Реферат: Приведенные здесь разработки готовы к практическому применению, могут быть использованы в различных отраслях техники, производства, в социальной сфере

О Т Ч Е Т

О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

РОССИЙСКОЙ

АКАДЕМИИ НАУК

в 2001 году


Основные

исследования и разработки

научных учреждений РАН,

готовые к практическому

применению





О Т Ч Е Т

О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

РОССИЙСКОЙ

АКАДЕМИИ НАУК

в 2001 году


Основные исследования

и разработки

научных учреждений РАН,

готовые к практическому

применению


МОСКВА 2002


ВВЕДЕНИЕ


Настоящий Отчет о деятельности Российской академии наук в 2001 году представляет собой перечень основных законченных в отчетном году исследований и разработок, выполненных научными учреждениями Академии. Приведенные здесь разработки готовы к практическому применению, могут быть использованы в различных отраслях техники, производства, в социальной сфере.

Цель издания настоящего перечня состоит в том, чтобы привлечь внимание потенциальных инвесторов к научно-техническому и технологическому заделу, который имеется в учреждениях и организациях РАН, и тем самым повысить востребованность результатов фундаментальных исследований для практических нужд, как в России, так и за ее пределами.

В перечень включены также работы по гуманитарным и общественным наукам.

Перечень является документом информационного характера и содержит сведения о работах практически по всем направлениям наук.

Основная часть перечня разработок относится к технологии материалов, химической промышленности, информационной и телекоммуникационной сфере, топливно-энергетическому и машиностроительному комплексам, агропромышленному комплексу, биотехнологии, здравоохранению и медицине, образованию. Для удобства в пользовании перечнем разработок и результатов исследований в конце этого Отчета прилагается отраслевой указатель результатов исследований и разработок. Поскольку многие из них могут найти применение в нескольких отраслях практики, они показаны в нескольких отраслях.

Перечень подготовлен Научно-организационным управлением РАН на основе отчетных материалов, представленных отделениями РАН по областям и направлениям науки.


^ 1.ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ


1.1.Общая физика и астрономия


1.1.1.Радиационно-стойкие КМОП транзисторы и интегральные схемы
(ИФП СО, ЭНПО СПЭЛС, МИФИ, РФЯЦ ВНИИТФ)

Разработаны и изготовлены глубоко субмикронные (с длиной канала ~0,1 мкм) радиационно-стойкие КМОП транзисторы и интегральные схемы на структурах кремний - на изоляторе, созданных методом переноса слоя кремния имплантированным водородом.

Транзисторы и интегральные схемы сохраняют стабильность параметров в сильных радиационных полях после экспозиции дозами гамма-квантов и электронов до 10 МРад, что обеспечивает потребности экстремальной электроники.

1.1.2.Полевые транзисторы для миллиметрового диапазона длин волн
(ФИАН, НПО «Салют», ГУП НПП «Пульсар»)

Созданы транзисторы миллиметрового диапазона длин волн на основе гетероструктур GaAs/AlGaAs с двумерным электронным газом. Прибор может изготавливаться на промышленной фотолитографической линейке без ее реконструкции с высоким выходом годных изделий.

Изготовлена опытная партия транзисторов, которые успешно прошли заводские испытания и эксплуатируются в составе аппаратуры, в частности, используются в монолитных усилителях диапазона крайне высоких частот.

1.1.3.Детекторы для регистрации рентгеновских фотонов и α-частиц
(ИРЭ РАН)

На основе эпитаксиальных р+-n-n+-структур арсенида галлия разработаны фотовольтаические детекторы для регистрации рентгеновских фотонов и α-частиц.

Эффективность сбора заряда выше 95 % и энергетическое разрешение лучше 1 % даже без использования вакуума.

Созданы многоканальные линейные детекторы, с помощью которых получены малодозовые медицинские рентгеновские цифровые изображения.

1.1.4.Датчик магнитного поля на механоэлектрическом эффекте в полупроводниках
(ИФ ДНЦ РАН)

Датчик представляет собой магнитный диполь с центральной осью вращения, на полюсах которого закреплены боковые иглы, оказывающие механическое давление на неподвижные тензочувствительные полупроводниковые элементы, в качестве которых могут выступать р-n–переход, транзистор, диод с барьером Шоттки или туннельный диод.

Датчик может найти применение в геофизических, навигационных и других приборах.


