Использование циклотрона РНЦ "Курчатовский институт" для внедрения ядернофизических и материаловедческих методик для разработки научных основ перспективных технологий рационального природопользования
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.518.11.7071
Организация
НИЦ "Курчатовский институт"
Руководитель работ
Оглоблин Алексей Алексеевич
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
6,48 млн
Внебюджетные средства
0 млн
Опережающее развитие приборной базы научных исследований по приоритетным направлениям Программы и проведение исследований с использованием уникальной экспериментальной базы.
Этапы проекта
1
18.04.2007 - 30.06.2007
Проведено обоснования комплекта нового экспериментального и диагностического оборудования оптимального для решения большинства текущих и возникающих в перспективе принципиальных задач природопользования.
В данной работе представлены следующие материалы.
Дано определение необходимого оборудования для развития методики изучения ионно-лучевого синтеза, приготовления радиоизотопов и модификации материалов пучками частиц.
Представлена уточненная концепция развития УСУ на 2007-2010 гг. с перечнем необходимого оборудования.
Разработана концепция модернизации робота «Сапер-М» для работы в сильных полях ионизирующих излучений.
Представлены данные по ядерным реакциям и радиоизотопам, представляющим интерес для рационального природопользования.
В приложениях представлено новое оборудование на 2007 – 2008 гг., приобретаемое по ГК N 02.518.11.7071 от 18 апреля 2007 г.), отчет о программных индикаторах, справка о метрологическом обеспечении измерений УСУ.
В данной работе представлены следующие материалы.
Дано определение необходимого оборудования для развития методики изучения ионно-лучевого синтеза, приготовления радиоизотопов и модификации материалов пучками частиц.
Представлена уточненная концепция развития УСУ на 2007-2010 гг. с перечнем необходимого оборудования.
Разработана концепция модернизации робота «Сапер-М» для работы в сильных полях ионизирующих излучений.
Представлены данные по ядерным реакциям и радиоизотопам, представляющим интерес для рационального природопользования.
В приложениях представлено новое оборудование на 2007 – 2008 гг., приобретаемое по ГК N 02.518.11.7071 от 18 апреля 2007 г.), отчет о программных индикаторах, справка о метрологическом обеспечении измерений УСУ.
2
01.07.2007 - 07.12.2007
Разработаны основные методики модификации кристаллов с помощью облучения пучками частиц на ускорителях.
Отработаны методики и исследовательские облучения по созданию радиационно-стойких материалов.
Разработаны численные и аналитические модели взаимодействия быстрых ионов с веществом, включая модели кластерообразования при имплантации и облучении.
Приобретены материалы и оборудование.
Отработаны методики и исследовательские облучения по созданию радиационно-стойких материалов.
Разработаны численные и аналитические модели взаимодействия быстрых ионов с веществом, включая модели кластерообразования при имплантации и облучении.
Приобретены материалы и оборудование.
3
01.01.2008 - 30.06.2008
1.Для работ с облученными материалами в условиях высокой наведенной активности ионизирующих излучений осуществлена модернизация электронных систем робота «Сапер-М», установлена дополнительная радиационная защита и системы радиационного контроля среды и облученных материалов.
2.Продолжаются еженедельные поставки медицинского изотопа йода-123 для ядерной медицины, ведутся работы по увеличению наработки йода-123 в 2-2,5 раза в одну поставку.
3.Разработан мишенный блок для исследования сечений в реакциях 80Kr(?, 2n)82Sr и 82Kr(?, 4n)82Sr с целью наработки 82Sr для рубидиевых генераторов, применяющихся в ядерной медицине.
4.Проведены облучения протонами с энергией до 32 Мэв и дозами от 1017 до 3•1019 протонов/см2 графитовых материалов коллиматора для Большого адронного коллайдера (Церн), исследованы излучения физико-химических свойств композиционного графита АС-50 и стандартного блочного отечественного графита ГР-280, проведено сравнение характера радиационного повреждения при нейтронном и ионном облучении.
