НАН УкраїниНа засіданні Президії НАН України представили нові розробки для ядерної енергетики
28 жовтня 2026 року відбулося чергове засідання Президії Національної академії наук України.
На початку засідання було підписано Договір про науково-експертну співпрацю між Національною академією наук України та Національною комісією, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг (НКРЕКП). Документ підписали Президент НАН України академік НАН України Анатолій Загородній та Голова НКРЕКП Юрій Власенко.
Договір передбачає залучення наукового потенціалу Академії до розв’язання актуальних завдань державного регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг. Зокрема, йдеться про науково-експертний супровід діяльності НКРЕКП, використання результатів прикладних досліджень і науково-технічних розробок установ НАН України для вдосконалення регуляторних рішень, моніторингу та контролю в енергетичній галузі.
Вітаючи учасників засідання, академік НАН України Анатолій Загородній наголосив на особливій важливості такої співпраці в умовах повномасштабної російської агресії та систематичних атак на енергетичну інфраструктуру України.
Серед перспективних напрямів спільної роботи він назвав науково-аналітичне забезпечення регуляторних рішень, удосконалення підходів до тарифоутворення, прогнозування розвитку енергетичних ринків, оцінювання інвестиційних потреб галузі та підвищення енергоефективності.
Окрему увагу було приділено інтеграції енергетичних ринків України до європейського енергетичного простору, узгодженню регуляторних підходів із практиками Європейського Союзу, а також науковому забезпеченню відновлення та модернізації енергетичної інфраструктури.
Як підкреслив Анатолій Загородній, відновлення енергетики має передбачати створення сучасної, гнучкої, децентралізованої та стійкої енергетичної системи. Водночас важливо, щоб підписаний Договір став основою для конкретних спільних проєктів, експертних досліджень і практичного впровадження науково обґрунтованих рішень.
Президент НАН України також подякував керівництву НКРЕКП за ініціативу та відкритість до співпраці з Академією.
У своєму виступі Голова НКРЕКП Юрій Власенко подякував Академії за співпрацю та наголосив на важливості залучення науковців НАН України до розв’язання практичних завдань енергетичної галузі. Він також відзначив необхідність зміцнення енергетичної незалежності України, ефективного використання енергоресурсів та подальшої інтеграції до європейського енергетичного простору.
Далі члени Президії заслухали наукову доповідь завідувача відділу Інституту фізики твердого тіла, матеріалознавства та технологій Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» (ННЦ «ХФТІ») доктора технічних наук Миколи Пилипенка «Створення та вдосконалення цирконієвих матеріалів та гафнію для ядерної енергетики України».
У центрі доповіді – дослідження, від яких безпосередньо залежать надійність і безпека роботи ядерних реакторів, довговічність ядерного палива та можливість виготовлення необхідних для атомної енергетики матеріалів із вітчизняної сировини.
Одним із таких матеріалів є цирконій. Сплави на його основі використовують для виготовлення оболонок тепловидільних елементів (ТВЕЛів), дистанціювальних граток, напрямних каналів та інших конструкцій активної зони реактора. Залежно від типу легководного реактора в його активній зоні міститься від 15 до 30 тонн цирконію. Завдяки унікальному поєднанню ядерних, корозійних, механічних і теплових властивостей ці сплави залишаються незамінними для сучасної атомної енергетики.
Микола Пилипенко розповів про результати багаторічних досліджень фахівців ННЦ «ХФТІ», спрямованих на отримання цирконію високої чистоти та вдосконалення сплавів на його основі. Зокрема, за допомогою електронно-променевої плавки науковцям вдалося істотно зменшити вміст домішок і отримати цирконій чистотою 99,99%. Дослідження дали змогу з’ясувати, як ступінь очищення металу впливає на його властивості.
