Отчёт к дню директора. АО «НИИЭФА»

1.

АО «НИИЭФА»
Отчёт к Дню директора
о результатах деятельности НТЦ «Синтез»
Заместитель генерального директора по термоядерным
и магнитным технологиям –
Директор НТЦ «Синтез»
Докладчик:
Родин И.Ю.
«12» июль 2022 год

2. Содержание

Основные направления деятельности
3
Новая организационная структура
4
Основные результаты по направлениям
5
Структура ФОТ.
ХХ
Наработки по перспективным проектам 2022-2030 гг.
ХХ
Перспектива
ХХ
Выводы и предложения
ХХ
2

3.

Новая организационная структура
3

4.

Основные направления деятельности НТЦ «Синтез»
Разработка и производство конкурентоспособной электрофизической
аппаратуры, включая установки управляемого термоядерного синтеза (УТС).
НТЦ «Синтез» вместе с заводом ЭФО является основным исполнителем
обязательств РФ по международным Соглашениям проекта ИТЭР
Прикладная сверхпроводимость.
Криогеника.
СПГ стенд.
Лазерные техника и
технологии
Жидкометаллические
насосы
Разработка и производство прецизионных
электромагнитов исследовательских
ускорителей
Плазменно-пучковые технологии
Магнитная левитация
Реализация задач ГОЗ:
Системы электродвижения;
Ускорительные комплексы специального назначения;
Лазерные техника и технологии
4

5.

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК
ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА
Изготовление компонентов полномасштабного прототипа панели первой стенки
Изготовлены элементы (стального и бронзового) биметаллической крышки тепловоспринимающего элемента
(«пальца») прототипа.
Сборка и сварка элементов полномасштабного прототипа панели первой стенки.
- Выполнена сборка 20 комплектов биметаллических
заготовок.
- Проведена сварка 20 контейнеров для последующего
ГИП.
- Выполнено обезгаживание и контроль герметичности 20
комплектов
- Выполнена предварительная сборка контейнеров в камере
ГИП.
5

6. ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК
ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА
Проверка применимости опытного образца роботизированной установки
технологическом процессе производства габаритных компонентов ИТЭР
УЗК
в
Предназначен для выполнения полного цикла операций
ультразвукового контроля (УЗК) элементов прототипов и
поставочной
партии
габаритных внутри
камерных
компонентов (ВКК) ИТЭР
Проведена апробация на следующих макетах и элементах
панели первой стенки (ППС):
•«Палец ППС» без облицовки (контроль соединения
CuCrZr/SS)
•«Палец с плитками Be» ППС (контроль соединения
Be/CuCrZr)
•«Спарка пальцев ППС» длиной 600 мм, шириной 100 мм,
весом ~50 кг
Опытный образец роботизированной установки
ультразвукового контроля (ООРУУЗК)
Заключение по разделу:
Применимость ООРУУЗК для контрольных операций УЗК многослойных соединений в технологии изготовления ВКК
ИТЭР подтверждена
Полученные результаты УЗК удовлетворяют требованиям процедур контроля, утвержденных в МО ИТЭР.
ООРУУЗК может быть внедрен в технологию изготовления типовых внутрикамерных компонент
6

7.

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК
ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА
Опытное изготовление компонентов бериллиевой облицовки для полномасштабного прототипа панели
первой стенки (этап №2).
Бериллий ТГП-56ПС
Бериллий S65
В соответствии с графиком изготовления:
-Изготовлены и утверждены МО ИТЭР 9 заготовок бериллия ТГП-56ПС.
-Изготовлены (90%) плитки из бериллия ТГП-56ПС общим количеством 6000 шт.
-Изготовлены (95%) плитки из бериллия S65 общим количеством 7625 шт.
7

8.

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК ДИВЕРТОРА
И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА
Проведение гидровакуумных испытаний полномасштабного прототипа центральной
сборки дивертора.
Гидравлические испытания ПП ЦСД включали:
-определение неравномерности распределения потока воды по параллельным каналам охлаждения и
проходимости каналов охлаждения при расходах воды 13, 16,1 и 19 кг/с с использованием методики
ультразвукового измерения расхода;
- определение перепада давления в изделии при испытательных расходах воды;
-гидравлические испытания на давление при давлении 7,15 МПа.
Вакуумные испытания ПП ЦСД проводились в
соответствии с процедурой, утвержденной в МО ИТЭР
(ITER_D_JQF6Q4 v3.3 - Program and Procedure for Hot
Helium Leak Tests of Divertor Dome) и включали в себя:
-вакуумный отжиг при 250 °С в течение 24 часов;
- проверку герметичности изделия при температуре
изделия менее 80 °С и при температуре изделия и
гелия 250 °С при давлении гелия в каналах
охлаждения 4 МПа.
8

9.

