Изобретения

Изобретение относится к области разработки и создания инновационных видов ядерного топлива. Способ получения антикоррозийного смешанного уран-плутониевого нитридного ядерного топлива, в котором в качестве исходных материалов используются оксиды урана и плутония, порошок графита. Последовательно выполняют осуществление контроля соотношения O/U в порошке, содержащем оксид урана UO2. Удаляют газы из порошков в атмосфере аргона высокой чистоты. Взвешивают порошки оксидов урана и плутония и графита до обеспечения необходимого молярного соотношения C/(0,8UO2+0,2PuO2) = 2,5. Механически смешивают порошки в шаровой мельнице в брикеты диаметром от 6 до 15 мм. Проводят карботермическое восстановление в вакуумно-компрессорной печи при температуре 1823 K в течение 10 часов в потоке смеси N2 + 8% Н2. Измельчают полученные брикеты на шаровой мельнице, добавляют связующее в виде 0,25 масс. % полиэтиленгликоля при давлении 200-400 МПа, с последующим прессованием порошка в таблетки. На этапе измельчения брикетов, или после измельчения, или при добавлении связующего осуществляют введение примеси кремния в количестве 0,5-1,0 масс. %. Изобретение обеспечивает снижение коррозионных повреждений в оболочках твэлов. 3 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.

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

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к ракетным двигателям с ядерным источником нагревания рабочего тела - ядерным реактором (ЯРД). Ядерный ракетный двигатель многоразового использования включает ядерный реактор, заключенный в несущий корпус со слоем внутренней радиационной защиты. К корпусу ядерного реактора присоединено сверхзвуковое сопло, турбонасосный агрегат, работающий на отводимом из каналов охлаждения конструкции ядерного реактора рабочем теле, бортовые электрогенераторы и двигатели ориентации со своими мини-насосами. Ферменная конструкция закреплена на корпусе реактора с расположенными в ней баками рабочего тела и системами управления. Двигатель содержит тракт отвода остаточного тепловыделения от реактора, закрепленный с одной стороны на корпусе ядерного реактора, с другой на ферменной конструкции. Тракт включает контур с жидкометаллическим теплоносителем, содержащий электромагнитный насос, компенсационный бак, панели-излучатели тепла, пластинчатый теплообменник-испаритель. На ферменной конструкции закреплены стыковочный узел с полезной нагрузкой, содержащий узел перекачки рабочего тела, приводы стержней регулирования, бак с аварийным запасом рабочего тела, теплообменник-испаритель рабочего тела пластинчатого типа, являющийся и тяжелой компонентой теневой защитой, ядерный реактор с винтовыми твэлами из модифицированной окиси урана. Корпус реактора имеет установленную с зазором для протекания жидкометаллического теплоносителя обечайку с внешними ребрами, которые покрыты материалом, имеющим высокий коэффициент излучения (?>0,95). При реализации заявленного изобретения обеспечивается многоразовая работа ЯРД в космосе. 1. Ядерный ракетный двигатель многоразового использования, включающий ядерный реактор, заключенный в несущий корпус, с слоем внутренней радиационной защиты, присоединенное к корпусу ядерного реактора сверхзвуковое сопло, турбонасосный агрегат, (ТНА) работающий на отводимом рабочем теле, бортовые электрогенераторы и двигатели ориентации со своими мини-насосами, ферменную конструкцию, закрепленную на корпусе реактора с расположенными в ней баками рабочего тела и системами управления, отличающийся тем, что в качестве реактора использован реактор на быстрых нейтронах, управление реактивностью которого осуществляется при помощи стержней, отвод газообразного рабочего тела для привода ТНА осуществляется из активной зоны ядерного реактора, при этом ЯРД содержит тракт отвода остаточного тепловыделения от реактора, закрепленный с одной стороны на корпусе ядерного реактора, с другой на ферменной конструкции, включающий контур с жидкометаллическим теплоносителем, содержащий электромагнитный насос, компенсационный бак, панели-излучатели тепла, пластинчатый теплообменник-испаритель рабочего тела, в котором жидкометаллический теплоноситель нагревает и испаряет рабочее тело, при этом на ферменной конструкции закреплены стыковочный узел с полезной нагрузкой, содержащий узел перекачки рабочего тела, приводы стержней регулирования, бак с аварийным запасом рабочего тела, теплообменник-испаритель рабочего тела является компонентой теневой защиты, выполненной из тяжелого металла, корпус реактора имеет установленную с зазором для протекания жидкометаллического теплоносителя обечайку с внешними ребрами, которые покрыты материалом, имеющим коэффициент излучения больше 0,95. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что бортовой электрогенератор выполнен в виде термоэмиссионного или термоэлектрического генератора, к которому тепло подводится теплоносителем от тракта отвода остаточного тепловыделения, а отводится тепло панелями-излучателями. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что панели-излучатели выполнены из высокотемпературных тепловых труб.