1.1.5.Радиолокационный комплекс миллиметрового диапазона волн
(ИРЭ РАН, МГТУ)

Разработан и изготовлен уникальный радиолокационный комплекс на длину волны 8,4 мм, позволяющий получать одновременно данные по эффективной поверхности рассеяния и о поляризационных характеристиках объектов. Созданы имитаторы объектов (радиолокационные отражатели) с поляризационными свойствами и измерены их параметры.

1.1.6.Многоэкспозиционная электронно-оптическая камера
(ИОФ РАН)

Разработана и изготовлена многоэкспозиционная электронно-оптическая камера, предназначенная для работы в режиме кадрового фотографирования быстропротекающих процессов в видимой области спектра.

Камера обеспечивает однокадровый режим работы с наносекундными временами стробирования изображения, количеством экспозиций от одной до четырех. Пространственное разрешение изображения не хуже 150 мкм.

1.1.7.Рентгеновский дифрактометр с подвижной системой «излучатель – детектор»
(ИКАН, ФИАН)

Изготовлен базовый рентгеновский дифрактометр с подвижной системой «излучатель – детектор», позволяющий проводить анализ микрорельефа - до 0,1 нм, добиться минимального пространственного разрешения по дифракционным пикам - не более 5 мкм, обеспечить абсолютный отсчет углов поворота рентгеновской трубки и детектора с точностью 2 угл. сек., а образца - 1 угл. секунды, исследовать образцы - жидкие и твердые.

Разработана методика определения параметров шероховатости границ раздела тонкослойных покрытий и многослойных структур, а также методика для определения закона роста этих объектов.

1.1.8.Серные безэлектродные микроволновые лампы высокого давления
(ИПФ РАН)

Разработаны две модификации серных безэлектродных микроволновых ламп высокого давления с повышенной световой отдачей источников света – до 150 лм/Вт.

Безэлектродые серные лампы имеют большой срок службы и, по сравнению с металлогенными, – более высокие мощность и эффективность. Одна из модификаций, имеющая сетчатый цилиндрический резонатор, предназначена для широкого применения, а другая, с параболическим резонатором, – для использования в комплекте с большими полыми световодами или в установках прожекторного типа.

1.1.9.Низковольтный быстродействующий модулятор света
(ФИАН)

Создан прототип низковольтного быстродействующего модулятора света на основе планарно ориентированной гибкой пленки полимерно-дисперсного сегнетоэлектрического жидкого кристалла.

Модулятор имеет высокое быстродействие, большой угол обзора (до 60) и обеспечивают оптический контраст не менее 50:1. Наличие полимерной матрицы значительно ослабляет температурную зависимость электрооптических параметров модулятора. Модулятор может применяться в качестве оптического затвора в оптических измерениях, в фотокамерах и др.

Аналоги подобного модулятора в мире отсутствуют.

1.1.10.Метод прогнозирования срока службы оптических волокон в оптическом кабеле
^ (ИРЭ РАН, ЦНИИИ МО РФ)

Разработана и согласована в установленном порядке промышленная методика прогнозирования срока службы оптических волокон в составе кабеля, основанная на двукратном последовательном динамическом контрольном растяжении световода в процессе перемотки под заданной нагрузкой.

Создан комплекс макетов измерительных и испытательных установок для реализации методики прогнозирования. Все установки аттестованы Российским центром испытаний и сертификации Госстандарта РФ.

Получены патенты РФ № 1787266, № 2039948, № 2039968.

1.1.11.ИК-волоконный датчик температуры
(ИОФ РАН, МГУ)

Создан ИК-волоконный датчик температуры в диапазоне от 50 до 1000 оС, предназначенный для бесконтактного и практически безынерционного определения температуры в труднодоступных для обычных измерителей температуры местах и не чувствительный к электромагнитному излучению. Датчик может быть использован, в частности для определения температуры кожи человека с разрешением в 0,1 оС.

Датчик испытан в Центре молекулярной медицины МГУ.

1.1.12.Газонаполненные металлодиэлектрические волноводы и фидерные тракты
(ИРЭ РАН, СКБ ИРЭ РАН)

Разработан новый класс недорогих в производстве полых СВЧ-волноводов, которые в нерабочем состоянии складываются в плоскую ленту и сматываются бесстыковыми отрезками длиной до сотен метров в малогабаритные рулоны.