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК
ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА
Проведены работы:
-Разработка плана изготовления и контроля компонентов полномасштабного прототипа панели первой
стенки.
-Проведение геометрического контроля ПП ЦСД.
-Подготовка к отправке полномасштабного прототипа центральной сборки дивертора на площадку сборки
ИТЭР.
-Корректировка конструкторской и технологической документации на основе опыта изготовления ПП ЦСД.
9

10.

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ПОЛОИДАЛЬНОЙ КАТУШКИ PF1
Произведена сборка катушки PF1,
Проведены вакуумные испытания силового
внешнего пропиточного объёма,
Сборка и сварка внешнего пропиточного
объёма
Выполнена сборка и сварка «тонкого» объёма
Катушка PF1 после наложения корпусной изоляции и
перед установкой верхней части тонкого объёма
10

11.

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: РАЗРАБОТКА, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ОБРАЗЦОВ КОММУТИРУЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ
В 2020 году осуществлена отгрузка коммутационных аппаратов, предназначенных для защиты AC/DCпреобразователей в случае возникновения нештатной ситуации, и завершено изготовление первой группы
коммутационных аппаратов, входящих в состав систем оперативного и быстрого вывода энергии.
Быстродействующий высоковольтный разъединитель
(БВР)
Блок аппаратов ЗМД + ЗЗ (защитный)
Устройство противотока
Контактно-тиристорный коммутатор (КТК)
Блок аппаратов КТК + БВР
Размыкатель защитный РЗ-20/70
11

12.

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: РАЗРАБОТКА, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ШИНОПРОВОДОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
ОБМОТОК МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ
В 2020 году осуществлено 3 отгрузки шинопроводов, что позволило завершить монтажные работы в зданиях
AC/DC-преобразователей и приступить к монтажу в здании диагностики.
Шины TF, подготовленные к отгрузке
Шины PF/CS и СС, подготовленные к отгрузке
Шины TF в процессе монтажа
Шинопроводы в здании 32
Шина TF в здании 74-В2
12

13.

Основные результаты за 2020 год
В декабре состоялась защита рабочего проекта, на которую впервые были вынесены
компоненты, относящиеся к радиационной безопасности реактора ИТЭР и разработанные в АО
«НИИЭФА»: шинопроводы системы электропитания обмоток тороидального поля и резисторы
быстрого (защитного) вывода энергии. В связи с действующими ограничениями заседание
экспертной комиссии МО ИТЭР было организовано в дистанционном формате.
На рассмотрение комиссии было представлено более 130 документов, в том числе пакет
документов по квалификации оборудования, относящегося к радиационной безопасности.
13

14.

Основные результаты за 2020 год
ИТЭР: ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЯ ВЕРХНИХ ПАТРУБКОВ ВАКУУМНОЙ
КАМЕРЫ РЕАКТОРА ИТЭР
Верхний ряд патрубков вакуумной камеры
ИТЭР – зона ответственности РФ.
В 2020 году успешно завершено изготовление
70% всех верхних патрубков.
14

15.

Основные результаты за 2020 год
УТС: ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕРМОЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ
ТОКАМАК Т-15 МД
В 2020 году в НИЦ «Курчатовский институт» при обеспечении авторского надзора над проведением этих
работ со стороны специалистов группы авторского надзора, сформированной из сотрудников ряда
подразделений НТЦ «Синтез, осуществлены работы по подготовке к физическому пуску установки
Т-15МД, который предстоит в текущем, 2021 году.
На Т-15МД будут отрабатывать технологии, которые
необходимы для термоядерного источника нейтронов
гибридного реактора.
В основе Т-15МД – установка ТОКАМАК, которая считается
наиболее перспективным устройством для осуществления
управляемого термоядерного синтеза.
Гибридный реактор сочетает принципы термоядерной и
ядерной энергетики. В отличие от атомного реактора,
он будет работать на тории, который дешевле и запасы
которого больше, чем у урана. По оценкам ученых
Курчатовского института, запасов урана-235 хватит всего
на 50–70 лет. В отличие от термоядерного реактора,
в гибридном не нужны сверхвысокие температуры
для получения энергии.
Проекты установок типа ТОКАМАК обладают большими возможностями вариативности их параметров
в зависимости от ставящихся и решаемых учёными задач, что обусловливает перспективы потребностей
в разработках новых проектов электромагнитных систем и вакуумных камер токамаков – работах,
в которых АО «НИИЭФА» является признанным в России лидером.
15

