Изобретения

Изобретение относится к способу азотирования покрытий титана на твердой подложке. Способ включает воздействие на покрытие низкотемпературной плазмой азота атмосферного давления на открытом воздухе без его предварительного прогрева со среднемассовой температурой в диапазоне от 3727°С до 4727°С в течение 0,8-1,1 мин для получения покрытия твердостью 25,5-27 ГПа, имеющего гидрофильные свойства. В качестве источника плазмы применен плазмотрон постоянного тока. Технический результат заключается в получении покрытия, имеющего гидрофильные

Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российкой академии наук" (ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН) (RU)

Изобретение относится к способам эксплуатации ядерных реакторов, предназначенных для наработки делящихся химических элементов. Способ эксплуатации ядерного реактора в топливном цикле с расширенным воспроизводством делящихся изотопов включает первоначальную загрузку активной зоны топливными сборками, содержащими делящийся материал и сырьевые изотопы, формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения, при которых сырьевые изотопы переходят в способные к ядерному делению изотопы, управление работой реактора на мощности путем удержания его в критическом состояния, обеспечивая баланс между вырабатывающимися нейтронами и поглощением нейтронов. При снижении мощности реактора формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют путем уменьшения энерговыделения в центральной части активной зоны с увеличением нейтронного потока на периферии активной зоны. Активная зона окружена отражателем или бланкетом, содержащим изотопы урана, и/или плутония, и/или тория. 1. Способ эксплуатации ядерного реактора в топливном цикле с расширенным воспроизводством делящихся изотопов, включающий первоначальную загрузку активной зоны топливными сборками, содержащими материал, способный к ядерному делению, а также сырьевые изотопы, обеспечение теплоносителем активной зоны реактора, формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения, при которых сырьевые изотопы переходят в способные к ядерному делению изотопы, управление работой реактора на мощности путем удержания его в критическом состояния, обеспечивая баланс между вырабатывающимися нейтронами и поглощением нейтронов, отличающийся тем, что при снижении мощности реактора формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют путем уменьшения энерговыделения в центральной части активной зоны с увеличением нейтронного потока на периферии активной зоны. 2. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что активная зона окружена отражателем или бланкетом, содержащим изотопы урана, и/или плутония, и/или тория. 3. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют жидкометаллический теплоноситель с возможностью естественной циркуляции. 4. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что в активной зоне используют топливные сборки, содержащие микротопливные частицы, имеющие керамическое покрытие. 5. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют с помощью поглощающих нейтроны материалов. 6. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют путем изменения температуры топлива. 7. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют за счет изменения пустотного коэффициента реактивности.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам формирования эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge, которые могут быть использованы в устройствах спинтроники. Способ формирования эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge включает осаждение на германиевую подложку атомов металла в потоке молекулярного кислорода методом молекулярно-лучевой эпитаксии, при этом поверхность подложки Ge(001) предварительно очищают от слоя естественного оксида, или очищают от слоя естественного оксида и формируют на ней поверхностные фазы Еu, представляющие собой субмонослойные покрытия из атомов европия, после чего при температуре подложки TS=20?150°C производят осаждение европия при давлении PEu=(0,1?100)?10-8 Торр потока атомов европия (ФEu) в потоке кислорода ФO2 с относительной величиной 2?ФEu/ФO2?2,2 до формирования пленки ЕuО толщиной менее 10 нм. Техническим результатом заявляемого изобретения является формирование эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge с атомно-резким интерфейсом без использования буферных слоев. Способ формирования эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge, включающий осаждение на германиевую подложку атомов металла в потоке молекулярного кислорода методом молекулярно-лучевой эпитаксии, отличающийся тем, что поверхность подложки Ge(001) предварительно очищают от слоя естественного оксида, или очищают от слоя естественного оксида и формируют на ней поверхностные фазы Еu, представляющие собой субмонослойные покрытия из атомов европия, после чего при температуре подложки TS=20?150°C производят осаждение европия при давлении PEu=(0,1?100)?10-8 Торр потока атомов европия (ФEu) в потоке кислорода ФO2 с относительной величиной 2?ФEu/ФO2?2,2 до формирования пленки ЕuО толщиной менее 10 нм.