По совокупности электродинамических и технико-экономических характеристик (погонное затухание, электрическая прочность, масса, габариты, скорость развертывания в полевых условиях, стоимость производства и т.д.) эти волноводы не имеют аналогов и в настоящее время не могут быть заменены другими типами волноводов.

Степень готовности разработки к практическому применению высокая. На 2002 г. намечено серийное производство волноводов общей длиной не менее 100 км.

Области возможного применения: мобильные радиотехнические системы, радиорелейные линии связи сантиметрового диапазона волн (взамен дорогих биметаллических круглых волноводов).

Получен патент РФ № 2084057.

1.1.13.Магнитный структуроскоп
(ИФМ УрО, ООО «Микроакустика»)

Разработан магнитный структуроскоп, отличающийся гибкой системой программирования, компактностью, универсальностью и возможностью измерения магнитного гистерезиса, как на предельной петле, так и на частных циклах.

Прибор превосходит по своим возможностям имеющиеся аналоги и может найти применение в металлургии, машиностроении, энергетике вместо применявшихся ранее коэрцитимеров.

1.1.14.Способ неразрушающей визуализации внутренней структуры объектов
(ИРЭ РАН)

Разработан способ неразрушающей визуализации внутренней структуры объектов, в котором в качестве зондирующего средства используется переменное магнитное поле, т.н. магнитоиндукционная томография.

Бесконтактность и безвредность способа, возможность регулировать выбором частоты глубину проникновения магнитного поля дают перспективы для применения индукционной томографии в медицине, в системах безопасности, геофизике, в промышленности, для мониторинга течений в трубопроводах, экологического контроля.

Демонстрировался на отечественных и зарубежных выставках.

1.1.15.Метод резонансной акустической спектроскопии
(ИПФ РАН)

Развит метод и создана установка резонансной акустической спектроскопии структурно неоднородных сред для определения комплексного тензора упругости при значительном перекрытии отдельных резонансных откликов. Эффективность метода продемонстрирована на образце гранита из зоны сейсмической активности, для которого удалось определить микроскопические разрушения, нерегистрируемые методами рентгеноскопии.

Метод можно использовать для исследований особенностей микроструктуры горных пород на начальных стадиях разрушения.

1.1.16.Аппаратура для стационарной вибродиагностики подшипников, тягового и подвижного составов
(ФТИ УрО)

Разработан комплект аппаратуры для вибродиагностики подвижного состава железнодорожного транспорта, включающий специализированный датчик вибрации пьезоэлектрического типа, кабель и универсальный усилитель заряда.

Аппаратура позволяет проводить вибрационные измерения и вибродиагностику машинного оборудования в портативных и стационарных условиях.

Комплект аппаратуры в 5-10 раз чувствительнее аналогичных образцов импортной аппаратуры, используемой для этих целей, и примерно в 5 раз дешевле.

Разработка защищена патентом.

1.1.17.Виброиспытательный комплекс РАНГ
(ФТИ УрО)

Разработанный комплекс включающий аппаратуру генерации механических колебаний, кабель и усилитель заряда, позволяет проводить испытания датчиков вибрации, а также вибрационные и механические испытания механических систем в области частот 5-10000 Гц. Процедура вибрационного нагружения механической системы автоматизирована и оптимизирована по критерию точности и защиты от разрушения. Относительная погрешность установки коэффициента преобразования не более ± 1%.

Получен патент РФ №2138792 РФ.

1.1.18.Биоаналитический комплекс СКД-2
(ИСпАН)

Разработана техническая документация и изготовлен образец биоаналитического комплекса СКД-2 для определения разнообразных биологически активных соединений в биологических жидкостях, включающий в себя портативное оптическое аналитическое устройство в комплекте с принципиально новыми датчиками на основе жидкокристаллических дисперсий нуклеиновых кислот.

По сравнению с зарубежными аналогами биоаналитический комплекс в 10 раз меньше по весу и стоимости, не требует воды и азота, обладает более высокой (на порядок) чувствительностью и экспрессностью анализа.

Комплекс предназначен для использования в лабораториях биохимического анализа, в медицинской клинической диагностике, при контроле технологии, качества сырья и продукции в фармацевтической, биотехнологической, пищевой промышленности, при экологическом контроле и т.п.

На Международном салоне изобретений, исследований и инновационных технологий «Брюссель-Эврика-2001» разработка получила Золотую медаль и диплом.