16.

Основные результаты за 2020 год
Плазменно-пучковые технологии
Стоимость проекта 280 млн. руб.
Разработка технологии плазменного осаждения металлогидридных плёнок и конструкции
Стоимость этапа 2020 г. 115 млн. руб.
плёночного аккумулятора водорода (проект ЕОТП_ВНЕ_148; 2019-2023 гг.)
Образцы с осаждёнными
водородонасыщенными плёнками
Измерительное оборудование
Напылительная установка
«Плазматех-М»
1
4
Термовакуумная установка
Разработана, изготовлена и испытана модель плёночного
аккумулятора водорода:
-отработана методика резистивного нагрева носителя без
межвитковой изоляции, показана возможность работы
модели при нагреве до 500 С.
-отработана методика проведения количественного анализа
выхода водорода при нагреве носителя галогеновой лампой.
-отработаны варианты исполнения токоподводов в
плёночном аккумуляторе водорода.
-показана
работоспособность
предложенных
каналов
подвода/отвода водорода к носителю.
6
2
К системе
вакуумной откачки
и подачи водорода
5
3
Модель плёночного аккумулятора водорода: 1 – термопара, К-тип; 2 –
силовые электроды резистивного нагрева; 3 – центральная шпилька;
4 – корпус модели пленочного аккумулятора водорода; 5 – носитель с
металл-гидридным покрытием; 6 – цельнометаллический вакуумный
клапан;
16

17. Плазменно-пучковые технологии Разработка опытно-промышленной технологии поверхностной модификации твэльных сталей импульсными

Основные результаты за 2020 год
Плазменно-пучковые технологии
Разработка опытно-промышленной технологии поверхностной модификации твэльных сталей импульсными электронными
пучками для защиты их от коррозии в ТЖМТ(проект ЕОТП_ ДКЯЭ_214; 2021-2023 гг.)
Для повышения коррозионной стойкости конструкционных сталей, работающих в Pb and Pb-Bi теплоносителях, было предложено
модифицировать поверхностные свойства материала алюминием с помощью сильноточных импульсных электронных пучков
микросекундного диапазона – СИЭП-МП процесс, или ГЕЗА-процесс.
Предлагаемый способ заключается в легировании Al в количествах 5-10% только поверхностного слоя стали толщиной 20-30 мкм.
Основной массив стали при этом не легируется и сохраняет свои исходные «повышенные» механические свойства.
Защита от коррозии обеспечивается созданием и поддержанием на поверхности деталей активной зоны РУ с ТЖМТ оксидных пленок
Al2O3, играющих роль защитных барьеров при температурах до 650°С.
Сталь ЭП823 в потоке свинца при высоком
содержании кислорода
Параметры испытаний: поток Pb, T= 650ºC,
v=1,5 м/с, С[O]=(5-8) 10-5 масс %
Модифицированный
Коррозия отсутствует
Не модифицированный
Кислородная коррозия
1000 часов
3000 часов
5000 часов
17

18.

Основные результаты за 2020 год
Плазменно-пучковые технологии
Разработка опытно-промышленной технологии поверхностной модификации твэльных сталей импульсными
электронными пучками для защиты их от коррозии в ТЖМТ (проект ЕОТП_ДКЯЭ_214; 2021-2023 гг.)
Технологический задел
Электронно-пучковая установка с радиально
сходящимся пучком протяженностью до 700 мм
Установка нанесения предварительных
покрытий на образцы длиной до 2200 мм
18

19.

