Богородицкий завод технохимических изделий — редкий пример состоявшегося российского хайтека. Признанный технологический лидер на одном из самых перспективных направлений мирового НТП — создание новых материалов с новыми свойствами, он поставляет компоненты для нескольких ускорителей элементарных частиц — сверхвысокотехнологичных установок, потребовавших от предприятия создания материалов с прорывными характеристиками. Словом, крепкий винтик столь желанной инновационной экономики.

Стратегия государства в отношении завода (предприятие принадлежит госкорпорации «Ростехнологии») представлялась очевидной — поддерживать национального технологического чемпиона и наращивать долю России на мировом рынке хайтека. Однако события стали развиваться совсем по другому сценарию: предприятие сначала было остановлено, а затем обанкрочено. Остался всего один шаг до полного уничтожения не имеющей аналогов производственной базы и потери лучшей в мире технологии — распродажа оборудования на металлолом.
Фабрика кристаллов

Богородицкий завод — единственное в мире предприятие, способное растить кристаллы материалов-сцинтилляторов в промышленных объемах, это 2,5 млн кубических сантиметров в год (для сравнения: «объем производства» Шанхайского института керамики, единственного серьезного конкурента Богородицка, — всего несколько десятков тысяч кубических сантиметров). Сцинтиллятор выступает чувствительным элементом детекторов во всех системах, построенных на базе кристаллов-сцинтилляторов. С атомами этих кристаллов взаимодействуют потоки частиц высокой энергии — гамма-кванты, альфа-частицы и др. При этом рождаются фотоны (вспышки света), которые с помощью фотоэлектронных устройств преобразуются сначала в электрический сигнал, а затем в понятную пользователю форму.

Богородицкая «фабрика кристаллов» — не опытно-экспериментальное хозяйство, а полноценное серийное производство с промышленно развитой технологией, способное выпускать высокотехнологичный продукт стабильного качества. Заводские технологи-ростовики научились управлять тонким процессом формирования кристаллической решетки столь виртуозно, что тысячи выращенных кристаллов, точно наштампованные, обладают практически одинаковыми характеристиками.

Важнейшие преимущества богородицких кристаллов на мировом рынке — правильная структура (отсутствие дефектов) и высокая степень чистоты (отсутствие примесей). Именно от этих качеств сцинтилляторов во многом зависят основные параметры сложнейшей техники, построенной на их основе. Чистота выращиваемого материала достигается за счет особенностей применяемой на заводе технологии — метода Чохральского (см. «Супертехнология»).

Второй такой серийной фабрики в мире нет. Этот факт еще в 1993 году осознало руководство CERN (Европейского центра ядерных исследований). Церновцы тогда искали производителя, способного вырастить десятки тысяч суперкачественных кристаллов-сцинтилляторов PWO (вольфрамат свинца) для строящегося ускорителя LHC. Так никому в то время не известное предприятие из российской глубинки стало ключевым участником одного из самых наукоемких проектов современности (эту историю мы подробно рассказали в статье «Растут кристаллы в Богородицке», см. «Эксперт» № 8 за 2008 год).

Безупречная репутация поставщика CERN и опыт, накопленный за пятнадцать лет работы с этим требовательным заказчиком, сделали Богородицкий завод мировым лидером на рынке оксидных сцинтилляторов. Поэтому к марту 2008 года, когда в Швейцарию были отправлены последние кристаллы для LHC, сразу несколько международных научных коллабораций проявили заинтересованность в богородицких сцинтилляторах (см. таблицу). Экспериментальные установки должны были вводиться в строй одна за другой, так что загрузка заводу была обеспечена минимум до 2017 года.

Первым в очереди за богородицкими кристаллами стоял проект FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), предусматривавший строительство на территории Германии антипротонного и ионного ускорителя. Для одного из детекторов ускорителя требовалось новое поколение сцинтилляторов PWO, обладающих в два раза большей радиационной стойкостью и вдвое большим световыходом по сравнению с теми, которые изготавливались для LHC. И такой материал богородицкие технологи-ростовики создали. Они сделали это совместно с учеными минского НИИ ядерных проблем к июню 2008 года.
На грани уничтожения

Подножку «фабрике кристаллов» поставили российские чиновники, которые анонсировали участие России в проекте FAIR в октябре 2008 года, а потом тянули с официальным вступлением страны в международную коллаборацию целых два года.

