| Ústav radiochemie a aplikované ekologie ( RHiPE ) | |
|---|---|
| Fakulta | Ústav fyziky a technologie |
| univerzita | Uralská federální univerzita |
| mezinárodní titul | Ústav radiochemie a aplikované ekologie |
| Původní jméno | Ústav radiochemie |
| Rok založení | 1951 |
| Hlava oddělení | Voronina Anna Vladimirovna |
| profesoři | 3 |
| Legální adresa | 620002, Rusko , Jekatěrinburg , st. Mira, 21 |
| webová stránka | http://rcae.ru |
| e-mailem | av.voronina@mail.ru |
Katedra radiochemie a aplikované ekologie - Katedra Fyzikálně-technologického institutu Uralské federální univerzity .
Jako součást Fyzikálně-technologické fakulty Uralského polytechnického institutu (UPI) vznikla v roce 1951 katedra radiochemie [1] [2] .
V současné době plní Ústav radiochemie a aplikované ekologie Fyzikálního ústavu obecně vzdělávací a speciální úkoly v přípravě inženýrů, bakalářů a magistrů pro moderní vědecky náročná odvětví a inovativní technologie [3] .
Po vzniku Fyzikálně-technologické fakulty Uralského polytechnického institutu v roce 1949 vznikla Obecná vědecká katedra chemie a technologie vzácných prvků (KhTRE), kterou vedl organizátor fakulty a její první děkan E. I. Krylov. Vzhledem k tomu, že Fiztekh byl určen k výcviku „jaderných“ inženýrů, byla potřeba učit radioaktivitu jako komplexní problém. První přednášky z radiometrie a radiochemie přednesl uralský elektrochemik M. V. Smirnov , který měl v té době vzácné dovednosti ve využití radioaktivních izotopů ve vědeckém výzkumu [4] . Workshop k těmto kurzům byl organizován v laboratoři, která byla součástí katedry KhTRE. V roce 1951 bylo na základě této laboratoře zřízeno oddělení radiochemie [5] .
Vědecká činnost na katedře radiochemie začala ve druhé polovině 50. let a souvisela s vědeckým směrem v aplikované radiochemii a radioekologii, který vytvořil profesor S. A. Voznesensky [6] . V jím organizované problémové laboratoři, kde kromě jejích hlavních pracovníků spolupracovali učitelé kateder radiochemie a fyzikálně-chemických metod rozboru, probíhaly studie koncentrace a neutralizace radioaktivních odpadů technogenního původu, a to: jejich nejvíce nepředvídatelná odrůda - netechnologický odpad (kanalizační a prádelní kanalizace, kanalizace a dekontaminační vody atd.) [7] . Pokud jde o takové objekty, technologie dosud neměla zkušenosti s vytvářením schémat ošetření. Aplikovaná radioekologie začínala od nuly a průkopnické práce v této oblasti prováděl S. A. Vozněsenskij a jeho studenti (L. I. Baskov, P. F. Dolgikh a A. A. Konstantinovič) v závodě Mayak v Ozersku na počátku 50. let. První autorská osvědčení potvrzující prioritu v oblasti flotační metody dehydratace hydroxidu železa (kolektivního sorbentu štěpných produktů těžkých jader) jsou datována květnem 1960 ( Ju. V. Egorov , V. L. Zolotavin, V. V. Pushkarev, E. V. Tkachenko ) a srpna 1961 (V. F. Bagretsov, Yu. V. Egorov, N. N. Kalugina, V. M. Nikolaev, V. D. Puzako, V. V. Pushkarev, E. V. Tkachenko ) . S příchodem S. A. Voznesenského na Fyzikálně-technologickou fakultu se tak smysl a perspektiva výzkumu v málo probádaném a zcela „neprestižním“ oboru aplikované radiochemie a radioekologie, v technologii zneškodňování radioaktivních odpadů z jaderné průmysl, otevřel [8] [9] .
V 60. a 70. letech probíhal výzkum v oblasti syntézy selektivních anorganických sorbentů třídy hydroxidů, řady dalších špatně rozpustných sloučenin a fází různého složení, určených k izolaci, separaci a koncentraci radioaktivních mikrosložek z vodných roztoků různého původu, jak s technologickými, tak pro analytické účely.
