических реакторов нового поколения был посвящен доклад А.М. Савченко и др., (ВНИИНМ) Возможность замыкания ядерного, топливного цикла с новым МЕТМЕТ – топливом.

Доклад С.Н. Калмыкова – сотрудника химфака МГУ им. М.В. Ломоносова, подготовленный совместно с О.Н. Батук, С.Д. Конрадсоном, Д.Л. Кларком (ЛАНЛ) и С.М. Веббом (Стэнфордский Ускорительный Центр), а также – Б.Е. Бураковым (НПО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина», Санкт-Петербург), был посвящен диагностике частиц оксидов U и Pu, образовавшихся в результате аварии на Чернобыльской АЭС, различными спектрометрическими и микроскопическими методами.

В докладе В.А. Астафьева (главного специалиста), Э.М. Глаговского (директора) и И.И. Коновалова (зам. директора по НИР Института промышленных ядерных технологий НИЯУ МИФИ, образованного в марте 2010 года) был представлен обзор Российских НИОКР по вовлечению избыточного Pu и минорных актинидов в ядерный топливный цикл, прокомментированы программы Росатома, в частности: Федеральная Целевая Программа на 2007–12 гг., а также – ФЦП на 2010–2015 гг. и вплоть до 2020-х годов. Обсуждались этапы и сроки выполнения работ по созданию смешанного нитридного (Pu, U)N – топлива для быстрых реакторов нового поколения.

Майкл Фласс (ЛЛНЛ) представил интересный доклад Сталь ODS для систем ядерного горючего глубокого выгорания, и первой стенки термоядерных систем.

С использованием метода ПЭМ высокого разрешения (HRTEM) были получены и представлены результаты систематических исследований указанной стали до и после ее облучения ионами He и Fe, подтвердившие эффективность использования ODS-стали марки К-3 в качестве инертного конструкционного материала при изготовлении ТВЭЛов.

Эта сессия завершилась концептуальным докладом заместителя научного руководителя РФЯЦ – ВНИИТФ В.А. Симоненко Плутоний: Перспективы и проблемы использования плутония при различных сценариях развития ядерной энергетики.

Заключительная девятая сессия, проведенная под председательством Б.А. Надыкто, была посвящена формулировке основных итогов состоявшегося Х российско-американского семинара, выступлениям руководителей делегаций участвовавших в семинаре организаций, выступлениям председателей 8 тематических заседаний и отдельных участников семинара.

Принявший участие в работе 8 и 9 заседаний Х Международного семинара почётный научный руководитель РФЯЦ – ВНИИТФ академик Е.Н. Аврорин сообщил, что заместитель генерального директора Госкорпорации «Росатом» И.М. Каменских поддерживает проведение Международного семинара «Фундаментальные свойства плутония», и очередной XI семинар состоится в 2011 г. в Снежинске.
 Кроме того, участники X семинара были проинформированы о том, что в память об академике Б.В. Литвинове будут подготовлены и изданы две книги:

«Избранные труды академика Б.В. Литвинова» в серии «Классики российской науки» под редакцией Президента РАН академика Ю.С. Осипова;

«Воспоминания о Б.В. Литвинове» под редакцией почётного научного руководителя РФЯЦ – ВНИИТФ академика Е.Н. Аврорина.

Для подготовки второй книги все знавшие, общавшиеся, сотрудничавшие с Борисом Васильевичем Литвиновым приглашаются представить свои воспоминания и/или фотографии. Приглашение представить воспоминания о Б.В. Литвинове размещено также на сайте РФЯЦ – ВНИИТФ. 

Участники семинара у стенда памяти Б. В. Литвинова

Е.А. Козлов.