Без официального подтверждения участия России в проекте (вклад нашей страны в бюджет коллаборации должен был составить 178 млн евро) немецкая сторона не имела права вести коммерческие операции с Богородицком. Заказы от других научных проектов к тому моменту еще не созрели, а какого-либо ненаучного бизнеса, который бы не зависел от межправительственных соглашений и давал стабильный доход, у предприятия не было. Завод оказался без средств к существованию.

В этой ситуации, сложившейся по вине российских чиновников, больше всего усилий по поддержке Богородицкого завода приложили немцы. Именно немцы, профессора Ульрих Виднер и Райнер Навотный, для которых, казалось бы, порядок превыше всего, нашли способ обойти строгие правила международной коллаборации и обеспечили Богородицку финансирование производства первых партий кристаллов. «Наши западные партнеры заказали нам кристаллы не от имени коллаборации FAIR, которая из-за России не была сформирована, а через ряд университетов Германии и Швеции. Заказ финансировался из бюджетов этих академических структур, участников будущей коллаборации, — рассказывает Алексей Бабердин, экс-гендиректор Богородицкого завода. — Немцы пошли на это, потому что понимали, как важно сохранить уникальное предприятие». Тогда все думали, что проволочка со стороны России продлится максимум полгода. Проволочку длиной в два года не мог предвидеть никто.

В марте 2009 года, успев вырастить почти половину необходимых FAIR кристаллов, Богородицкий завод был вынужден остановить все ростовые установки, а 25 февраля 2010 года объявил себя банкротом. Два дня спустя, 27 февраля 2010 года, вышло наконец распоряжение правительства № 245-Р о вступлении России в коллаборацию FAIR. Согласно этому документу, подписать официальную конвенцию с другими странами — участницами проекта поручалось госкорпорации «Росатом». Подписание конвенции — все, что было нужно Богородицку, чтобы возобновить выращивание кристаллов, но тут снова возникла задержка.

Все это время Алексей Бабердин бил тревогу — направлял обращения в Минпромторг, Минобрнауки, в ГК «Росатом», в правительство и администрацию президента с просьбой вмешаться и спасти уникальное предприятие. Ни в одном из этих ведомств не нашлось человека, который бы взял на себя ответственность и занялся решением вопроса. В отличие от немецкой стороны наши чиновники ограничились отписками: ведомства отвечали Бабердину, что «разделяют его озабоченность», и давали понять, что это не их вопрос.

Объявив себя банкротом, Богородицкий завод продержался еще несколько месяцев, не увольняя ключевых специалистов, но помощь так и не пришла. Конвенцию об официальном вступлении России в коллаборацию проекта FAIR генеральный директор «Росатома» Сергей Кириенко подписал только в октябре 2010 года.

В феврале нынешнего года появилась информация, что уникальное оборудование вот-вот будет порезано и продано на металлолом — других источников средств для погашения долгов предприятия (170 млн рублей) так и не нашлось. «В связи с жесткой позицией основного кредитора предприятия — ГК “Агентство по страхованию вкладов” 27 сентября 2010 года арбитражный суд Тульской области принял решение о введении конкурсного производства. В случае изменения позиции АСВ и реальной поддержки государства мы готовы изыскать необходимые средства для возобновления производства летом этого года», — утверждает Андрей Зверев, генеральный директор холдинга «Российская электроника», входящего в ГК «Ростехнологии».

Директор дирекции по научно-техническому комплексу ГК «Росатом» Петр Щедровицкий настроен оптимистично: «Мы рассчитываем, что Богородицкий завод выполнит контракт с FAIR». Однако, по словам знающих ситуацию спецов, запустить завод будет непросто: придется реанимировать 60–70% ростовых установок. Кроме того, понадобятся полная ревизия и ремонт служебного оборудования — систем охлаждения, электропитания и т. д. А еще надо будет собирать обратно всех специалистов. На это потребуются деньги и время. Сколько — неизвестно. За чиновничью безответственность придется платить.

Уничтожив Богородицкий завод, Россия утратит лидирующую технологию, квалификацию технологов-виртуозов, наловчившихся подсыпать в техпроцесс по 25–30 атомов легирующих добавок на миллион атомов основного материала, надежный отрыв от китайских конкурентов и с трудом завоеванные позиции на мировом рынке высоких технологий.