Problém neutralizace kapalných radioaktivních odpadů, který svého času sjednocoval model katedrály, přispěl k rozvoji dalších aplikovaných oblastí s podobnou organizací sorpčních systémů. Paralelně se mezi pracovníky katedry radiochemie objevil zájem o tenkovrstvé povlaky, které byly prováděny na téma technologie polovodičových materiálů. Vedoucí tohoto vědeckého směru, vedoucí katedry fyzikální a koloidní chemie G. A. Kitaev , viděl v metodě značených atomů spolehlivý prostředek ke studiu mechanismu tvorby tenkých vrstev anorganických materiálů. Tato okolnost vedla k mnohaleté spolupráci mezi radiochemiky a pracovníky oddělení G. A. Kitaeva (hlavní část výzkumu v tomto směru prováděl N. D. Betenekov ). Tenké vrstvy různých anorganických sorbentů (oxidy, chalkogenidy, sloučeniny třídy solí atd.) tak po pečlivém studiu odhalily vlastnosti zajímavé nejen z elektrofyzikálního hlediska, ale také jako selektivní sorbenty použitelné v expresní analytice. Metody původně určené pro studium mořské vody se s určitou modifikací ukázaly jako vhodné pro vodné roztoky různého složení (některé technologické roztoky, sladké vody otevřených nádrží). Tyto techniky byly široce používány při likvidaci havárie v Černobylu a také při průzkumu zóny radioaktivní stopy východního Uralu. Navíc se ukázalo, že předúprava povrchů různých materiálů (především plastů, zejména fluorových) umožnila lepit takto upravené konstrukce, které se ukázaly být žádané v kosmickém inženýrství (V. I. Popov).
Použití tenkovrstvých sorbentů se ukázalo jako opodstatněné a úspěšné v řadě analytických a technologických úloh. TNS byly představeny v Ústavu chemie, pobočka Dálného východu Ruské akademie věd, Laboratoř jaderných reakcí SÚJV (Dubna) a Ruská pobočka jaderného centra (VNIITF, Sněžinsk). V antimonovém závodě Kadamzhai (Uzbekistán) byla zavedena sorpční těžba zlata pomocí HPS. Ve všech třech oblastech syntézy a aplikace tenkovrstvých kompozitních materiálů obdrželi pracovníci katedry radiochemie v 70. a 80. letech několik desítek autorských certifikátů, v důsledku čehož byla katedra opakovaně označena jako nejlepší invenční tým na UPI [ 10] .
V následujících 30 letech se vědecké zájmy katedry soustředily především na problémy radioekologie (radiochemie oceánu a sladkých vod otevřených nádrží v různých oblastech SSSR, Ruska a SNS včetně havarijní zóny Černobylu) [ 11] [12] . V souvislosti s problematikou selektivní extrakce z roztoků homogenních pulzních jaderných reaktorů některých radionuklidů žádaných v praxi lékařské radiologie se však v poslední době otevřela nová perspektiva aplikace metod technologie tenkovrstvé sorpce. Od roku 2009 bylo s přihlédnutím k aktuálním trendům v oboru radiochemie a radioekologie rozhodnuto o doplnění oficiálního názvu katedry v souladu s nově vznikající problematikou. Moderní název katedry je tedy Ústav radiochemie a aplikované ekologie .
V současné době Katedra radiochemie a aplikované ekologie UrFU, která zůstává jediným univerzitním pracovníkem na Uralu, kde jsou vštěpovány dovednosti práce s radioaktivními látkami „otevřenou formou“, vyučuje radiochemii, radioekologii a obecnou ekologii ve všech odbornostech fakulty. Fyzikálně-technologická fakulta a nařízením vlády Sverdlovské oblasti vytváří meziuniverzitní vzdělávací a vědeckou laboratoř radioekologie. Ústav pokračuje ve výzkumu v oblasti radiochemie sorpčních systémů, radioanalytiky a radioekologie biogeocenóz kontaminovaných přírodními a umělými radionuklidy. Nově se katedra zapojila do mezinárodního programu souvisejícího s biomedicínskou problematikou výroby a využití radionuklidů. Za léta své existence na katedře vystudovalo asi 3 tisíce chemiků-technologů, asi 5 tisíc inženýrů fyzikálních a jiných oborů a katedra zajišťuje také environmentální výchovu studentů všech oborů Fyzikálně-technických a Radiotechnických ústavů . .
Za 60letou historii katedry se do její výzkumné činnosti zapojila více než desítka zaměstnanců. V rámci specializace "Radiochemická technologie" (odbor 240601 - Chemická technologie materiálů moderní energetiky) bylo vyškoleno 200 inženýrů, z toho 20 doktorů věd, více než 40 kandidátů věd [13] [14] .