Основные результаты за 2020 год
ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ и КРИОГЕНИКА:
ИСПЫТАНИЯ КРИОГЕННОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА ЭНК 1750/188 КЖРУ.062641.005
После модернизации на стенде СКИКЭ проведены
успешные испытания насоса ЭНК 1750/188
(протокол № BI-2-002-2020 от 01.06.2020)
19

20.

Основные результаты за 2020 год
ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ и КРИОГЕНИКА:
РАЗРАБОТКА СЕТЕВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ (С ФУНКЦИЕЙ ИСТОЧНИКА
БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ) НА БАЗЕ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ ИНДУКТИВНЫХ
НАКОПИТЕЛЕЙ
Внешний вид магнитной
системы СПИН- 12 ГДж с
квазибессиловой
обмоткой в криостате
Результаты численного моделирования напряженнодеформированного состояния квазибессиловой обмотки СПИН: карта
магнитного поля в области размещения обмотки - слева;
распределение механических напряжений в обмотке СПИН
20

21.

Основные результаты за 2020 год
ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ и КРИОГЕНИКА:
РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СИСТЕМ
ВЫВОДА ЭНЕРГИИ ЭНЕРГОБЛОКОВ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Таблица
№
Концепция сверхпроводящего токопровода
В 2020 году был разработан комплект эскизной
конструкторской документации токонесущего
элемента сверхпроводящего токопровода.
Наименование элемента
Внешний диаметр, мм
2х15+2х20
21,7
1
Центральный опорный элемент, медный формер
2
Первый повив из 15 сверхпроводящих лент
22,14
3
Фиксирующая обмотка повива лентой, толщиной 0,06 мм
22,4
4
Второй повив из 15 сверхпроводящих лент
22,84
5
Фиксирующая обмотка повива лентой
23,2
6
Высоковольтная изоляция внутренний диаметр
внешний диаметр
7
Первый повив из 20 сверхпроводящих лент экрана
28,8
8
Фиксирующая обмотка повива лентой
28,9
9
Второй повив из 20 сверхпроводящих лент экрана
29,48
10
Фиксирующая обмотка повива лентой
29,6
11
Стабилизирующий медный слой с внешней обмоткой
41х(12х0,6мм)
34,3
12
Экранная изоляция
36,4
13
Обмотка лентой из нерж. стали толщиной
100 мкм внахлёст
36,7
23,2
28,3
21

22. Отработана технология изготовления широких(40 мм) ВТСП-2Ш

Основные результаты за 2020 год
ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ: СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШИРОКИХ (20-40
ММ) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЛЕНТ (ВТСП-2Ш)
Отработана технология изготовления
широких(40 мм) ВТСП-2Ш
IBAD
подложка
ТКЛН -PLD
Диагностический участок определения характеристик ВТСП-2Ш
Установок нанесения защитного слоя
серебра(PVD)
Установка кислородного отжига
22

23. Отработана технология изготовления широких лент-подложек с текстурированным оксидным буферным слоем YSZ для ВТСП-2Ш (НИЦ

Основные результаты за 2020 год
Отработана технология изготовления широких лент-подложек с текстурированным оксидным
буферным слоем YSZ для ВТСП-2Ш (НИЦ «Курчатовский институт»).
Механическая полировка
широкой ленты-подложки
Осаждение текстурированного
слоя YSZ (методом IBAD)
Ультразвуковая
очистка
Контроль качества поверхности оптическим
методом
Образцы опытной партии длиной более 8 м
каждый
Протоколы испытаний остроты
текстуры и толщины слоя YSZ:
- FWHM <10 град.
- t~ 1.9-2.3 мкм.
23

24. Опытные образцы ВТСП-2Ш

Основные результаты за 2020 год
.ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ:
СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШИРОКИХ (20-40 ММ) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ
СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЛЕНТ (ВТСП-2Ш)
Опытные образцы ВТСП-2Ш
20/11/13
20/11/16
I к = 1097 А
I к = 1082 А
Вольтамперные характеристики контрольных образцов
24

25. Технические характеристики образцов опытной партии

Основные результаты за 2020 год
ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ:
СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШИРОКИХ (20-40 ММ)
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЛЕНТ (ВТСП-2Ш)
Технические характеристики образцов опытной партии
Наименование параметра
Значение для образца
20/11/13
20/11/16
1 Ширина ВТСП-2Ш ленты, мм
40
40
2 Длина ВТСП-2Ш ленты, м
8,2
8,1
3 Критическая температура, К
90,4 0,2
90,7 0,3
4 Ширина сверхпроводящего перехода, К
0,97 0,02
0,95 0,02
1097
1082
9,7
8,5
1,39 0,01
1,42 0,02
5 Величина критического тока в собственном поле при 77 К, А
6 Однородность распределения критического тока по длине (отклонения от
среднего значения), %
7 Толщина защитного слоя серебра, мкм
25

26.

