4.3. Научно-исследовательская деятельность

Наибольший личный вклад как учёный-металловед Андрей Анатольевич внёс в создание сплавов на основе урана и плутония, конструкционных материалов и промышленных технологий изготовления из них ответственных изделий атомной техники.

В 1946 г. в институте были начаты исследования и в 1947 г. впервые в нашей стране получены микрограммовые количества нового, до сих пор неизвестного металла - плутония, а затем и первые данные о его структуре и свойствах. Советские учёные (С. Т. Конобеевский, Н. Т. Чеботарев, В. И. Кутайцев и др.) во главе с А. А. Бочваром первыми опубликовали диаграммы состояния плутония с различными элементами.

В 1949 г. по поручению правительства Андрей Анатольевич возглавил бригаду сотрудников института и под его руководством на комбинате "Маяк" в сложных и малоприспособленных условиях был создан ядерный заряд первой отечественной атомной бомбы, успешное испытание которой положило конец монополии США в этой области. В последующие годы также при непосредственном участии Андрея Анатольевича был создан заряд первой водородной бомбы. Незадолго до Первой Международной конференции по мирному использованию атомной энергии (Женева, 1955 г.) С. Т. Конобеевский прочёл в Московском университете доклад об исследовании диаграмм состояния с плутонием, закрепив тем самым приоритет отечественной науки в этой области. Впоследствии на микроколичествах материала было исследовано взаимодействие плутония практически со всеми элементами Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. В процессе этих исследований были разработаны промышленные сплавы на основе плутония. Талант предвидения, анализ и обобщение конкретных данных позволили Андрею Анатольевичу по результатам, полученным коллективом сотрудников при исследовании микрограммовых образцов, определить все основные свойства плутония и его сплавов, необходимые конструкторам при физических расчетах изделий. Молодые специалисты тогда вряд ли представляли в полной мере огромную ответственность, которая лежала на Андрее Анатольевиче, но его высокая требовательность к достоверности результатов исследований и обоснованности выводов воспитывали в них чувство причастности к делам государственной важности, строгость к себе и высокую ответственность. В начале 50-х годов И. В. Курчатов поручил Андрею Анатольевичу решение одной из сложнейших проблем атомной техники - проблему живучести твэлов промышленных уран-графитовых реакторов - наработчиков кондиционного плутония для производства ядерных зарядов.

Под руководством Андрея Анатольевича и кандидата (впоследствии доктора) технических наук Г. Я. Сергеева была организована специальная лаборатория, выполнены обширные исследования, результаты которых позволили установить причины низкой живучести твэлов в реакторах и создать научную концепцию решения проблемы. Данные, полученные при изучении структуры и свойств урана в зависимости от химического состава, температуры и условий деформации до, во время и после облучения, послужили основой при разработке специального низколегированного уранового сплава для сердечников твэлов и новых технологических процессов их изготовления. Одновременно под его руководством был создан ряд новых коррозионно-стойких алюминиевых сплавов для оболочек, разработаны современные методы герметизации твэлов и аппаратура контроля их качества.

По инициативе Андрея Анатольевича были выполнены сложные реакторные испытания, позволившие определить допустимые параметры эксплуатации твэлов в проточных и двухцелевых (энергетических) реакторах. Все эти исследования и технологические разработки выполнялись не только во многих лабораториях института, но и в тесном контакте с сотрудниками других институтов и предприятий.

Андрей Анатольевич непосредственно руководил выполнением исследовательских, технологических и внедренческих разработок коллективами института, предприятий, производящих твэлы, персоналом реакторов, что способствовало успешному решению проблемы живучести и обеспечило многолетнюю (более 30 лет) устойчивую работу промышленных уран-графитовых реакторов на высоких эксплуатационных параметрах.

Под руководством Андрея Анатольевича началась разработка конструкций, материалов и технологий производства твэлов для реакторов АЭС и транспортных установок. Ему принадлежит идея использования в качестве топлива для быстрых реакторов диоксида урана. Правильность такого выбора была подтверждена практикой, и впоследствии все зарубежные реакторы также были переведены на оксидное топливо.

Под его руководством были разработаны специальные стали и алюминиевые сплавы и технология производства изделий из этих основных конструкционных материалов атомной промышленности, а также наряду с исследованиями, проводимыми в ВИАМе под руководством Р. С. Амбарцумяна, начато изучение циркония и его сплавов. В дальнейшем эти направления возглавили такие видные ученые, как чл.-корр. АН СССР А. С. Займовский и А. Г. Самойлов, док. техн. наук Н. П. Агапова, академик Ф. Г. Решетников, док. техн. наук И. С. Головнин.

Обширные знания в области металловедения делящихся и конструкционных материалов и воздействия на них облучения обеспечили возможность коллективам лабораторий в кратчайшие сроки и на высоком научном уровне решать постоянно возникающие новые задачи. Так, в 50-х годах на базе результатов исследования сплавов системы уран-молибден Андрей Анатольевич предложил использовать сплав с 9 мас. % молибдена (ОМ-9) в качестве топлива первой в мире атомной электростанции, где он и применялся в виде крупки в течение многих лет. К числу таких работ относится создание сложных многокомпонентных сплавов на основе урана и плутония с заданной сложной совокупностью свойств и промышленной технологии изготовления из них ответственных изделий оборонной техники.