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам формирования функциональных тонкопленочных слоев, а именно тонких пленок металлических магнитных материалов, использующихся при создании сверхкомпактных спинтронных устройств. Способ заключается в следующем. На предварительно очищенной поверхности подложки кремния Si(111) формируют пленку GdAlSi. Формирование осуществляется путем осаждения атомов Gd и Al при давлении PGd=(0,3÷10)⋅10-8 торр потока атомов Gd и давлении потока атомов Al, обеспечивающего отношение реальных потоков атомов Gd (ФGd) и Al (ФAl) в диапазоне 1≤ФGd/ФAl≤1,1, на подложку, поддерживаемую при температуре 400°С<Ts<450°С в течение времени, необходимого для формирования одного монослоя GdAlSi. Техническим результатом изобретения является получение магнитного материала толщиной в один монослой с металлической проводимостью и характерными для металлов удельным сопротивлением и концентрацией носителей заряда. Для его достижения предложен способ создания магнитного монослойного металла.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам формирования гетероструктур. Способ создания сверхтонких графеновых структур с высокой подвижностью спин-поляризованных носителей заряда, заключающийся в том, что методом молекулярно-лучевой эпитаксии путем осаждения атомов металла на гетероструктуру Графен/SiO2/Si(001), в которой слой оксида кремния предварительно удаляют из-под графена путем отжига гетероструктуры при температуре Ts=950±20°С, под графеном на поверхности подложки Si(001) формируют поверхностную фазу, представляющую собой субмонослойную периодическую структуру из атомов металла. В качестве поверхностной фазы выступает Gd 1?4, и ее формирование производят путем открытия заслонки ячейки Gd, обеспечивающего осаждение атомов Gd при давлении PGd=(0,3?10)?10-8 Торр потока атомов Gd на гетероструктуру, поддерживаемую при температуре Ts=675±20°С, в течение времени, необходимого для формирования поверхностной фазы, после чего заслонку ячейки Gd закрывают и гетероструктуру охлаждают до комнатной температуры, при этом материал, состоящий из графеновой структуры и субмонослойной периодической структуры из атомов металла, выполнен с подвижностью носителей заряда в графеновой структуре 2500?3000 см2?В-1?c-1. Технический результат - достижение высокой подвижности спин-поляризованных носителей заряда. Способ создания сверхтонких графеновых структур с высокой подвижностью спин-поляризованных носителей заряда, заключающийся в том, что методом молекулярно-лучевой эпитаксии путем осаждения атомов металла на гетероструктуру Графен/SiO2/Si(001), в которой слой оксида кремния предварительно удаляют из-под графена путем отжига гетероструктуры при температуре Ts=950±20°С, под графеном на поверхности подложки Si(001) формируют поверхностную фазу, представляющую собой субмонослойную периодическую структуру из атомов металла, отличающийся тем, что в качестве поверхностной фазы выступает Gd 1?4, и ее формирование производят путем открытия заслонки ячейки Gd, обеспечивающего осаждение атомов Gd при давлении PGd=(0,3?10)?10-8 Торр потока атомов Gd на гетероструктуру, поддерживаемую при температуре Ts=675±20°С, в течение времени, необходимого для формирования поверхностной фазы, после чего заслонку ячейки Gd закрывают и гетероструктуру охлаждают до комнатной температуры, при этом материал, состоящий из графеновой структуры и субмонослойной периодической структуры из атомов металла, выполнен с подвижностью носителей заряда в графеновой структуре 2500?3000 см2?В-1?c-1

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (RU)

Изобретение относится к способам формирования гетероструктур, а именно графеновых структур, демонстрирующих спиновую поляризацию носителей заряда, которые могут быть использованы при создании сверхкомпактных спинтронных устройств. Техническим результатом является предельное уменьшение толщины функциональных графеновых структур со спин-поляризованными носителями заряда с сохранением устойчивости к окислению. Для его достижения предложен способ создания устойчивых к окислению сверхтонких графеновых структур со спин-поляризованными носителями заряда, заключающийся в том, что методом молекулярно-лучевой эпитаксии путем осаждения Eu формируют поверхностную фазу Eu, представляющую собой субмонослойную периодическую структуру из атомов Eu, при этом, осаждение Eu производят на предварительно сформированную гетероструктуру Графен/SiO2/Si(001), в которой слой оксида кремния удаляют из-под графена путем отжига гетероструктуры при температуре Ts=950±20°С, при этом поверхностную фазу Eu 1?6 формируют под графеном на поверхности подложки Si(001) путем открытия заслонки ячейки Eu, обеспечивающего осаждение атомов Eu при давлении PEu=(0,3?10)?10-8 торр потока атомов Eu на гетероструктуру, поддерживаемую при температуре Ts=700±20°С, в течение времени, необходимого для формирования поверхностной фазы, после чего заслонку ячейки Eu закрывают, и гетероструктуру охлаждают до комнатной температуры. 