Комплект техдокументации на СКД-2 передан на ЭЗНП РАН для выпуска установочной партии приборов и организации их серийного выпуска.

Разработка защищена отечественными и зарубежными патентами.

1.1.19.Способ определения химического состава многокомпонентных соединений и энергий связи остовных электронов
(ФТИ РАН)

Предложен безэталонный метод химического анализа смесей сложных многокомпонентных соединений, таких как собственные оксиды фосфида индия и других твердых растворов и измерять такую фундаментальную константу как энергия связи остовного уровня связи, находящегося в определенном химическом состоянии. Способ основан на проведении самосогласованного итерационного анализа спектров двух или более элементов, входящих в состав химического соединения, с варьированием дополнительных свободных параметров - энергий связи и повышает точность и достоверность количественного определения химического состава вещества и энергий связи электронов остовных уровней. Объекты могут быть как массивными, так и в виде нанометровых пленок. Погрешность определения количества основных фаз не превышает 5-10 %, систематические погрешности в определении энергий связи остовных уровней не превышают 0,1 эВ.

Получен патент РФ № 2170421.

1.1.20.Оптронные пары для газовых датчиков абсорбционных газоанализаторов
(ФТИ РАН)

Созданы низковольтные газовые датчики для абсорбционных газоанализаторов, работающие в широком диапазоне температур.

Основой датчика является разработанная на основе гетероструктур А3B5 оптоэлектронная пара «светодиод-фотодиод», имеющая высокие значения чувствительности фотодиодов и оптической мощности спонтанных (10 мВт, 20 0С) и когерентных (6 Вт, 77 К) источников в рабочем диапазоне длин волн 3-6 мкм.

1.1.21.Метод модификации трековых мембран
(ИКАН)

Разработаны методы модификации трековых мембран магнетронным распылением и обработкой с помощью ионной пушки. Получены современные материалы для защиты человека в экстремальных условиях среды.

По основным эксплуатационным параметрам (водо-, паро-, воздухопроницаемости и температуростойкости) синтезированные металлизированные материалы не уступают их зарубежным аналогам.

1.1.22.Метод оперативного контроля изменения структурно-энергетических состояний водных растворов
(ИРЭ, ЗАО «Витаформ»)

Предложены методики оперативного (в реальном масштабе времени) контроля изменения структурно-энергетических состояний водных растворов. Проведен выбор оптимальных параметров установки и выданы рекомендации по ее технической реализации.

Установка может использоваться в конкретных биологических, химических, фармацевтических и др. целях.

1.1.23.Офтальмологический аппарат «Глассер-офто»
(ИОФ РАН; МНТК «Микрохирургия глаза», Чебоксарский филиал).

Разработан и изготовлен образец портативного, не имеющего аналогов, лазерного офтальмологического аппарата «Глассер-офто» для коррекции зрения. Аппарат полностью безопасен для зрения; вес, габариты и питание от бытовой электросети позволяют широко применять его в медицинской хирургической практике; режет мягкие ткани бескровным и безожоговым способом и т.д. Перспективен для эндомикрохирургических операций.

1.1.24.Офтальмологическая эксимерная установка «Микроскан –2000»
(ЦФП ИОФ РАН)

Создана эксимерная лазерная система «Микроскан –2000» с «летающим» пятном для всех видов эксимерлазерной коррекции зрения.

Система позволяет проводить коррекцию всех видов аномалий рефракции и может использоваться в различных терапевтических и оптико-реконструктивных операциях. Система имеет возможность работы по топограмме и с аберрометром.

1.1.25.Аппаратура для криовоздействия при рожистом воспалении
(ИФМ УрО РАН)

Изготовлен опытный образец прибора для криовоздействия при рожистом воспалении.

Прибор применен в ЦКГБ №1 г. Екатеринбурга при лечении 150 больных. Применение прибора в комплексном лечении позволяет снизить количество тяжелых осложнений, уменьшить сроки лечения, снизить потребность в лекарственных препаратах.

Метод защищен патентом РФ.

1.1.26.Методы получения сверхвысокого разрешения в хроматографическом анализе белков
(ИФП РАН, ИБХФ РАН)

Использование разработанных в ИФП РАН методов восстановления сигналов для получения сверхвысокого разрешения в хроматографическом анализе белков обеспечивает разрешение лучшее, чем у высокоэффективной жидкостной хроматографии при меньшей в 15-20 раз стоимости приборного комплекса.

