Директор Института физико-технических проблем (ИФТП) Александр Смирнов рассказывает о рынке приборов технологической спектрометрии и радиометрии, детекторов ионизирующего излучения и о том, какое место на этом рынке занимает сейчас и планирует занять в ближайшем будущем Институт физико-технических проблем.
Александр Смирнов родился в 1979 году в Дубне Московской области. Окончил филиал Московского института радиотехники, электроники и автоматики по специальности «Промышленная электроника».
В 1999—2004 годах работал в Объединенном институте ядерных исследований, затем в ИФТП инженером. С 2004 по 2005 год занимал должность ведущего специалиста в ООО «УралАлмазИнвест». С 2005 года работает в ИФТП. Занимал должности ведущего инженера, начальника лаборатории, начальника отделения. Сейчас — директор ИФТП.
В 2018 году в Тверском государственном университете защитил кандидатскую диссертацию (ученая степень — кандидат физико-математических наук).
Под руководством Александра Смирнова успешно выполнен ряд НИОКР: для центральных технологических институтов «Роскосмоса»; по созданию малогабаритных спектрометров на особо чистом германии и теллуриде кадмия; по созданию параметрического ряда спектрометров нового поколения. Также под его руководством разработаны и запущены в серийное производство параметрический ряд блоков детектирования для ядерно-физической аппаратуры, ионизационные камеры для промышленных толщиномеров проката, разработан рентген-флуоресцентный толщиномер алюмо-цинковых покрытий, осуществлены поставки аналитической аппаратуры ведущим научным организациям.
Институт физико-технических проблем Федерального агентства по атомной энергии образован в 1992 году; он стал правопреемником Рижского научно-исследовательского института радиоизотопного приборостроения. Этому предшествовал ряд событий: распался СССР, Минсредмаш принял решение о переброске базовых технологий на российские площадки. Удобными для этих целей оказались Дубна и площадка Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ).
Институт начал свою жизнь как подразделение ОИЯИ (сектор высокотемпературной сверхпроводимости), а затем стал отдельным юрлицом со своими задачами по развитию направления детекторостроения. Специалисты института за короткое время воссоздали все, что делали в Риге: линейки полупроводниковых детекторов и радиоизотопных приборов. Кроме того, в ИФТП был организован новый для нашего института вид деятельности — производство сцинтилляционных пластмассовых детекторов (пластмассовых сцинтилляторов). Они предназначены для регистрации потоков нейтронов, бета- и гамма-излучений, применяются в составе аппаратуры контроля в атомной энергетике, производстве радиоактивных материалов, в системах экологического контроля и системах контроля за хранением и перемещением ядерных материалов, в металлургической, химической промышленности и в других областях науки и техники, где требуется обнаружение радионуклидов естественного и искусственного происхождения.
Сейчас пластмассовые сцинтилляторы выпускаются в достаточно больших объемах — около 8 тонн в год. И, конечно, это гораздо более совершенные устройства, чем те, что институт производил двадцать лет назад: они имеют больший срок службы, не требуют непрерывного и пристального внимания — многое уже делает автоматика.
Сегодня мы единственные в России производим два продукта, востребованных не только в атомной отрасли, но и в других отраслях: полупроводниковые детекторы и пластмассовые сцинтилляторы.
Что выпускает ИФТП
Основная продукция ИФТП — анализаторы состава вещества, спектрометры и радиометры рентгеновского, альфа- и гамма-излучений на основе кремниевых и германиевых детекторов, дозиметрическая аппаратура с детекторами из природного алмаза для радиационной медицины, широкая номенклатура радиоизотопных приборов (толщиномеры, плотномеры, уровнемеры, релейные приборы).
Детекторы (полупроводниковые, сцинтилляционные, газовые) применяются в ядерном приборостроении для измерения энергетического спектра ионизирующих излучений; бесконтактного контроля технологических параметров (в АСУ ТП промышленных предприятий); неразрушающего контроля толщины, плотности, уровня, влажности, зольности.