3 ил. Способ создания устойчивых к окислению сверхтонких графеновых структур со спин-поляризованными носителями заряда, заключающийся в том, что методом молекулярно-лучевой эпитаксии путем осаждения Eu формируют поверхностную фазу Eu, представляющую собой субмонослойную периодическую структуру из атомов Eu, отличающийся тем, что осаждение Eu производят на предварительно сформированную гетероструктуру Графен/SiO2/Si(001), в которой слой оксида кремния удаляют из-под графена путем отжига гетероструктуры при температуре Ts=950±20°С, при этом поверхностную фазу Eu 1?6 формируют под графеном на поверхности подложки Si(001) путем открытия заслонки ячейки Eu, обеспечивающего осаждение атомов Eu при давлении PEu=(0,3?10)?10-8 торр потока атомов Eu на гетероструктуру, поддерживаемую при температуре Ts=700±20°С, в течение времени, необходимого для формирования поверхностной фазы, после чего заслонку ячейки Eu закрывают, и гетероструктуру охлаждают до комнатной температуры.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам трансмутации долгоживущих радиоактивных нуклидов, в том числе возникающих в облученном ядерном топливе, а также к способам производства необходимых радиоизотопов из доступных нуклидов. Материал распределяется в рассеивающей нейтроны среде, примыкающей к нейтронному источнику или окружающей источник, и подвергается воздействию нейтронного потока. Рассеивающая нейтроны среда и источник совместно окружаются отражателем-замедлителем нейтронов, а также поглотителем нейтронов. Для формирования нейтронных потоков используются реакции синтеза, протекающие в токамаке. Рассеивающая нейтроны среда прозрачна для нейтронов и устроена таким образом, что нейтронное рассеяние значительно увеличивает нейтронный поток, воздействующий на трансмутируемый материал. Использование в качестве рассеивающей среды тяжелых элементов, таких как свинец и висмут с добавками лития, обеспечивает изменение спектра нейтронов в ней, в том числе постепенное замедление термоядерных нейтронов с медленным смещением вниз по энергетическому спектру, что делает возможными эффективные резонансные захваты нейтронов в облучаемом материале, а также оптимизирует наработку трития, необходимого для реакции синтеза дейтерия и трития. Технический результат - повышение эффективности трансмутации долгоживущих радиоактивных нуклидов.

Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам регистрации реакторных антинейтрино сцинтилляционным методом. Сущность изобретения заключается в том, что регистрацию антинейтрино осуществляют по реакции обратного бета-распада на протонах, при котором в слоях сегментированного гадолиний-содержащего неорганического сцинтиллятора, чередующихся со слоями органического сцинтиллятора, регистрируют фотоны сцинтилляций от аннигиляции рождающихся в ходе реакции обратного бета-распада позитронов (мгновенный сигнал), а также фотоны сцинтилляций от каскада гамма-квантов, испущенных при поглощении нейтронов, возникших в ходе реакции обратного бета-распада (задержанный сигнал). Технический результат – возможность детектирования реакторных антинейтрино. 1. Способ регистрации реакторных антинейтрино, заключающийся в том, что регистрируют фотоны сцинтилляций, образующиеся при попадании аннигиляционных гамма-квантов и нейтронов в гамма-лучевой сцинтиллятор на основе неорганического материала, содержащего атомы гадолиния, а гамма-лучевой сцинтиллятор на основе органического материала, содержащего атомы водорода и находящийся в непосредственной близости к сцинтиллятору на основе неорганического материала, используют в качестве протон-содержащей мишени, среды для замедления позитронов и нейтронов, а также активной защиты от заряженной и нейтронной компоненты фонового космического излучения, отличающийся тем, что в гамма-лучевом сцинтилляторе на основе неорганического материала, содержащего атомы гадолиния, определяют координату взаимодействия гамма-квантов, момент взаимодействия во времени и выделенную в результате взаимодействия энергию и отделяют полезные события от фоновых, регистрируя энерговыделение от аннигиляционных гамма-квантов в энергетическом диапазоне 400-3000 кэВ, от нейтронов в энергетическом диапазоне 5000-8000 кэВ, регистрируют мгновенные совпадения от ионизационных потерь энергии позитрона и/или аннигиляционных гамма-квантов во временном окне 10-8 с и задержанные на время 10-5 - 10-6 с сигналы от нейтронов и анализируют на соответствие заранее рассчитанным компьютерным моделям пространственные области в гамма-лучевом сцинтилляторе на основе неорганического материала, в которых мгновенно либо в определенных временных интервалах было зарегистрировано указанное энерговыделение. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неорганического сцинтилляционного материала, содержащего атомы гадолиния, используют материалы из ряда: Gd2SiO5, Gd2Si2O7, GdBr3, Gd3Al2Ga3O12 в форме монокристаллического или поликристаллического материала, содержащие в качестве активатора атомы Се и/или Tb и/или Eu, которые вводят в состав материала, замещая один или несколько элементов в количестве до 2 ат.%. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в неорганических сцинтилляционных материалах, содержащих атомы гадолиния, замещают до 60% атомов Gd атомами Y или лантаноидами. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неорганического сцинтилляционного материала, содержащего атомы гадолиния, используют сцинтилляционное стекло, содержащее оксиды Gd, Si, а в качестве активатора атомы Се и/или Tb. