Бериллий сочетает легкость, прочность, высокий модуль упругости, высокую прозрачность в рентгеновских лучах, химическую стойкость, способность работать при повышенных температурах, что обеспечивает сферу его применения. Как легирующий элемент, бериллий способен буквально преобразить обычные металлы. Так, бериллиевые бронзы по ряду характеристик превосходят легированные стали и потому незаменимы в качестве материала контактных устройств и пружин, специализированного инструмента. 


Текст:
Валентин Борисович Иванов
Генеральный директор ОАО «ВНИИ неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара», Доктор технических наук, Заслуженный деятель науки РФ.
Александр Александрович Семенов
Директор научно-исследовательского отделения разработки технологи и оборудования специальных неядерных материалов и изотопной продукции ОАО «ВНИИ неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара», Кандидат химических наук.

ОАО «ВНИИНМ» с конца 50-х годов по решению Правительства СССР принимало активное участие в разработке технологии получения самого бериллия и изделий из него, накопив в этой области знаний огромный опыт. В последние десятилетия у бериллия наметился ряд перспективных областей применения.

… в ядерном реакторе
Перспективным представляется использование оксида бериллия в качестве добавки к диоксиду урана при формировании топливных таблеток, поскольку установлено, что оксид бериллия значительно повышает теплопроводность ядерного топлива и способствует достижению больших степеней его выгорания.

… в термоядерном реакторе
Одним из самых ярких событий последних лет для отечественных бериллиевых технологий стало всемирное признание российского сорта бериллия ТГП-56ПС, созданного в ОАО «ВНИИНМ», и разрешение организации «Международный экспериментальный термоядерный реактор» (International Thermonuclear Experimental Reactor, ИТЭР) на использование этого сорта бериллия в качестве покрытия первой стенки термоядерного реактора. Под руководством ОАО «ВНИИНМ» были успешно завершены тепловые квалификационные испытания российского сорта бериллия для ИТЭР, проведены его аттестация и квалификация. В июле 2010 года принято решение об увеличении квоты российского бериллия в изготовлении материала первой стенки с 20 до 40%. По тому же направлению совместно с ФГУП «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований» (ТРИНИТИ) на промплощадке ВНИИНМ был осуществлен пуск первого в мире квазистационарного плазменного ускорителя для работы с бериллиевыми материалами, на котором теперь проводятся эксперименты по взаимодействию различных сортов бериллия с плазмой в условиях, максимально приближенных к условиям работы ИТЭР.

… в рентгеновской технике
В связи с тем что на мировом рынке ощущается острый дефицит тонких бериллиевых фольг, особенно вакуумплотных, используемых в рентгеновской аппаратуре, в последнее десятилетие по инициативе «Росатома» в ОАО «ВНИИНМ» был создан опытный участок производства бериллиевых фольг и отработан комплекс технологий по их производству. Изготовлено несколько опытных партий бериллиевых фольг толщиной от 8 до 300 мкм, из которых вырезаны рентгеновские окна диаметром от 10 до 30 мм. В опытной партии продукции достигнута высокая чистота бериллия по рентгеноконтрастным примесям (<500 ppm, в частности, железа <100 ppm; ppm — от английского parts per million — «частей на миллион»), что сопоставимо с чистотой лучших мировых сортов бериллия. Рентгеновские окна, изготовленные в ОАО «ВНИИНМ», успешно прошли ресурсные испытания в рентгеновских аппаратах палаточного типа.
В институте ОАО «ВНИИНМ» ведутся разработки в области создания производства фокусирующей и рассеивающей рентгеновской оптики из бериллия, которые востребованы синхротронными центрами и производителями высокоточной рентгеновской аппаратуры. Этот проект реализуется совместно с Балтийским государственным университетом им. И. Канта при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в соответствии с Постановлением Правительства РФ
… в космосе
В ОАО «ВНИИНМ» на основе нанокристаллического бериллия была разработана технология получения металла со стопроцентно открытой пористостью (так называемый «пенобериллий»), который перспективен в качестве конструкционного материала в космических установках. Этот материал, плотность которого может быть в 5 раз меньше, чем у воды, обладает достаточно высокой прочностью и может быть использован для изготовления несущих конструкций там, где каждый лишний грамм веса на счету. Кроме этого, на основе пенобериллия могут быть изготовлены космические зеркала с высоким альбедо в инфракрасной области спектра. А гидрид бериллия обладает максимальной удельной теплотворной способностью и может использоваться в твердых ракетных топливах для последних ступеней космических аппаратов для полетов в дальний космос, хотя эта перспектива его применения еще достаточно далека.

… в керамике
В ближайшее время можно ожидать ренессанса технологии оксида бериллия. Этот материал не менее уникален, чем сам металл. Керамика, изготовленная из него, является диэлектриком с аномально высокой теплопроводностью — больше, чем у некоторых металлов. Она исключительно жаростойка и не трескается при резких перепадах температур. Эти свойства позволяют создавать на подложках из оксида бериллия микросхемы, рассчитанные на рекордно большие мощности, что очень важно для установок, работающих в космосе. На таких подложках изготавливают и лампы бегущей волны — важнейшие элементы радаров, радиостанций и других передающих систем.