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

Изобретение относится к области регенеративной медицины. Предложен способ получения биосовместимых и биоразлагаемых гидрогелей методом поэтапной замены растворителя, характеризующийся тем, что включает: стадию приготовления 15-20 масс. % раствора или растворов амфифильных блок-сополимеров полилактидов или полилактонов с полиэтиленгликолем в органическом растворителе с последующим введением полученного раствора в диализный мешок с размером пор от 3,5 до 5,0 кДа и диаметром 6-10 мм, стадию диализа полученного раствора блок-сополимера в 80 масс. % растворе органического растворителя с дистиллированной водой с удельной электропроводностью не более 10-4 См/см в стакане объемом 0,5-1 л в течение 5-7 суток при постоянном перемешивании с поэтапным снижением концентрации органического растворителя на 5-10 масс. % в час до полной замены на дистиллированную воду и завершения процесса самоорганизации с образованием физической сетки гидрогеля и удаления остаточного органического растворителя, при этом растворитель должен отвечать 2 условиям: хорошо растворять оба блока в составе сополимера, т.е. быть неселективным растворителем, и хорошо смешиваться с водой в любых соотношениях. 1. Способ получения биосовместимых и биоразлагаемых гидрогелей методом поэтапной замены растворителя, характеризующийся тем, что включает: стадию приготовления 15-20 масс. % раствора или растворов амфифильных блок-сополимеров полилактидов или полилактонов с полиэтиленгликолем в органическом растворителе с последующим введением полученного раствора в диализный мешок с размером пор от 3,5 до 5,0 кДа и диаметром 6-10 мм, стадию диализа полученного раствора блок-сополимера в 80 масс. % растворе органического растворителя с дистиллированной водой с удельной электропроводностью не более 10-4 См/см в стакане объемом 0,5-1 л в течение 5-7 суток при постоянном перемешивании с поэтапным снижением концентрации органического растворителя на 5-10 масс. % в час до полной замены на дистиллированную воду и завершения процесса самоорганизации с образованием физической сетки гидрогеля и удаления остаточного органического растворителя, при этом растворитель должен отвечать 2 условиям: хорошо растворять оба блока в составе сополимера, т.е. быть неселективным растворителем, и хорошо смешиваться с водой в любых соотношениях. 2. Способ получения биосовместимых и биоразлагаемых гидрогелей методом поэтапной замены растворителя по п. 1, отличающийся тем, что в качестве амфифильного тройного блок-сополимера полилактидов или полилактонов с полиэтиленгликолем используются амфифильные тройные блок-сополимеры с аморфными гидрофобными блоками, полукристаллическими гидрофобными блоками или с полукристаллическими гидрофобными блоками с противоположными конфигурациями.