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического сцинтилляционного материала, содержащего атомы водорода, используют пластиковые сцинтилляторы или жидкие сцинтилляторы, не содержащие в своем составе гадолиний.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам разработки нефтяных месторождений, в частности к способам теплового воздействия на залежь, содержащую высоковязкую нефть. Технический результат - повышение коэффициента извлечения нефти, снижение расхода энергоресурсов, уменьшение затрат на прокачку и потери, связанные с выбросом избыточного тепла в атмосферу. В способе разработки залежи тяжелой нефти, включающем бурение добывающих и нагнетательных скважин и закачку в пласт метансодержащего газа, в котором добываемый газ после сепарации обратно закачивают в пласт, перед закачкой добываемого газа в пласт проводят его каталитическую конверсию с получением нагретого метансодержащего газа, содержащего водяной пар, диоксид углерода и водород. 1. Способ разработки залежи тяжелой нефти, включающий бурение добывающих и нагнетательных скважин и закачку в пласт метансодержащего газа, в котором добываемый газ после сепарации обратно закачивают в пласт, отличающийся тем, что перед закачкой добываемого газа в пласт проводят его каталитическую конверсию с получением нагретого метансодержащего газа, содержащего водяной пар, диоксид углерода и водород. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каталитическую конверсию проводят при подводе нагретого водяного пара и тепловой энергии от стороннего энергоисточника, в котором сжигают ядерное и/или органическое топливо. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве добываемого газа используют попутный нефтяной газ, добываемый из залежи тяжелой нефти. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что питательную воду для получения водяного пара подают из резервуара, пополняемого конденсатом, выделяемым из добываемого газа. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температурный режим каталитической конверсии поддерживают изменением расхода и состава добываемого газа. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закачку метансодержащего газа сопровождают или чередуют с закачкой растворителей, в виде оторочек или путем обогащения метансодержащего газа растворителем. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закачку метансодержащего газа ведут периодически, подавая в промежутках в пласт воздух и/или жидкость гидроразрыва на основе воды, содержащей пластовую воду, добываемую из пласта.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам поэлементного дублирования в нано- и микроцифровых транзисторных микросхемах, подвергающихся воздействию радиации. Технический результат: существенное повышение отказоустойчивости микросхем по сравнению со способом дублирования без использования четырехкратного резервирования одиночных транзисторов. В предлагаемом способе для каждого транзисторного логического элемента устанавливают идентичный ему дублирующий логический элемент, в качестве дублирующих элементов используют логические элементы, не имеющие памяти, располагают дублирующие друг друга логические элементы на расстоянии между ними, превышающем размер области повреждения микросхемы от одной частицы излучения. Каждый входящий в дублирующие логические элементы транзистор выполняют в виде квадрированного транзистора, представляющего четверку соединенных между собой параллельно и последовательно одиночных транзисторов. 1. Способ постоянного поэлементного дублирования в цифровых транзисторных микросхемах, при котором для каждого транзисторного логического элемента устанавливают идентичный ему дублирующий логический элемент, объединяют одноименные входы дублирующих друг друга логических элементов, в качестве дублирующих элементов используют логические элементы, не имеющие памяти, располагают дублирующие друг друга логические элементы на расстоянии между ними, превышающем размер области повреждения микросхемы от одной частицы излучения, попадающей в нее, и объединяют одноименные выходы дублирующих друг друга логических логических элементов, образуя пары дублирующих друг друга элементов, каждая из которых представляет дублированный логический элемент, отличающийся тем, что каждый входящий в дублирующие логические элементы транзистор выполняют в виде квадрированного транзистора, представляющего четверку соединенных между собой параллельно и последовательно одиночных транзисторов, объединенные входы которых являются входом квадрированного транзистора, а объединенные одноименные свободные выходы одиночных транзисторов являются выходами квадрированного транзистора. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что квадрированный транзистор выполняют в виде двух последовательно соединенных каскадов, каждый из которых состоит из параллельно соединенных между собой двух одиночных транзисторов. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что квадрированный транзистор выполняют в виде двух параллельных цепочек последовательно соединенных между собой двух одиночных транзисторов.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)