Эта история выявила системную проблему всего российского хайтека — в нашей стране нет производителей сложных высокотехнологичных систем. Ведь отсутствие у завода других заказчиков и рынков, кроме «большой мировой науки», не просчет руководства предприятия. Кристаллы, которые растит Богородицкий завод, хоть и ключевой, но всего лишь элемент, а чтобы создать систему целиком, нужны десятки других, не менее сложных элементов и технологий. Ситуация с Богородицком показала, что Россия не располагает полным набором необходимых технологий для создания ни одной востребованной рынком современной системы на основе кристаллов-сцинтилляторов. Другими словами, спроса на богородицкие кристаллы и их выдающиеся свойства на внутреннем рынке нет.

Что касается западных производителей высокотехнологичной техники, то в их технологические цепочки российский поставщик компонентов органично встраивается лишь в теории. В реальности сделать это практически невозможно.
Дистанционный контроль

Один из самых перспективных рынков для материалов-сцинтилляторов — системы неразрушающего дистанционного контроля. Тон развитию этого рынка задают американцы. Программа Homeland Security, инициированная госдепартаментом США, предусматривает к 2015 году организацию тотального контроля грузопотоков на всех сухопутных, морских и воздушных границах страны. Системы дистанционного контроля будут в режиме реального времени сканировать автомобильные фуры, железнодорожные вагоны, выгружаемые в морском порту контейнеры, грузовые отсеки самолетов и т. д., определяя их содержимое с высокой степенью детализации.

До сих пор детекторы для подобных систем делали на основе пластиковых сцинтилляторов. Пластик обладает сравнительно невысокой плотностью, поэтому, чтобы «породить» достаточное количество фотонов, такого материала нужно много — десятки литров. Оксидного же сцинтиллятора — всего литр-полтора. Оксидные материалы, а именно к этой категории принадлежат кристаллы PWO, дают выигрыш и по габаритам, и по энергопотреблению детектора в целом, а значит — по соотношению цена-эффективность. Богородицким сцинтилляторам PWO в мире нет конкурентов по соотношению цена-характеристики — это показали результаты тестовых испытаний в CERN.

Соединенные Штаты решили создать свой «контур безопасности» на базе именно оксидных сцинтилляторов. Однако Богородицкий завод в проект не позвали. Участие в подобном проекте иностранного поставщика запрещено законодательством США: системы безопасности должны быть построены исключительно на собственной элементной базе. Этот пример говорит о том, что даже признанное технологическое превосходство не означает, что производитель компонентов автоматически получает право входа на мировой рынок хайтека.

Ввиду того что террористы активизировались повсеместно, вслед за американцами свой «контур безопасности» наверняка захотят создать Евросоюз и другие развитые государства. Это значит, что рынок систем контроля в ближайшие годы будет расти быстрыми темпами.

Теоретически богородицкие кристаллы пригодились бы для российского «контура безопасности». Но российское государство на данный момент созданием такового не обеспокоилось. Да и у российских компаний нет суммы компетенций, чтобы самостоятельно делать подобные системы. Покупать недостающие «кубики» за рубежом и собирать конечные устройства самим у нас тоже не получится — ключевые технологии и компоненты для систем стратегического назначения оберегаются так же тщательно, как технологии обогащения урана или технологии создания спутников.
Ядерный каротаж

Вторая обширная сфера, где применяются сцинтилляционные материалы, — разведка углеродного сырья. Получить точные сведения об элементном составе, плотности и пористости пород, будь то газ, нефть или нефтеносные пески, позволяет ядерный каротаж скважин. Этот метод работает так: аппаратуру с детектором опускают в диагностическую скважину и по мере движения вниз получают 3D-картинку окружающих пластов. Картинка обходится в среднем в 50–100 тыс. долларов за километр (есть скважины, где стоимость исследования доходит до 1 млн долларов).

Последние лет пятьдесят в качестве сцинтилляторов в подобных детекторах применяют в основном хрупкие и гигроскопичные соединения йода — NaI, CsI и проч. Богородицкий завод предлагал рынку кристаллы LuYAP (лютеций-иттриевый перовскит) — материал принципиально иного уровня, у которого при увеличении температуры (а в скважине она с каждым километром повышается на 20–25 градусов) световыход (то есть количество фотонов, с которых считывается информация) не падает, а, наоборот, растет. Поэтому детектор на основе LuYAP не нуждается в термозащите. Не нужна ему и виброзащита, так как по твердости кристалл LuYAP сравним с алмазом. Таким образом, отпадает необходимость в громоздких и очень дорогих служебных подсистемах, которые зачастую стоят в десять раз больше, чем сами детекторы.