Основные результаты за 2020 год
ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ:
СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШИРОКИХ (20-40 ММ) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ
СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЛЕНТ (ВТСП-2Ш)
Технические характеристики подложек с буферным слоемYSZ и ВТСП-2Ш лент
соответствуют техническому заданию
Наименование параметра
Значение
1 Ширина подложки, мм
2 Длина подложки, м, не менее
3 Материал ленты-подложки
40
8
Не магнитная
жаростойкая
нержавеющая сталь
4 Толщина подложки, мкм
5 Буферный слой
100
YSZ(Y2O3/ZrO2)
5 Текстура буферного слоя YSZ, Δ ɸ (ПШВ), град, не более
6 Однородность текстуры по длине и ширине (отклонения от
среднего значения), %, не хуже
Наименование параметра
1 Ширина ВТСП-2 ленты, мм
2 Максимальная длина ВТСП-2 ленты, м, не менее
3 Критическая температура, К, не менее
4 Ширина сверхпроводящего перехода, К, не более
5 Величина критического тока в собственном поле при 77 К, А, не менее
6 Однородность распределения критического тока по длине (отклонения от
среднего значения), %, не хуже
7 Толщина защитного слоя серебра, не более, мкм
10
10
Значение
40
8
90
1
1000
10
2
26

27.

Основные результаты за 2020 год
ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:
СОЗДАНИЕ ГЛАВНОГО УСИЛИТЕЛЯ С ТРАНСПОРТНЫМ И КЮВЕТНЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ
ФИЛЬТРАМИ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА МОДУЛЯ СИЛОВОГО УСИЛИТЕЛЯ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ
МЕГАДЖОУЛЬНОГО УРОВНЯ ЭНЕРГИИ
Элементы модуля силового усилителя мощной лазерной установки.
Секции блока усилительного, пространственные фильтры ТПФ и КПФ
Оптические пространственные фильтры ТПФ и КПФ мощной
лазерной установки на испытательном стенде в АО «НИИЭФА»
Секция блока усилительного
Количество лазерных каналов 2х4=8
Размеры активного элемента 808,5х458х41 мм3
Апертура лазерного канала 400х400 мм2
Количество импульсных ламп накачки - 20 (10 цепей)
Количество ламповых кассет – 3
Количество кассет активных элементов – 2
Длительность импульса основного разряда ~360 мкс
27

28.

Основные результаты за 2020 год
ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:
СОЗДАНИЕ ГЛАВНОГО УСИЛИТЕЛЯ С ТРАНСПОРТНЫМ И КЮВЕТНЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ
ФИЛЬТРАМИ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА МОДУЛЯ СИЛОВОГО УСИЛИТЕЛЯ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ
МЕГАДЖОУЛЬНОГО УРОВНЯ ЭНЕРГИИ
Многоканальная система синхронизации пикосекундного уровня точности мощной лазерной установки
Форм-фактор устройства синхронизации
Количество каналов устройства
синхронизации
Максимальное количество каналов системы
синхронизации
Диапазон задержек
Дискретность установки задержки
Длительность импульса
Дискретность установки длительности
импульса
Частота повторения
Точность задержки (ср.кв.)
Тип сигнала
Параметры выходного сигнала
Длительность фронта
VME 6U или
приборное исполнение
32 электрических или
45 оптических
10 000+
от 0 до +6 с
5·10-12 с
4·10-9 ÷ 4 с
4·10-9 с
10 МГц или одиночные импульсы
Не более 20·10-12 с
на площади более 10 000 м2
электрический
оптический
длина волны – 850 нм,
LVPECL,
Pмакс = 2 мВт,
50 Oм
ОМ4,
50/125 мкм
40 пс
100 пс
В 2020 году элементы модуля силового усилителя и оборудование системы
синхронизации лазерной установки поставлены в ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» на 19-ти 20тонных трейлерах.
Изготовленное в АО «НИИЭФА» оборудование успешно прошло испытания во время
физического пуска первого модуля лазерной установки.
Базовое устройство системы синхронизации
45 независимых оптических каналов или 32
независимых электрических канала.
Временное разрешение 5 пикосекунд
28

29.