1.1.27.Индукционные весы
(ИКАН)

Разработаны и изготовлены новые индукционные весы для измерения поверхностного натяжения монослоев, работающие на переменном токе и совместимые с компьютерной программой.

Весы позволяют измерять поверхностное натяжение в процессе растекания вещества по поверхности воды и исследовать во времени процессы адсорбции растворимых в воде веществ.

1.1.28.Электроразрядное устройство для очистки и обеззараживания воздуха
(ФИАН, Комитет правительства Москвы по науке и технологиям)

Создано электроразрядное устройство для очистки и обеззараживания воздуха приземного слоя с подавлением вредного для человеческого организма озонового фона. Важнейшее преимущество разработанного устройства состоит в том, что его можно использовать в присутствии людей без нанесения ущерба их здоровью, т.е. в больничных палатах в присутствии больных, в операционных, в момент проведения операций, в транспорте и пр.

Подана заявка на получение патента РФ.

1.1.29.Методы исследования устройств и условий выделения тяжелой фракции из потока газа
(ИРЭ РАН)

Разработаны оптические методы исследования устройств и условий выделения тяжелой фракции из сверхзвукового закрученного потока газа и реализовано несколько устройств отбора тяжелых фракций, выделяемых из газожидкостного потока. Найдены конструкции закручивающих устройств типа «улитка», создающих поток, из которого капли жидкой фазы выделяются с эффективностью, близкой к 100 %.

Результаты используются в ЦАГИ при разработке промышленных установок сепарации тяжелых фракций из природного газа.

1.1.30.Аппаратура для исследования нефтегазовых скважин СКИ-КС-90
^ (ИРЭ РАН, ОАО «ИМС»)

На основе разработанных теории и математической модели процессов распространения электромагнитных импульсов наносекундной длительности в неоднородных средах с произвольными потерями, созданы сверхширокополосные приемопередающие антенны и конструкции новых импульсных электромагнитных приборов большой мощности, предназначенные для процесса бурения нефтегазовых скважин сложного профиля, в том числе горизонтальных, а также для каротажа скважин после бурения.

Проведены стендовые и скважинные испытания аппаратуры СКИ-КС-90 на полигонах заказчика ОАО «Газпром». С 2002 г. приборы СКИ-КС-90 применяются на предприятиях ОАО «Газпром» для проведения геофизических исследований нефтегазовых скважин.

Конструкция скважинного прибора СКИ-КС-90, приемопередающие антенные системы и методика применения этих приборов являются патентоспособными.

1.1.31.Миниатюрные сенсоры
(СФ ИРЭ РАН)

По заказу ЗАО «Геотехнология» созданы макетные образцы миниатюрных сенсоров для систем ориентации буровых снарядов. Конструкция датчика представляет собой залитый эпоксидным компаундом цилиндр диаметром 20 мм и высотой 20 мм, что позволяет сохранить работоспособность при перепадах температур до 150 оС, ударных нагрузках до 10 G и вибрации. Точность измерения положения ствола скважины по азимутальному и зенитному углам до 0,2 градуса.

1.1.32.Программно-технический комплекс (ПТК) для установок роста кристаллов
^ (ИФТТ РАН, ЭЗНП РАН, ЗАО «РОСТОКС-Н»)

Разработан ПТК для установок роста кристаллов из расплава, обеспечивающий информационно-вычислительные и управляющие функции. ПТК дает возможность осуществлять процесс выращивания кристаллов в автоматическом режиме и устанавливать влияние технологических параметров на качество получаемых кристаллов.

ПТК адаптирован для серийной установки роста кристаллов из расплава NIKA.

1.1.33.Прибор для контроля концентрации исходных моющих составов
(ИОФ РАН)

Разработан и установлен на промышленной моющей установке прибор для контроля концентрации исходных моющих составов и эффективности их восстановления для вторичного использования в оборотной системе.

Прибор обеспечивает улучшение экологических параметров моек железнодорожных составов и городских электричек.
1.2.Ядерная физика


1.2.1.Получение изотопа палладия-103
(ИЯИ РАН)

На основе методики, разработанной в ИЯИ РАН для получения радионуклида палладия -103 в Институте физической химии им. Карпова (г. Обнинск) создана установка для радиохимического выделения палладия-103 из мишеней металлического серебра, облучённых на ускорителе Московской мезонной фабрики ИЯИ РАН.