«На нашем материале можно создать новое поколение детекторов для ядерного каротажа — очень эффективных и при этом дешевых и компактных, — утверждает Алексей Бабердин. — Поскольку наш кристалл не боится вибрации, его можно опускать в скважину сразу вслед за долотом. Сейчас разведка проводится в два этапа: сначала бурят скважину на несколько километров, затем буровое оборудование поднимают и опускают в скважину аппаратуру для каротажа. С нашим кристаллом можно одновременно бурить, смотреть по сторонам и делать выводы. Это позволит не углубляться на лишние километры, ведь специалисты уже по первым двум-трем километрам могут сказать: это пустышка, дальше бурить не нужно».

Богородицкий завод был готов развить технологию LuYAP вплоть до выпуска детекторных модулей. Однако в нефтяной российской державе эти технологии оказались не востребованы. У нас нет ни одной более или менее крупной национальной компании, которая бы системно занималась исследованием недр и состоянием газо- и нефтеносных пластов и была бы признана на мировом уровне. Только такая компания могла бы выступить заказчиком высокотехнологичного оборудования для исследования скважин.

Аудит российских нефтяных и газовых месторождений в настоящее время проводят фирмы, аффилированные с западными сервисными гигантами Halliburton, Baker Hughes и Schlumberger. Руководство Богородицкого завода предпринимало попытки встроиться в метаболизм этих гигантов. К примеру, в 2009 году богородчане предложили фирме Baker Hughes испытать кристаллы LuYAP. Американцы кристаллы взяли, но ни положительного, ни отрицательного их вердикта в Богородицке так и не дождались. Оно и понятно. Ядерный каротаж, так же как дистанционный неразрушающий контроль, относится к разряду чувствительных технологий. Немногие фирмы, владеющие этими технологиями, жестко контролируют элементную базу и работают только со своими поставщиками. Чужаков на этот рынок не пускают, даже если у этих чужаков лучший в мире кристалл.
Медицинская диагностика

Позитронно-эмиссионный томограф (ПЭТ), вершина хайтека в сфере медицинской диагностической техники, тоже построен на основе кристалла-сцинтиллятора. Параметры сцинтиллятора во многом определяют уровень томографа — его пространственное разрешение, чувствительность и т. д., поэтому эти материалы на свободном рынке не продаются, каждая компания растит их для себя сама.

На мировом рынке ПЭТ правят бал четыре глобальных игрока — Siemens, General Electric, Phillips и Toshiba. Siemens и General Electric контролируют основную долю этой ниши. Siemens делает свои томографы на базе кристалла силиката лютеция (LSO). Это лучший на сегодня сцинтилляционный материал для томографии: при минимальной дозе облучения LSO позволяет получить самое высокое качество изображения. Однако и состав LSO, и технология его изготовления запатентованы фирмой Siemens, остальным игрокам приходится довольствоваться другими сцинтилляционными материалами, с худшими параметрами (General Electric, к примеру, использует германат висмута, BGO), что программирует их отставание от Siemens.

Положить конец монополии Siemens на «лучший сцинтиллятор» и изменить расклад сил на рынке ПЭТ мог бы Богородицкий завод. Предприятие могло бы вступить в игру с LYSSO (сложный силикат лютеция, содержащий атомы иттрия и олова) — материалом, который ни по одному параметру не уступает LSO, а по световыходу и энергетическому разрешению даже превосходит. Кристаллы LYSSO в Богородицке научились выращивать еще в 2008 году — тогда этот материал понадобился одному из российских НИИ для исследовательских целей.

Что до томографов, то в России их не способен делать никто. Причина та же, что и с дистанционным контролем: нет всего пакета технологий, необходимых для создания ключевых подсистем этой сверхсложной техники.

Интересно, что для рентгеновских диагностических аппаратов (сравнительно простой техники, построенной на технологиях предыдущего поколения) в России в 1990-х тоже не было своих технологий и элементной базы, однако нескольким отечественным производителям все же удалось наладить их выпуск. Компании выступили интеграторами — покупали большую часть компонентов за рубежом, собирали и прикладывали софт собственной разработки. Однако когда некоторые из них попытались реализовать тот же подход в нише томографов, выяснилось, что томограф по частям купить нельзя — передовые технологии не продаются. Купить можно только готовые системы, причем далеко не самые совершенные.

Чтобы избавиться от технологической зависимости, нужна политическая воля государства. Однако единственный порыв российского государства — программа развития отечественной томографии, написанная в конце 1990-х под ядерщиков Арзамаса-16, так и остался на бумаге. В 2009 году инициативу на этом направлении проявил частный бизнес: компания «Медицинские технологии Лтд» договорилась об альянсе с фирмой General Electric. Расчет был в том числе на то, что американцы локализуют производство своих томографов в России, и в будущем у нашей страны появятся компетенции и технологии для создания собственного томографа.