Основные результаты за 2020 год
ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:
ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ПУСК ЛАБОРАТОРНОЙ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ОБЛУЧЕННОГО
ГРАФИТА В ФОРМЕ ФРЕОНА-22 И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ УСТАНОВКИ НА РАЗНЫХ РЕЖИМАХ
РАБОТЫ
Данная работа направлена на решение одной из критических задач применительно к выводу из эксплуатации блоков атомных
станций. Обращение с облученным реакторным графитом, запасы которого в России могут достигать 50÷60 тысяч тонн,
осложняется наличием в составе графитовых изделий долгоживущих радионуклидов (прежде всего, 14С, 36Сl). Целью работы
является создание технологического оборудования для выделения (кондиционирования) радиоактивного изотопа 14С для
последующего его захоронения.
Схема процесса обогащения углерода по
изотопу 14С
Компоновка создаваемой лазерной установки для
проведения комплекса исследовательских работ в АО
«Радиевый институт им. В. Г. Хлопина»
29

30.

Основные результаты за 2020 год
МАГНИТЫ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЕЙ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ:
FAIR-GSI: ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТА FAIR
Исследования характеристик магнитного поля электромагнитов Dip13_0, Dip2_2
Приёмка партии электромагнитов специалистами Компании FAIR-GSI, февраль 2020 г.
30

31. Бустерный ускоритель и основной синхротрон для РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров)

Основные результаты за 2020 год
МАГНИТЫ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЕЙ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ:
РФЯЦ–ВНИИЭФ: РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ МАГНИТООПТИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ ОСНОВНОГО СИНХРОТРОНА И БУСТЕРНОГО УСКОРИТЕЛЯ
Бустерный ускоритель и основной синхротрон для РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров)
В 2020 году в НТЦ «Синтез» выполнены технические проекты 15 электромагнитов – девять для бустерного ускорителя и шесть
для основного синхротрона по ТЗ от РФЯЦ ВНИИЭФ. 3D-модель и таблица с некоторыми из основных параметров одного
из этих электромагнитов (Дипольный электромагнит магнитно-оптической системы бустера) приведены ниже.
Наименование показателей
Индукция магнитного поля в центре воздушного зазора, Тл
Длинна полюса, м
Эффективная длинна, м
Воздушный зазор, мм
Неоднородность индукции магнитного поля ∆B/B
в области X,Y =100 мм × 30 мм
Номинальный ток возбуждения, А
Номинальное падение напряжения, В
Число катушек в обмотке
Число витков в обмотке
Средняя длинна витка, м
Масса электромагнита, кг
Величина
1,6
1,456
1,5
56
≤3×10-3
1265
17
2
30×2=60
3,86
6400
В 2021-2022 г. должна быть разработана РКД для этих электромагнитов. Однако до настоящего времени
от Заказчика не поступило Техническое задание на выполнение этих работ и, как следствие, договоры
на выполнение этих работ ещё не заключены, что не может не вызывать опасения за выдерживание требуемых Заказчиком
сроков завершения этих работ и последующего изготовления электромагнитов.
31

32.

Основные результаты за 2020 год
МАГНИТЫ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЕЙ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ:
DESY: РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ ДЛЯ ПРОЕКТА PETRA IV
В ноябре 2020 г. заключен Контракт на разработку Технического предложения на партию электромагнитов для проекта
PETRA IV и оценку стоимости проектирования и изготовления этих электромагнитов, как Приложение 12 к Соглашению о
научно-техническом сотрудничестве между Государственным научно-исследовательским учреждением Исследовательским
центром «Немецкий Электронный Синхротрон» (DESY) и Акционерным обществом «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова» (АО
«НИИЭФА») от 9 февраля 2011 г. Работы по контракту выполняются силами двух расчётно-конструкторских отделов НТЦ
«Синтез»
РКО «БК-1» и РКО «БК-3».
PDQ1
QF1
PSD1D
Примеры первых результатов выполняемых работ – 3D-модели ряда основных типов электромагнитов
Завершение работ по Контракту – выпуск Технического отчёта по расчётам и конструкторским проработкам в обеспечение
определения основных параметров, стоимости разработки РКД и изготовления электромагнитов установки PETRA IV (DESY,
Гамбург) - ноябрь 2021 г.
Разработчики РКД и изготовители около 5000 электромагнитов будут определяться Компанией DESY путём проведения
тендеров, в которых АО «НИИЭФА» будет принимать участие наряду со многими другими компаниями. Изготовление
электромагнитов Компанией DESY предполагается стартовать в 2024 году.
32

