12 апреля наша страна отмечает 65-летие первого полёта человека в космос. Все это время ученые подольского Научно-исследовательского института Научно-производственного объединения «ЛУЧ» (АО «НИИ НПО «ЛУЧ», входит в Научный дивизион Госкорпорации «Росатом») трудятся над созданием ракеты с атомным двигателем. СССР был первым в космосе, и естественно, что советские конструкторы и ученые стремились стать первыми и в полете на Марс и другие планеты, используя атомную энергию. С самого начала вырисовывались две концепции двигателя. Первая – нагрев газа непосредственно в реакторе и выброс его через сопло для создания реактивной тяги. Второй путь предусматривал создание космических ядерных энергоустановок, питающих электродвигатели различного типа и обслуживающих бортовую аппаратуру.
С коллегами из других институтов специалисты АО «НИИ НПО «ЛУЧ» разрабатывали космическую ядерную энергетическую установку «Енисей». В настоящее время, как и 65 лет назад, предприятие создает термоэмиссионные преобразователи тепловой энергии в электрическую для реакторных установок, а также разрабатывает высокотемпературные материалы и технологии изготовления изделий из них для оболочек твэлов. Термоэмиссионные установки в перспективе пригодятся для энергообеспечения отдаленных районов, а также для использования в других аппаратах различного назначения.
7 марта 2025 года сотрудники предприятия отметили 50 лет со дня энергетического пуска исследовательского высокотемпературного газоохлаждаемого гетерогенного корпусного ядерного реактора канального типа на тепловых нейтронах с легководным замедлителем и бериллиевым отражателем нейтронов ИВГ.1. У реактора космическое прошлое: ИВГ.1 был построен в рамках программы по созданию ядерных ракетных двигателей (ЯРД), которая велась в СССР в 1950–1980-е годы. В 1966 году приказом министра на ПНИТИ (так в те годы называлось АО «НИИ НПО «ЛУЧ») были возложены функции конструктора-технолога тепловыделяющих сборок (ТВС) для реактора ИВГ.1.
В опытных производствах предприятия шло изготовление и сборка отражателя с регулирующими барабанами и верхней части «корзины» активной зоны реактора. Работы были очень сложными, требовавшими высокого мастерства технологов и рабочих. Например, для отражателя потребовалось изготовить заготовки из бериллия, не имевшие отечественных аналогов по размерам и качеству. Не менее сложной была проблема антикоррозионной защиты бериллиевых деталей для обеспечения их длительной работоспособности в водной среде внутри реактора. Найденные решения оказались удачными и позволили эксплуатировать узлы и детали из бериллия без замены на долгие годы.
В 1975–1988 годах на реакторе ИВГ.1 проведено большое количество испытаний тепловыделяющих сборок реакторов ядерных ракетных двигателей и ядерных энергодвигательных установок, подтвердивших их принципиальную работоспособность. В этот же период на реакторе ИВГ.1 была экспериментально подтверждена работоспособность твэлов и тепловыделяющих сборок высокотемпературного газоохлаждаемого реактора с азотным теплоносителем и продемонстрирована возможность создания такого реактора.
После модернизации, начиная с 1991 года реактор ИВГ.1М в основном использовался для выполнения различных научно-исследовательских программ, наиболее крупными из которых были нейтронно-активационный анализ материалов реакторной техники, изучение работы литиевого дивертора прототипа реактора ИТЭР, изучение газовых лазеров с ядерной накачкой и другие.
В 21 веке АО «НИИ НПО «ЛУЧ» завершило работы по конверсии с ВОУ (высокообогащенного урана) на НОУ-топливо (низкообогащенный уран) реактора ИВГ.1М. Они проводились в рамках выполнения международных обязательств Республики Казахстан в области нераспространения ядерного оружия. Главная цель проекта – снизить обогащение топлива до уровня ниже 20 % в соответствии с требованиями МАГАТЭ и при этом сохранить и улучшить его характеристики.
Специалисты отделения «Твэлы и конструкционные материалы» изготовили экспериментальные и штатные водоохлаждаемые технологические каналы (ВОТК), физмакеты и отдельные твэлы для реактора ИВГ.1М. Для выполнения заказа потребовалась разработка технологии производства цельнотянутых двухлопастных самодистанцианирующихся биметаллических волоконных твэлов. Это позволило решить вопрос низкой технологичности уран-циркониевых сплавов с повышенным содержанием урана. Всего предприятие поставило около 15 000 твэлов инновационной конструкции.
18 мая 2023 года Национальный ядерный центр Казахстана провел первый «рабочий» пуск исследовательского реактора ИВГ.1М на НОУ-топливе. Реактор был выведен на заданный уровень мощности, все системы реакторной установки отработали в штатном режиме.
Востребован и опыт работы научного института с металлооптикой – именно «ЛУЧ» обеспечил зеркалами космическую обсерваторию «Спектр-УФ». Предприятие успешно занимается высокопрецизионной оптикой с 70-х годов прошлого столетия, начинали с металлооптики, а сегодня – это диэлектрические покрытия с экстремальными характеристиками. Работы ведутся по целому спектру направлений: теория и расчеты оптических систем, конструкционные решения, материаловедческие исследования, технология осаждения, производство лазерных систем, испытания.
Как предположил в августе прошлого года президент Российской академии наук (РАН) Геннадий Красников, телескоп «Спектр-УФ» запустят в 2031 году, он заменит американский Hubble («Хаббл»).