5.Исследовались влияния высоких уровней радиационных повреждений на взаимодействие плазмы с перспективными материалами (в частности, вольфрам) первой стенки термоядерного реактора, которые создавались при облучении на циклотроне ионами гелия с энергией 5 Мэв до величин 1017, 1018 и 3•1018 ?-частиц/см2, что соответствует необходимым дозам облучения в атомных реакторах в течении нескольких лет.
6.Проведены облучения пирографита при t=450?500оС ионами углерода с энергией до 20 Мэв, исследованы радиационные дефекты с помощью синхротронного излучения.
7.Осуществляется дооснащение УСУ новым оборудованием.
8.В приложении 1 представлено новое оборудование на 2008 гг., приобретенное по ГК N 02.518.11.7071 от 18 апреля 2007 г.).
9.В приложении 2 представлен отчет о программных индикаторах.
10. В приложении 3 представлена справка о метрологическом обеспечении измерений УСУ.
2.Продолжаются еженедельные поставки медицинского изотопа йода-123 для ядерной медицины, ведутся работы по увеличению наработки йода-123 в 2-2,5 раза в одну поставку.
3.Разработан мишенный блок для исследования сечений в реакциях 80Kr(?, 2n)82Sr и 82Kr(?, 4n)82Sr с целью наработки 82Sr для рубидиевых генераторов, применяющихся в ядерной медицине.
4.Проведены облучения протонами с энергией до 32 Мэв и дозами от 1017 до 3•1019 протонов/см2 графитовых материалов коллиматора для Большого адронного коллайдера (Церн), исследованы излучения физико-химических свойств композиционного графита АС-50 и стандартного блочного отечественного графита ГР-280, проведено сравнение характера радиационного повреждения при нейтронном и ионном облучении.
5.Исследовались влияния высоких уровней радиационных повреждений на взаимодействие плазмы с перспективными материалами (в частности, вольфрам) первой стенки термоядерного реактора, которые создавались при облучении на циклотроне ионами гелия с энергией 5 Мэв до величин 1017, 1018 и 3•1018 ?-частиц/см2, что соответствует необходимым дозам облучения в атомных реакторах в течении нескольких лет.
6.Проведены облучения пирографита при t=450?500оС ионами углерода с энергией до 20 Мэв, исследованы радиационные дефекты с помощью синхротронного излучения.
7.Осуществляется дооснащение УСУ новым оборудованием.
8.В приложении 1 представлено новое оборудование на 2008 гг., приобретенное по ГК N 02.518.11.7071 от 18 апреля 2007 г.).
9.В приложении 2 представлен отчет о программных индикаторах.
10. В приложении 3 представлена справка о метрологическом обеспечении измерений УСУ.
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Ускорительные методы играют принципиальную роль в фундаментальных исследованиях, связанных с модификацией материалов при облучении и разработке радиационно-стойких материалов. Применение подобных конструкционных материалов минимизирует риск аварий в ядерной энергетике, предотвращая возможные загрязнения окружающей среды. В рамках выполнения контракта разработаны мишенные устройства для проведения облучений конструкционных материалов с различными температурными условиями в большом диапазоне и типов ускоряемых частиц и энергий. Разработанные и внедренные мишенные устройства позволили провести следующие работы:
- исследования радиационной стойкости новых циркониевых материалов для твэлов и ТВС активных зон реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1500;
- исследования радиационной стойкости новых конструкционных материалов для быстрых и термоядерных реакторов, полученных на базе современных нанотехноло-гий;
- влияние высоких уровней радиационных дефектов и повреждений в мате-риалах (вольфрам, графит) на взаимодействие потоков плазмы с перспективными мате-риалами термоядерного реактора ИТЭР;
- исследования влияния облучения пучками протонов с энергией до 35 мэв и имитация влияния облучения ионами углерода до 80 мэв на радиационную повреждае-мость графитовых материалов коллиматоров и других материалов, используемых в Боль-шом Адронном Коллайдере (LHC) ЦЕРНа;
- исследования радиационной стойкости электронной компонентной базы с субмикронными проектными нормами для экстремальных условий эксплуатации;
- показана возможность внедрения экспериментальных методик ионной им-плантации и диагностики на базе циклотрона РНЦ «КИ». Разработано техническое зада-ние на создание материальной базы и методики приготовления образцов, и их контроли-руемое облучение (имплантацию) в универсальных мишенных устройствах, оснащенных современной вакуумной системой, системой диагностики и методиками послерадиацион-ного исследования модифицированных материалов;
- осуществлена модернизация дистанционно-управляемого мобильного ком-плекса «Сапер-М» для целей дистанционной диагностики облучений и работ в зоне иони-зирующих излучений.