Někteří členové týmu, jehož vynálezecké počiny započaly na katedře, přešli do jiných organizací, kde se i nadále zabývají problematikou heterogenních sorpčních systémů s účastí radionuklidů. Doktorka chemických věd L. M. Sharygin, absolventka katedry, která u ní absolvovala i postgraduální studium, tedy vedla výzkumnou a výrobní společnost „Termoksid“ (Zarechny). Za vývoj nových typů anorganických sorbentů a technologii jejich výroby byla v roce 1988 udělena Státní cena SSSR absolventům katedry radiochemie: L. M. Sharygin a kandidátům chemických věd V. F. Gonchar, S. Ya. Treťjakov a V.I. Barybin. Doktor chemie, absolvent, postgraduální student a pracovník katedry v minulosti E. V. Poljakov je vedoucím laboratoře fyzikálních a chemických metod analýzy na Ústavu chemie pevných látek, pobočka Ural Ruské akademie věd . Doktor chemických věd, absolvent katedry Tkachenko E. V. Člen prezidia Ruské akademie vzdělávání . Yu. M. Polezhaev, docent katedry a produktivní vynálezce, který poté řadu let vedl katedru analytické chemie USTU-UPI. Profesor Yu. I. Sukharev vede katedru vodního hospodářství a průmyslové ekologie na Jihouralské státní univerzitě , doktor technických věd V. P. Remez je vedoucím laboratoře na UNIKhim .
Bakalářské a magisterské programy realizované katedrou jsou budovány s ohledem na potřeby konkrétních podniků a organizací na základě hlubokých základních znalostí, které zajišťují adaptaci absolventů na různé obory činnosti.
Prioritním směrem činnosti podniků v moderních podmínkách je zajištění environmentální bezpečnosti , která by měla být založena na principu důslednosti , provádění činností zohledňujících multifaktoriální aspekty bezpečnosti, vývoj a zavádění inovativních technologií, které minimalizují potenciální nebezpečí pro člověka a prostředí.
Obecně jsou programy zaměřeny na uplatňování systematického přístupu a moderních informačních technologií při analýze a řízení technologického procesu pro splnění požadavků na bezpečnost životního prostředí, na vývoj technologií šetrných k životnímu prostředí, na vývoj a implementaci metod, prostředků a technologií pro ochrana životního prostředí [21] .
Magisterské programy ve směru 240100 "Chemická technologie" [22] :
Postgraduální studenti se vzdělávají v oboru 17.05.02 "Technologie vzácných, stopových a radioaktivních prvků" .
Disertační práce doktorandů jsou zpracovávány v souladu s vědeckými směry katedry .
Na výzkumné činnosti katedry se aktivně podílejí studenti a postgraduální studenti Ústavu radiochemie a aplikované ekologie [25] [26] . Bylo publikováno více než 200 článků a abstraktů zpráv na základě výsledků vědeckých prací ve spoluautorství se studenty. Vědecké zprávy studentů jsou prezentovány na ruských a mezinárodních konferencích.
Pořádání mezinárodních vědeckých konferencí a vzdělávacích a metodických seminářů umožňuje výměnu výsledků základního a aplikovaného výzkumu, podporuje odborný růst a rozvoj tvůrčí činnosti zaměstnanců, studentů a postgraduálních studentů, posiluje roli vědecké práce ve vzdělávacím procesu a připravuje konkurenceschopní nejen v Rusku, ale i v zahraničí absolventi [27] .
Za posledních 10 let katedra radiochemie uspořádala 7 mezinárodních a ruských konferencí, 4 mezinárodní, 1 ruský vzdělávací a vědecký seminář a 2 městské vzdělávací a metodické semináře, včetně:
Účastí na mezinárodních vědeckých akcích vyučující katedry, studenti a postgraduální studenti nejen prezentují výsledky svého vědeckého bádání, ale zdokonalují své odborné dovednosti, seznamují se se světovými úspěchy v oblasti vědy a výroby. Vyučující katedry využívají poznatky získané během stáží při přednáškové činnosti, psaní příruček a provádění výzkumných prací, což přispívá ke zkvalitnění vzdělávacího procesu [28] .
Učitelé katedry absolvovali stáž ve Velké Británii, účastnili se vzdělávacího programu a práce na mezinárodní konferenci o iontové výměně (IEX 2008 Technical Training Course in Industrial Water Treatment by Ion Exchange, SCI Conference); ve Francii absolvovali stáže na univerzitě Sorbonna a Grenoble Academy (2007-2009), zúčastnili se vědeckého kongresu „Euro-Eco 2011“ ( Hannover , Německo).
Katedra aktivně rozvíjí mezinárodní spolupráci zaměřenou na řešení aplikovaných vědeckých problémů. Tři mezinárodní dohody o vývoji technologie separace Mo-99 z roztoku uranylsulfátu reaktoru ARGUS a vývoj technologie separace vysoce kvalitního Y-90 od Sr-90, jakož i metody pro analytickou kontrolu hotových výrobků. Customer Technology Commercialization International, USA. V důsledku realizace výzkumných projektů byla vyvinuta technologie pro selektivní izolaci molybdenu-99 pro vědecké a lékařské účely a byly uděleny dva patenty. Od roku 2009 realizuje Ústav radiochemie a aplikované ekologie společné projekty s TrisKem Int. (Francie) o vědecké podpoře rozvoje inovativních metod radiochemické analýzy s využitím extrakčně-chromatografických pryskyřic a jejich implementaci do praxe radioekologického monitoringu.