ИФТП выпускает 86 типов приборов: это кремниевые, алмазные и германиевые детекторы, детекторы на базе теллурида-кадмия, ионизационные камеры. На базе детекторов выпускаются спектрометры и анализаторы. Это сложные приборы, оснащенные аналитическим программным обеспечением. Они используются в технологической спектрометрии на атомных станциях, а также в центральных заводских лабораториях, так как сейчас каждое предприятие обязано выполнять радиометрический контроль как входного сырья, так и выходного. Еще один значимый для нас вид выпускаемой продукции — радиоизотопные приборы. То есть мы продаем не просто источник излучения, а источник излучения в составе прибора. Кроме того, мы осуществляем проектирование, привязываем прибор к конкретному предприятию и производственной линии, а затем согласовываем все эксплуатационные моменты с Роспотребнадзором, Ростехнадзором и так далее — в общем, делаем проект под ключ.
Сегодня поставки продукции института делятся так: 1/3 — "внутриатомный" рынок и 2/3 — внешний. Наши заказчики — металлургические компании, предприятия нефтегазового комплекса и другие. Также мы активно работаем с научными институтами, разрабатываем и поставляем для них уникальное оборудование со специфическими характеристиками по техническим заданиям.
Мир не стоит на месте, метрологические задачи непрерывно усложняются, повышаются требования к точности результатов измерений: стандарты точности, разработанные 10−20 лет назад, сегодня уже никого не устраивают. Соответственно, необходима аппаратура нового поколения. Мы участвовали в ряде научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, заказчиком которых выступал Росатом. Одна из них — разработка комплекса приборов на основе теллурида кадмия. За три года мы освоили этот материал, внедрили технологи изготовления полупроводниковых приборов на его базе и на основе полупроводниковых детекторов создали линейку малогабаритных спектрометров (рентгеновского и гамма-излучений), а также детекторов для медицинских сканеров. Для успешного внедрения этих продуктов теперь необходимо провести административные и координационные работы.
Мы работаем с широким кругом потребителей и понимаем, что дизайн приборов имеет большое значение. Поэтому мы стараемся обеспечить максимально привлекательный внешний вид приборов: применяем различные виды покрытий, анодирование, электрохимполировку, чтобы они выглядели как брендовые изделия. Привлекаем дизайн-центры. В техническом задании прописываем, из каких узлов должно состоять изделие, даем их габаритные размеры, массы, крепежные, присоединительные места; задача дизайнеров — предложить креативное решение для корпуса. В этом направлении у нас есть хорошие наработки.
Вообще наш институт старается максимально прислушиваться к запросам клиентов. Например, у нас наладилось плодотворное взаимодействие с Роскосмосом. В Петербурге есть Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники, занимающийся неразрушающим контролем. Мы предложили коллегам решения по измерению толщины функциональных и технологических покрытий. Эти покрытия — элементы конструкций, они очень важны. Мы провели измерения на тестовых образцах и буквально в течение двух-трех месяцев выполнили поставку измерительного блока, который стал частью роботизированной системы сканирования деталей и сборочных единиц жидкостных ракетных двигателей. Каждая деталь должна быть перед сборкой проконтролирована, на нее должен быть заведен паспорт, все ее характеристики должны быть зафиксированы.
Коллектив
В нашем институте трудились легендарные конструкторы, доказавшие принципиальную возможность создания детекторов с электромеханическими охладителями.
И сейчас у нас работают уникальные специалисты, таких на всю страну — несколько человек. Их должности называются заурядно: «ведущий инженер-технолог», «ведущий инженер-конструктор». Но квалификация этих людей, конечно, гораздо шире — это физики, которые управляли реакторами, открывали новые элементы, в частности 105Db.
Все эти люди обладают уникальным мировоззрением, они предлагают нестандартные решения задач. Это специалисты в возрасте, и мы стараемся создать вокруг них непрерывный поток учеников, чтобы не терялись знания и опыт. Сейчас у нас сформировался коллектив сравнительно молодых активных и опытных специалистов. Вообще за последние несколько лет наш коллектив обновился, омолодился.