Ще один важливий напрям роботи – створення цирконієвих сплавів, здатних забезпечити тривалішу та надійнішу експлуатацію ядерного палива. Спільно з Інститутом титану в Запоріжжі фахівці ННЦ «ХФТІ» відпрацювали технологічні процеси отримання магнієтермічного цирконію та виготовили експериментальні зразки сплаву Zr-1%Nb. За хімічним складом, структурою і твердістю вони відповідають вимогам до матеріалів активної зони ядерних реакторів.
Особливу увагу дослідники приділили вдосконаленню цього сплаву для оболонок ТВЕЛів, ресурс роботи яких планується збільшити до 5-6 років. Вони з’ясували, як невеликі добавки заліза та кисню впливають на стійкість матеріалу до корозії, радіаційного впливу й механічних навантажень. Зокрема, такі добавки зменшують радіаційний ріст сплаву, що має важливе значення для збереження форми та працездатності паливних оболонок під час експлуатації.
Ці дослідження вже дали конкретні технологічні результати. У ННЦ «ХФТІ» розробили схему отримання зливків реакторного сплаву Zr-1%Nb із вітчизняної сировини. Завдяки застосуванню подвійного вакуумно-дугового плавлення вдалося поліпшити хімічний склад та однорідність структури матеріалу. На цій основі виготовлено дослідно-промислову партію труб-оболонок ТВЕЛів для реакторів ВВЕР-1000, які відповідають установленим технічним вимогам.
Окрему частину доповіді доповідач присвятив дослідженням гафнію – ще одного важливого матеріалу для ядерної енергетики. Науковці ННЦ «ХФТІ» удосконалили процеси його очищення методом електронно-променевої плавки, дослідили вплив домішок і температури на властивості металу та отримали в лабораторних умовах гафній чистотою понад 99,95%. Такий матеріал придатний для використання в конструкціях активних зон ядерних реакторів.
Не менш важливим напрямом є підвищення стійкості ядерного палива до аварійних ситуацій. Після аварії на японській АЕС «Фукусіма-1» у 2011 році у світі активізувалися дослідження так званого аварійно-стійкого палива. Один із перспективних підходів полягає у нанесенні спеціальних захисних покриттів на цирконієві оболонки ТВЕЛів, які мають витримувати вплив високих температур і водяної пари.
Фахівці ННЦ «ХФТІ» розробили технологію нанесення таких покриттів методом вакуумно-дугового осадження та випробували низку металевих матеріалів. Найкращі результати продемонстрували хромові покриття, які виявили найвищу стійкість до високотемпературного окиснення у водяній парі. Їх застосування може підвищити захищеність цирконієвих оболонок як під час нормальної роботи реактора, так і за аварійних умов.
Попри вагомі наукові й технологічні результати, їх практичне впровадження залишається складним завданням. Виробництво цирконію та гафнію в Україні нині згорнуто, тому розроблені технології поки не можуть бути реалізовані у промислових масштабах.
Подальший розвиток цього напряму потребує розширення співпраці з АТ «НАЕК «Енергоатом», зокрема у створенні нових реакторних матеріалів, продовженні ресурсу об’єктів атомної енергетики та обґрунтуванні можливості виробництва ядерного палива для реакторів ВВЕР із вітчизняної сировини.
Ще один виклик – забезпечення галузі кваліфікованими фахівцями. Останніми роками зменшується кількість охочих здобувати освіту за матеріалознавчими спеціальностями, а підготовка майбутніх дослідників і технологів потребує оновлення матеріально-технічної бази.
Президія НАН України високо оцінила дослідження фахівців ННЦ «ХФТІ» зі створення та вдосконалення цирконієвих матеріалів і гафнію, відзначивши їх важливість для розвитку ядерно-енергетичного комплексу України.
В обговоренні доповіді взяли участь професор кафедри атомної енергетики Навчально-наукового інституту атомної та теплової енергетики Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» доктор технічних наук Євген Письменний, провідний науковий співробітник Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України доктор фізико-математичних наук Дмитро Саввакін, академіки НАН України Зиновій Назарчук, Ігор Гаркуша та Валерій Геєць.
Наостанок було розглянуто низку кадрових і поточних питань діяльності Академії.
Фото: Пресслужба НАН України