Палладий-103 активно используется в медицине для терапевтического лечения простаты.

1.2.2.Технология производства прецизионных конструкций
(ИЯИ РАН, ИФВЭ)

На основе уникальной отечественной технологии с использованием углеродных композиционных материалов налажено производство прецизионной механической (альвеолярной) конструкции торцевого электромагнитного колориметра установки CMS (ЦЕРН).

Разработанная технология может быть использована для создания других прецизионных научно-исследовательских и производственных установок.

1.2.3.Промышленные рентгено-флуоресцентный анализатор и рентгенооптический аналитический микроскоп
(РНЦ КИ)

Разработаны, изготовлены и испытаны в производственных условиях промышленные рентгено-флуоресцентный анализатор и рентгенооптический аналитический микроскоп, предназначенные для длительной непрерывной работы в неблагоприятной воздушной среде, а также во взрывоопасных и пожароопасных условиях.

1.2.4.Работы по оборудованию и использованию источника синхротронного излучения
(РНЦ КИ, ИЯФ СО РАН)

Завершено проектирование и выпуск конструкторской документации каналов вывода СИ и защитных домиков станций К 1.3 ДИКСИ, К4.3 МЕДИАНА, К4.4е БЕЛОК, К4.6 РКФМ, К5.6* СРВ, К6.6 ПРО. Проведена подготовка элементов каналов к монтажу, выполнен монтаж каналов, получен рабочий вакуум, выполнена геодезическая юстировка каналов, разметка расположения защитных домиков относительно пучка СИ, а также окончательная юстировка каналов с использованием СИ. Сделан монтаж фундаментов экспериментальных станций и монтаж защитных домиков.

Разработана и смонтирована система управления блокировками сигнализацией (УБС) на станциях СИ и система дозиметрического контроля накопителя. Проведен полный монтаж Станции экспонирования для глубокой рентгеновской литографии и проведено испытание работоспособности всех систем. Выполнен расчет доз для экспонирования образцов с новым фоторезистом SU-8. Проведено 4 цикла экспонирования в полном рабочем режиме с последующим отжигом и проявлением микроструктур.

Завершены исследования характеристик нового рентгеновского телевизионного детектора для пучка СИ - проверка разрешения, динамического диапазона, чувствительности. Построен и отлажен автоматизированный СИ-дифрактометр для исследования поглощения рентгеновского излучения в диапазоне 5-20 кэВ на станции ХИМСДВИГИ. Проведены измерения коэффициента поглощения на пучке СИ фоторезиста SU-8. Проведены расчеты, конструирование, подготовлена оснастка и ведется изготовление макета рентгеновской линзы на 8–15 кэВ для фокусировки рентгеновского пучка СИ.

Изготовлен и отлажен детектор для получения изображений для станции МЕДИАНА, и начаты работы по автоматизации станции. Проведены работы по новой методике - денситометрии костных тканей (совместно с ЦИТО). Проведены подготовительные работы по разработке метода рентгено-флюоресцентного анализа для медицинских профилактических задач.

1.2.5.Арсенидо-галлиевый микростриповый координатный детектор
(ОЯФА ФИАН)

Опираясь на опыт предшествующих разработок по получению и исследованию тонких пленок различных материалов с помощью пучка ионов легких элементов с энергией до 50 кэВ для создания новых и на основе оптимизации конструкции изготовлены образцы микрострипового координатного детектора на основе GaAs.

Образцы были представлены на Ганноверской промышленной выставке в 2001 г. (Германия).

1.2.6.Высокоинтенсивный источник ультрахолодных нейтронов
(ПИЯФ РАН)

Разработан проект высокоинтенсивного источника ультрахолодных нейтронов для протонного ускорителя, принципы и пути конструирования которого могут быть проверены и затем использованы при создании универсального источника холодных и ультрахолодных нейтронов для реактора ПИК.

1.2.7.Функциональный тренажерно-моделирующий комплекс переходных процессов в реакторе ПИК
(ПИЯФ РАН)

На созданном в институте тренажерно-моделирующем комплексе выполнено моделирование динамики тепловых процессов и проведены исследования подготовки реактора ПИК к пуску в зимнее время. Определены оптимизированные параметры процессов.