Сейчас в штате ИФТП — 55 человек. Мы планируем увеличить штат: расширить конструкторское бюро, научный блок и блок разработчиков. Технологи и конструкторы работают в тесной связке: первые закладывают физические принципы работы приборов, а вторые превращают их в чертежи и детали.
Наш институт — сравнительно небольшой, и такой формат, по-моему, имеет свои плюсы: он позволяет учреждению оставаться единым организмом, командой. Без такого подхода, например, не могли бы быть изготовлены изделия для одной из крупных компаний: для успешной реализации проекта потребовался выезд на место, затем пришлось оценить наши технологические возможности, создать скоординированные предложения от физиков, инженеров, электронщиков, технологов, и лишь потом конструкторы смогли обобщить все это.
Не стоять на месте
Недавно рабочая группа АО «РАСУ» проанализировала отечественный рынок ядерного приборостроения. Оказалось, что этот рынок большой и очень перспективный, но, к сожалению, Росатом на нем представлен мало. Есть секторы, где мы присутствуем на 3−5%, а есть и такие, где доля нашего присутствия еще меньше — 0,2−0,3%. Я убежден: расширить наше присутствие на этом сегменте рынка можно и нужно.
Игроков на рынке много, это десятки компаний. Мы общаемся с конкурентами: за последние пару лет провели встречи со всеми ключевыми игроками — и пытаемся перейти от конкуренции к сотрудничеству. В этом направлении у нас уже есть позитивный опыт: по итогам встреч мы сформировали около полутора десятков контрактов.
Наш институт активно занимается созданием новых продуктов. Иногда идем по пути глубокой модернизации существующих изделий, иногда создаем изделия с новыми принципами работы. В институте сформированы пять векторов развития, из них два мы оцениваем как направления с очень высокой потенциальной доходностью.
Первое — это проект «РИП‑2020», включающий производство широкой линейки радиоизотопных приборов: плотномеры, уровнемеры, влагомеры, золомеры, толщиномеры. В основе работы этих приборов — радиометрические принципы измерения, то есть излучение, проходя сквозь изделие, ослабляется, и это позволяет измерить толщину изделия в микронах.
В перспективе мы хотим организовать серийное производство таких приборов. Для этого нужно изготовить опытные образцы и выполнить весь комплекс работ по сертификации. Последнее очень важно — недавно вышли новые нормы и правила, и прибор будет продаваться, только если он будет полностью сертифицирован. Для сертификации прибор должен пройти разные виды проверок, и в этой работе задействуется, как правило, несколько лабораторий — не каждый центр имеет у себя все необходимые лаборатории.
Сейчас на рынке радиоизотопных приборов хаос: множество частных компаний конкурируют между собой, это приводит к тому, что отсутствуют унифицированные решения. А отсутствие унификации — это всегда большие сложности при эксплуатации. Унификация снимает проблемы, возникающие при базовом проектировании, техническом обслуживании и так далее.
Проект «РИП‑2020» позволяет предложить типовое решение — полностью готовый продукт со всеми сертификатами. А потенциальный потребитель — это вся промышленность.
Второй перспективный вектор развития — редизайн германиевых детекторов, то есть глубокая переработка базовой технологии их производства. Мы пользуемся услугами российских производителей германия, чтобы не зависеть от зарубежных поставок этого материала.
Германиевый спектрометр подразумевает наличие жидкого азота, который не всегда удобно доставлять в те регионы, где эксплуатируются спектрометры: нужен, например, большой объем режимно-допускной документации. У нас есть решения, которые обеспечивают работу датчика с помощью криогенных машин. Это позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и уйти от необходимости непрерывно заливать азот — есть электромеханические охладители, которые с этим прекрасно справляются. Мы выполним переработку наших конструкций с использованием этих охладителей. Также есть решения с конденсацией паров азота: азот заливается один раз, и этой заправки хватает на полтора-два года, потому что он непрерывно конденсируется обратно.