Велись аналитические и исследовательские работы по разработкам методов полу-чения радиоактивных изотопов 133Ba, 82Sr, Ga 67, Hf178, 59Fe для целей ядерной медицины и промышленности. В частности, изомер Hf178, рассматриваемый как возможный аккуму-лятор ядерной энергии, можно производить из реакции 176Vb (?, 2n) 178Hf, среднее сечение изомера составляет около 5 мбарн. Исходя из параметров пучка ?-частиц из циклотрона (Е=60 мэв, I=20 мка) производительность изомера составит 5?1013 атомов/сутки.
При оптимизации режима работы циклотрона и мишени возможная производительность составит 2?3?1014 атомов/сутки.
Все работы выполнены согласно техническому заданию.
- исследования радиационной стойкости новых циркониевых материалов для твэлов и ТВС активных зон реакторов ВВЭР-1000 и ВВЭР-1500;
- исследования радиационной стойкости новых конструкционных материалов для быстрых и термоядерных реакторов, полученных на базе современных нанотехноло-гий;
- влияние высоких уровней радиационных дефектов и повреждений в мате-риалах (вольфрам, графит) на взаимодействие потоков плазмы с перспективными мате-риалами термоядерного реактора ИТЭР;
- исследования влияния облучения пучками протонов с энергией до 35 мэв и имитация влияния облучения ионами углерода до 80 мэв на радиационную повреждае-мость графитовых материалов коллиматоров и других материалов, используемых в Боль-шом Адронном Коллайдере (LHC) ЦЕРНа;
- исследования радиационной стойкости электронной компонентной базы с субмикронными проектными нормами для экстремальных условий эксплуатации;
- показана возможность внедрения экспериментальных методик ионной им-плантации и диагностики на базе циклотрона РНЦ «КИ». Разработано техническое зада-ние на создание материальной базы и методики приготовления образцов, и их контроли-руемое облучение (имплантацию) в универсальных мишенных устройствах, оснащенных современной вакуумной системой, системой диагностики и методиками послерадиацион-ного исследования модифицированных материалов;
- осуществлена модернизация дистанционно-управляемого мобильного ком-плекса «Сапер-М» для целей дистанционной диагностики облучений и работ в зоне иони-зирующих излучений.
Велись аналитические и исследовательские работы по разработкам методов полу-чения радиоактивных изотопов 133Ba, 82Sr, Ga 67, Hf178, 59Fe для целей ядерной медицины и промышленности. В частности, изомер Hf178, рассматриваемый как возможный аккуму-лятор ядерной энергии, можно производить из реакции 176Vb (?, 2n) 178Hf, среднее сечение изомера составляет около 5 мбарн. Исходя из параметров пучка ?-частиц из циклотрона (Е=60 мэв, I=20 мка) производительность изомера составит 5?1013 атомов/сутки.
При оптимизации режима работы циклотрона и мишени возможная производительность составит 2?3?1014 атомов/сутки.
Все работы выполнены согласно техническому заданию.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.8 Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок, а также уникальных объектов научной инфраструктуры (включая обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.), научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования
Продолжительность работ
2011 - 2012, 18 мес.
Бюджетные средства
7,5 млн
Организация
НИЦ "Курчатовский институт"
профинансировано
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
6,2 млн
Организация
НИЦ "Курчатовский институт"
профинансировано
Продолжительность работ
2006, 6 мес.
Бюджетные средства
2,9 млн
Организация
НИЦ "Курчатовский институт"
профинансировано
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
5,8 млн
Организация
НИЦ "Курчатовский институт"
профинансировано
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
6,2 млн
Организация
НИЦ "Курчатовский институт"
профинансировано