^ 2.ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


2.1.Физико-технические проблемы энергетики


2.1.1.Экспериментальный блок водородо-кислородного парогенератора
(ИВТ РАН, Исследовательский центр им. М.В.Келдыша Росавиакосмоса)

Создан экспериментальный блок водородо-кислородного парогенератора высокого давления (до 100 атм.) мощностью 25 МВт (т), являющегося ключевым элементом новых систем водородного аккумулирования энергии и покрытия неравномерностей графика нагрузки для модернизируемых и вновь создаваемых электростанций.

2.1.2.Технология очистки природных и сточных вод с помощью коагулянта флокулянта РНК
(ИВТ РАН)

Разработанная методика позволила создать промышленную технологию очистки сточных вод промышленных энергетических и энерготехнологических объектов.

Раствор нефелинового коагулянта РНК превосходит по ряду параметров известные коагулянты (хлорное железо, сернокислый алюминий и др.) Эффективность РНК определяется наличием в его составе природного флокулянта активного кремнезема, поэтому не требуется применение дополнительных флокулянтов. Реагенты для приготовления РНК недефицитны, а их стоимость значительно ниже стоимости промышленных коагулянтов.

Технология прошла проверку и промышленную апробацию в лабораториях, опытно-промышленных условиях в целлюлозно-бумажной, лесотехнической и металлургической отраслях, а также на ряде коммунальных и машиностроительных объектов.

2.1.3.Комплекс оборудования для автоматического управления режимом работы емкостного накопителя энергии
(ИТЭС ОИВТ РАН)

Разработан, изготовлен и испытан комплекс оборудования на базе микропроцессорной техники для автоматического управления режимом работы емкостного накопителя энергии и обеспечения функций защиты последнего со следующими проектными параметрами:

Рабочее напряжение

15–30 кВ

Коммутируемая энергия

0,5–10 Дж

Мощность в импульсе

2–30 МВт

Скорость нарастания напряжения

10–15 нс

Частота следования импульсов

0–6 кГц

Средняя долговременная мощность

до 20 кВт

Мощность, потребляемая на создание воздушного потока для кондиционирования электродов коммутатора


400 Вт

Ресурс работы коммутатора

20000 час.

Предлагаемый комплекс может быть использован как в научных целях, так и в ряде новых технологий, в частности, в составе импульсных высоковольтных источников для реализации плазмохимических процессов.

Разработка защищена свидетельствами на полезную модель.

2.1.4.Волноводный калориметр импульсного СВЧ-излучения
(ИТЭС ОИВТ РАН)

Разработанный калориметр предназначен для измерения энергии импульсного СВЧ-излучения длительностью от 10-9 до 1 с в волноводах произвольного сечения, а также энергии пакета импульсов произвольной скважности с той же суммарной длительностью.


Параметры калориметра:

Допустимый частотный диапазон измеряемой энергии излучения


1.5 - 2.8 ГГц;

Коэффициент поглощения калориметра по энергии в допустимом частотном диапазоне


99 %;

Диапазон изменения измеряемой энергии

510-4 -  100 Дж

Относительная случайная погрешность измерения энергии в диапазоне




510-2 - 2 Дж

 3 %

 2 Дж

 5 %

 510-4 Дж.

 15 %

Принцип действия калориметра основан на способности полярных жидкостей к поглощению энергию СВЧ-излучения, которое сопровождается нагревом и (при наличии свободного пространства) расширением жидкости. Увеличение объема жидкости является мерой поглощенной энергии и измеряется при помощи капилляра, соединенного с емкостью, в которой находится жидкость.

Новизна разработки обусловлена более широким спектральным и энергетическим диапазоном измерений, повышенной чувствительностью и точностью прибора.

Назначение калориметра – проведение научных исследований в области сильноточной электроники.

2.1.5.Новый класс широкополосных композитных радиопоглощающих материалов (РПМ)
(ИТПЭ ОИВТ РАН)

Разработан новый класс широкополосных композитных радиопоглощающих материалов (РПМ) сантиметрового диапазона длин волн на основе порошков магнетита.