В части технологии тоже много работы: появились так называемые широкодиапазонные детекторы, работающие как в области рентгена, так и в области гамма-излучений. Эти детекторы — унифицированные средства: их можно использовать для решения нескольких задач. Есть датчики с германием n-типа и p-типа. Это прецизионный тип датчика для метрологии ионизирующих излучений. N-тип и p-тип — это два типа проводимости. У n-типа больше ресурс работоспособности. С германием n-типа нам предстоит поработать в части технологии. С германием p-типа в этом плане все уже проработано, остается сформировать технологические процессы, отработать их и приступить к выпуску таких датчиков.
Что касается развития методов и способов радиационного контроля, ситуация, конечно, не стоит на месте. Мы постоянно мониторим все тренды, участвуем в международных мероприятиях по теме. Например, на нашу продукцию есть спрос в регионах, занимающихся добычей полезных ископаемых и их переработкой — это Узбекистан, Монголия и так далее. Вместе с партнерами мы выходим на совместные проекты: например, с коллегами из Навоийского государственного горного института разработали круг задач, предложили варианты решений. Это проект долгосрочного сотрудничества между институтами на базе подписанного соглашения.
Речь идет о задачах, связанных с оперативным внелабораторным анализом минерального сырья. Раньше для этих целей строились лаборатории, сейчас их заменил мобильный комплекс из двух-трех кунгов, которые не привязаны к фундаменту. У нас в Дубне налажена опытная эксплуатация таких систем, и мы хорошо представляем, чтó необходимо нашим коллегам.
Наш институт в середине прошлого года вошел в РАСУ, и уже можно говорить о положительных изменениях. Мы провели ремонт, завершили один инвестпроект и сформировали еще два. Есть в заделе и другие инвестпроекты, связанные с обновлением наших технологических, производственных мощностей и оборудования. Есть планы перехода на новую производственную базу. Уже сформирована программа, которая позволит уйти от ночных дежурств благодаря использованию установок большей мощности.
Идет процесс автоматизации производства. Сейчас оператор непрерывно следит за процессом, взаимодействует с оборудованием, но мы уверены: многие процессы можно полностью автоматизировать. Кроме того, по ряду изделий мы уже сократили производственный цикл почти в три раза: то, на что раньше уходило 45 дней, сейчас делается за 15.
У нашего института есть стратегия развития до 2025 года. Среди задач — стать лидером в своей области, занять устойчивую позицию как на российском, так и на зарубежном рынке. Соответственно, кратно увеличить выручку. Пока увеличение выручки идет планово.
Кроме того, есть план вступления в Особую экономическую зону «Дубны». Это позволит получить таможенные преференции, то есть сэкономить время на отгрузках за рубеж, и, кроме того, даст налоговые льготы. Для этого нам потребуется объединить институт в единый административно-производственный комплекс, в одно здание. Сейчас институт занимает три корпуса, это не очень удобно для оперативного управления. Поэтому стоит задача отстроить в Особой экономической зоне отдельный комплекс площадью 2,5−3 тыс. м².
Наше предприятие небольшое, и коммерческие мощности у нас скромные. Но после вхождения в РАСУ возможности в этом направлении у нас увеличились. Сейчас мы мониторим несколько десятков площадок, с которыми в перспективе можно заключить контракты.
В Росатоме реализуется масштабный проект — новое направление бизнеса «Ядерное приборостроение». Эксперты говорят, что в этой области есть проблемы с импортозамещением. Мы включились в работу по этому направлению и скорректировали свои инвестиционные мероприятия.
Также наш институт участвует в мегасайенс-проекте NICA. ИФТП будет выполнять работы по созданию технического проекта станции для исследований в области ядерной энергетики на выведенных пучках ускорительного комплекса NICA. Работы включают проведение расчетов по радиационным условиям облучения толстых мишеней на выведенных пучках, расчетов биологической защиты и некоторых других расчетов технических систем станции. Основная часть работы связана с разработкой технических проектов различных систем и составных частей станции (таких более 13), а также с разработкой технического проекта всей станции. Проект завершится созданием научно-технического отчета по выполненным работам.
Источник: https://atomicexpert.com/with_high_precision