33. ЭМН для РУ МБИР

Основные результаты за 2020 год
ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАСОСЫ:
ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЯУ МБИР В ЧАСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
НАСОСОВ РУ МБИР
ЭМН для РУ МБИР
Выполнена корректировка технических проектов электромагнитных
насосов (ЭМН) второго контура ЦЛИН 5/1300 1А.224.640ТП и
контура САОТ ЦЛИН 0,034/50 1А.224.641ТП реакторной установки
(РУ) МБИР, разработана РКД насосов 1А.228.963 и 1А.228.870,
исходные технические требования на системы охлаждения
индукторов, а также проведен комплекс НИОКР по
электротехническим материалам, этап 2020 года (отчеты о НИОКР
рег. № 2786-О и № 2787-О).
РАЗРАБОТКА РКД И ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАКЕТОВ ЭМН ОТКАЧКИ
ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ РУ БРЕСТ-ОД-300
ЭМН контура САОТ
ЦЛИН 0,034/50
ЭМН второго контура
ЦЛИН 5/1300
ЭМН для РУ БРЕСТ-ОД-300
Выполнена разработка РКД 1А.224.650 опытного образца ЭМН
откачки теплоносителя ЦЛИН 10/2 РУ БРЕСТ-ОД-300; разработка
РКД 2А.240.584 и изготовление пробной партии макетов
элементов обмотки для проведения ресурсных испытаний;
разработаны технические требования к преобразователю частоты
для электропитания ЭМН.
ЭМН откачки теплоносителя
ЦЛИН 10/2
33

34. ЭМН для РУ БН-1200

Основные результаты за 2020 год
ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАСОСЫ:
РАЗРАБОТКА ЭМН ДЛЯ САОТ
ЭМН для РУ БН-1200
Выполнена разработка ЭМН контура САОТ ЦЛИН 0,3/400 РУ БН-1200М в объеме технического проекта 1А.228.959ТП
с проведением комплекса НИОКР по электротехническим материалам, этап 2020 года.
ЭМН контура САОТ
ЦЛИН 0,3/400
34

35. Жидкометаллический бланкет ТЯР

Основные результаты за 2020 год
ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАСОСЫ:
РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ МАКЕТА СВИНЕЦ-ЛИТИЕВОГО БЛАНКЕТА
EUROFUSION ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОМ СТЕНДЕ НИИЭФА
Жидкометаллический бланкет ТЯР
Выполнена разработка макета свинец-литиевого бланкета, проектируемого европейским консорциумом EUROfusion, в
объеме технического предложения 3А.291.397ПТ с проведением необходимых расчетных работ (отчет о НИОКР рег. №
2788-О).
Макет свинец-литиевого бланкета EUROfusion разрабатывается для проведения испытаний в магнитном поле
сверхпроводящего магнита создаваемого в АО «НИИЭФА» стенда LIMITEF5.
Общий вид
вариантов макета
свинец-литиевого
бланкета
EUROfusion
35

36.