Разработанные композитные материалы обладают высокими стабильными эксплуатационными характеристиками  коррозионностойкостью, низким водопоглощением, высокой механической прочностью. Исследованы микроволновые свойства композитных материалов на основе полимерного связующего из эпоксидного каучука, наполненного порошками феррита железа Fe3O4 (магнетита). На основе этих композитов разработаны многослойные радиопоглощающие материалы с коэффициентом отражения для нормального падения электромагнитной волны не выше минус 15 дБ в частотном диапазоне 8-18 ГГц. Оптимизация параметров слоев показала, что можно получить эффективные РПМ как для нормального падения волны, так и для гашения поверхностных волн.

Применение стабильных порошков магнетита в качестве базового наполнителя, а также специальных антипиреновых композиций позволило создать РПМ с высокими эксплуатационными характеристиками  высокой механической прочностью, коррозионностойкостью, малым водопоглощением, низкой горючестью.

2.1.6.Система сбора информации с высокопотенциальной гальванической развязкой
(ШО ОИВТ РАН)

Система предназначена для записи и дальнейшей обработки сигналов с различных датчиков при проведении экспериментов, где необходимо гальванически развязать датчики, причем разность потенциалов датчиков относительно друг друга и относительно земли может достигать нескольких сотен киловольт.

Система включает в себя 8 выносных блоков, по каждому на измерительный канал, и управляющий модуль, присоединенный к персональному компьютеру типа IBM PC через последовательный порт. При этом питание управляющего модуля осуществляется непосредственно последовательным портом. Выносной блок имеет встроенный источник питания на гальваническом элементе, микропроцессорный модуль и радиомодем, который обеспечивает канал связи выносного блока и управляющего модуля. Управление каждым блоком осуществляется через радиомодем, при этом можно менять диапазон входного сигнала от 1В до 100В и период дискретизации от 50 нс до 1 мс. Расстояние от выносного блока до управляющего модуля может достигать 100 метров. Имеется возможность дальнейшего наращивания системы, увеличивая количество выносных блоков. Максимальное количество выносных блоков определяется только достаточно большим временем (около 2 с) съема информации с каждого модуля.

2.1.7.Технология плазменного восстановления железнодорожных крестовин
(НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН)

Для повышения долговечности крестовин используются различные способы доэксплуатационного и послеэксплуатационного упрочнения и восстановления изношенных участков. Однако все эти способы не дают возможности существенного увеличения ресурса из-за больших термических напряжений, возникающих при восстановлении, и изменениях структуры металла при больших тепловложениях.

Проведены комплексные исследования состава, структуры, механических свойств и сопротивления разрушения металла после плазменной наплавки на материал крестовины (сталь Гатфильда) хромомарганцевого порошка. Разработаны методы снятия термических напряжений при наплавке и уменьшения тепловложения. В основе разработанных методов - достаточно точные данные о параметрах высокоэнтальпийной плазмы, специально разработанное устройство, включающее в себя генератор плазмы и два электропневматических ударника, а также подача порошка, в отличие от известных устройств для наплавки, вместе с рабочим газом плазматрона.

Восстановленные по данной технологии крестовины показали при эксплуатационных испытаниях на Московской железной дороге ресурс 100 млн. т. брутто груза, что более чем в 1.5 раза превышает средний ресурс новых крестовин.

Разработка защищена патентом РФ № 2136412.


2.1.8.Интегральный код РАТЕГ-СВЕЧА
(ИБРАЭ РАН, РФЯЦ ВНИИЭФ, СПб АЭП, РНЦ «Курчатовский институт»)

На базе разработанного пакета программ СВЕЧА, предназначенного для моделирования процессов разрушения активной зоны в начальной стадии тяжелой аварии, включающего модели физико-химического взаимодействия материалов при разогреве активной зоны, вызванной потерей теплоносителя, модели стекания жидких компонентов, модели окисления и механического поведения оболочки ТВЭЛов, ряд моделей по определению разрушения активной зоны реактора и выхода продуктов деления, создан интегральный код РАТЕГ-СВЕЧА.

Интегральный код предназначен для анализа водородной безопасности и выхода расплава в устройство удержания.

РАТЕГ-СВЕЧА используется для анализа безопасности Тяньваньской АЭС с реактором ВВЭР-1000.

2.1.9.Тестирование физических процессов при повторном заливе реактора водой
^ (ИБРАЭ РАН)

Проведены исследования физических процессов, происходящих при повторном заливе реактора водой в условиях тяжелой аварии. Разработана модель и компьютерные программы, включающие самосогласованное описание ра