Наступление этого будущего можно было бы существенно ускорить, убедив General Electric, который в последние годы теряет рынок в пользу Siemens, перейти на богородицкие кристаллы — сделать своим поставщиком мирового технологического лидера, который обладает не только материалом, превосходящим «лучший сцинтиллятор» Siemens, но и мощной ниокровской базой для совершенствования своих технологий. Фактически это означало бы, что Россия «продает» американцам мировое лидерство на рынке ПЭТ на многие годы вперед. Остроты ситуации придает то обстоятельство, что сейчас и General Electric, и Siemens стремятся первыми создать томограф нового поколения, отличающийся сверхвысоким разрешением. И выиграет эту гонку тот, у кого будет лучший сцинтиллятор.

В обмен на все это можно было бы смело просить у General Electric современные технологии томографии. Таким образом, можно было бы не только встроить «фабрику кристаллов» в мировой хайтек, но и дать толчок развитию хайтека российского — приблизиться к созданию отечественного томографа. Тем более что американские технологии можно было бы сразу пустить в дело. Для этого в России уже есть сертифицированная по международным стандартам производственная база, предназначенная именно для сборки томографов, — совместная производственная площадка General Electric и «Медицинских технологий Лтд», открытая в прошлом году в Москве на территории завода «Москабельмет».

Организатором и гарантом «обмена» кристаллов на технологии томографии логично было бы выступить госкорпорации «Ростехнологии»: Богородицким заводом госкорпорация владеет, а с General Electric у нее подписано рамочное соглашение о создании СП по производству томографов. Однако «Ростехнологии» не стали бороться за выживание отечественного хайтека: в госкорпорации, владеющей миллиардными активами, к проблемам Богородицкого завода с оборотом 300 млн рублей отнеслись как к не заслуживающей внимания мелочовке. Пока развивалась история с банкротством предприятия, «Ростехнологии» бездействовали: в госкорпорации, как и в чиновных ведомствах, не нашлось никого, кто бы взялся отстаивать Богородицк.
Подарок китайцам

Кто бы ни руководствовался злым умыслом, он преподнес шикарный подарок Китаю — конкуренту, который уже пятнадцать лет отчаянно пытается потеснить Богородицкий завод в нише оксидных сцинтилляторов. Китайцы знают, за что борются: бизнес по выращиванию кристаллов для «большой мировой науки» отличается высокой рентабельностью (до 60%) и стабильностью — крупные научные эксперименты планируются заранее, бюджеты распределены на много лет вперед, а секвестируют их крайне редко.

С точки зрения технологии китайцы проигрывают Богородицку вчистую. Метод Бриджмена, который использует для выращивания кристаллов Шанхайский институт керамики, из-за ограничений физической природы не позволяет достичь того стабильного качества и той чистоты материала, которые дает метод Чохральского. Кроме того, китайцы как растили свои кристаллы в пробирках, так и растят, так что о промышленных объемах и жестких сроках поставок говорить не приходится. «Если бы мы продолжали развивать свою технологию, китайцы не догнали бы нас никогда, — утверждает Алексей Бабердин. — Если Богородицкий завод умрет, года через два они займут эту нишу полностью. Других производителей оксидных сцинтилляторов в таких масштабах в мире нет».

По оценкам Михаила Коржика, заведующего отделом физики высоких энергий НИИ ядерных проблем Белорусского госуниверситета, до 2020 года международным научным экспериментам на ускорителях потребуется в сумме порядка 5 млн кубических сантиметров сцинтилляторов. В деньгах это 40–50 млн долларов. Сумма, конечно, не потрясает воображение. Однако таких небольших доходов Богородицку вполне хватало на то, чтобы развивать свою уникальную технологию, создавать новые материалы с прорывными характеристиками, увеличивать отрыв от китайцев и из года в год подтверждать статус мирового технологического лидера. Все это мы, похоже, потеряли.

Добровольно уходя с рынка, Россия сдает китайцам не только нишу международных научных экспериментов, но и узкие ниши спецтехники, построенной на базе сцинтилляторов. Вернуться на этот рынок будет очень сложно и дорого. Создать с нуля завод, подобный Богородицкому, на Западе стоит порядка 150 млн долларов.
Ольга Рубан
http://expert.ru/