Наработки по перспективным проектам 2021-2030 гг.
В области УТС:
-Продолжение работ по теме ИТЭР;
-Работы по созданию коммутирующей аппаратуры для токамака
SPARC, США;
-Работы по созданию полоидальных катушек и центрального
соленоида токамака COMPASS, Чешская Республика;
-Работы по созданию токамаков ТИН (ТИН-СТ), ТРТ, Россия;
-Участие в разработке российского токамака со
сверхпроводниковой магнитной системой (ТРТ).
Электромагниты для ускорительных
комплексов:
-Работы по созданию исследовательской
установки PETRA IV, Германия;
-Работы по созданию ускорительного
комплекса тяжелых ионов во ФГУП «РФЯЦВНИИЭФ».
Прикладная сверхпроводимость и криогенная техника:
-Электромеханические преобразователи (СЭД);
-Создание современного сверхпроводникового магнитно-резонансного
томографа (МРТ);
-Разработка высокотемпературных сверхпроводящих линий ввода/вывода и
передачи энергии.
Плазменные технологии:
-Создание технологии плазменного осаждения металлогидридных
пленок и пленочного аккумулятора водорода
-Разработка опытно-промышленной технологии поверхностной
модификации твэльных сталей импульсными электронными пучками
для защиты из от коррозии в ТЖМТ
Жидкометаллические насосы:
Разработка и изготовление электромагнитных насосов для АЭС и РУ
Развитие транспортных технологий:
- Маглев;
- СЭД.
Программа РТТН
Создание емкостных
накопителей энергии (ЕНЭ) для
ТРИНИТИ,
Для нужд АЭС:
- Разработка и ремонт генераторных
токопроводов для собственных нужд АЭС
- Работы по разработке лазерной резки
для демонтажа конструкций АЭС
Развитие оборудования и стенда
СПГ
36

37.

Перспектива тематики УТС
Ведется работа по подготовке к заключению договора с компанией Commonwealth Fusion Systems на
поставку коммутирующей аппаратуры для токамака SPARC.
37

38.

Перспектива тематики УТС
2021-2024, IPP (Чехия): Разработка РКД и изготовление
полоидальных катушек электромагнитной системы
38

39.

Криогенная техника (СПГ)
Тематики развития: «Стенд по испытаниям технологий и оборудования для
средне- и крупнотоннажного производства сжиженного природного газа и
иных целей в атомной промышленности»
39

40.

Криогенная техника (СПГ)
Дальнейшее развитие:
40

41.

МАГНИТОЛЕВИТАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Тематика развития: Создание нового вида российского транспорта - МАГЛЕВ
ТИПИЧНЫЙ ВИД МАГНИТОЛЕВИТАЦИОННОЙ
ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ (КНР)
- Госкорпорация «Росатом», благодаря АО «НИИЭФА», имеет конкурентные преимущества
на российском и международном рынках.
- Возможность реальной конкуренции с высокоскоростным железнодорожным транспортом
(инвестиции до 2 трлн. руб. в течении 10 лет)
- Транспорт для зон «вечной мерзлоты» - дополнение «Северного морского пути»
41

42.

НТЦ «Синтез»: Магниторезонансная томография (МРТ)
Philips
“Blue Seal”
ОПЫТ:
- АО «НИИЭФА» создатель первого российского МР томографа (выведен из эксплуатации в 2018 г.).
Опыт, сохраненный и преумноженный в рамках крупных проектов позволяет повторить успех
двадцатилетней давности.
- Сохранены и преумножены технологии создания и эксплуатации сверхпроводниковых магнитов.
-Наработан опыт создания цифровых моделей сложного электрофизического оборудования,
способный обеспечить разработку действительно современного МР томографа.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ:
- Отказ от покупки и постановки на производство «прошлого» в виде моделей зарубежных
производителей, разработанных 5-8 лет назад.
- Создание в течении 5-и лет производства российских томографов, соответствующих мировому
уровню (магнитное поле на уровне 1,5 Тл, расход гелия не более 10 л).
КООПЕРАЦИЯ:
- ЗАО «НПФ «Аз» – производитель российских томографов с полем до 0,5 Тл, использующих
постоянные магниты.
- МАИ НИУ – криогеника
СТОИМОСТЬ ПРОЕКТА:
- 7-8 млрд руб.
42

43. Выводы и предложения

Выводы:
1. Устойчивая динамика развития
2. Сохранение/объединение перспективных тематик и наработанных
навыков
3. Необходимость реорганизации, направленной на улучшение
управляемости и повышение научно-технического потенциала за счет
отказа от/передачи в другие подразделения института функций
производства и обслуживания.
4. Требуется осторожность в части «регулирования» возраста
сотрудников – риск утери потенциала развития востребованных тематик
Предложения:
1. Анализ ранее выпущенных положений и приказов, нацеленный на
разгрузку/освобождение технического персонала НТЦ от вторичных
«функционалов»
2. Изменение структуры с образованием отделений по научным
направлениям.
3. Необходимо сформировать образ института, отличающийся от
понятия «Прочее»
43