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

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений. Сцинтилляционная композиция для регистрации нейтронов содержит сцинтиллятор, поглотитель нейтронов и связующее. Добавление атомов 6Li в состав связующего позволяет увеличить эффективность поглощения нейтронов, сократить потери энергии и среднюю длину пробега ядер гелия и трития между ядрами 6Li и зернами сцинтиллятора в композиции. При этом отношение количества атомов гадолиния Gd и 6Li может варьироваться в широких пределах, позволяя осуществлять регистрацию нейтронов преимущественно по реакции радиационного захвата (n, ?), либо по реакции поглощения нейтронов ядрами 6Li, сопровождающейся испусканием ядер гелия и трития. Технический результат – улучшение пространственного разрешения и производительности измерений при регистрации нейтронов. Сцинтилляционная композиция для регистрации нейтронов, содержащая сцинтиллятор, поглотитель нейтронов и связующее, отличающаяся тем, что в качестве сцинтиллятора используются гадолиний-содержащие соединения вида Gd3-xYxAl5-yGayO12, которые могут иметь как высокое содержание атомов гадолиния, как в соединении Gd3Al2Ga3O12, так и пониженное посредством их полного или частичного замещения атомами Y или лантаноидами, как в Gd3-xYxAl2Ga3O12 или Y3Al5O12, и/или в которых присутствует измененное соотношение атомов Al и Ga, как в Gd3-xYxAl5-yGayO12, либо соединения из ряда: Gd2O2S, GdCl3, GdBr3, Gd2SiO5, Gd2Si2O7, Gd3Al2Ga3O12 в форме зерен монокристаллического или поликристаллического материала, содержащих в качестве активатора атомы церия, которые вводят в состав материала, замещая один или несколько элементов в количестве от 0.001 до 2 ат.%, либо содержащих в качестве активатора атомы тербия и/или европия, которые вводят в состав материала, замещая один или несколько элементов в количестве от 0.1 до 20 ат.%, в качестве поглотителя нейтронов используют фторид лития 6LiF, в качестве связующего используют силикат лития с формулой 6Li2O*nSiO2, либо полиакрилат лития с формулой (C3H3O26Li)n, причем отношение объемов 6LiF и 6Li2O*nSiO2, либо (C3H3O26Li)n в композиции находится в пределах от 99:1 до 1:99.

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

Изобретение относится к области сверхпроводниковой микроэлектроники, в частности к способу создания интегрированного криогенного адаптера питания на одном чипе. Способ включает нанесение на подложку слоя сверхпроводника и формирование из него методом электронной литографии сверхпроводящих элементов детектора, включая меандр, соединительные провода, контактные площадки и последующее преобразование участков сверхпроводящих проводов в сопротивления требуемого номинала путем воздействия пучка ускоренных частиц. На этой же подложке изготавливают и адаптер смещения, для чего на сформированную структуру сверхпроводящих элементов наносят резист, стойкий к ионному облучению. Вскрывают окно над будущим сопротивлением адаптера, преобразуют находящийся в окне слой сверхпроводника в металл путем воздействия пучка ускоренных частиц и закрывают окно. Вскрывают окно над будущим конденсатором адаптера, преобразуют находящийся в окне слой сверхпроводника в диэлектрик путем воздействия пучка ускоренных частиц и наносят защитное покрытие. Технический результат - обеспечение возможности создания сверхпроводникового однофотонного детектора и адаптера смещения как одного целого в одном технологическом цикле 1. Способ создания интегрированного криогенного адаптера питания на одном чипе, включающий нанесение на подложку слоя сверхпроводника и формирование из него методом оптической и электронной литографии сверхпроводящих элементов детектора, включающих меандр, соединительные провода и контактные площадки, и последующее преобразование участков сверхпроводящих проводов в сопротивления требуемого номинала путем воздействия пучка ускоренных частиц, отличающийся тем, что на упомянутой подложке в сформированных соединительных проводах изготавливают элементы схемы адаптера смещения, для чего на сформированную структуру сверхпроводящих элементов наносят резист, стойкий к ионному облучению, вскрывают в нем окно над будущим сопротивлением адаптера, преобразуют находящийся в окне слой сверхпроводника в металл путем воздействия пучка ускоренных частиц и закрывают упомянутое окно, вскрывают окно над будущим конденсатором адаптера, преобразуют находящийся в окне слой сверхпроводника в диэлектрик путем воздействия пучка ускоренных частиц и наносят защитное покрытие. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сверхпроводящие элементы формируют из нитрида ниобия, при этом преобразование выбранных участков соединительных проводов в требуемое состояние для создания элементов схемы адаптера смещения осуществляют путем селективного замещения атомов азота на атомы кислорода, для чего осуществляют воздействие смешанного пучка ускоренных протонов или атомов водорода и ионов окислителя. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что сопротивление адаптера смещения формируют в проводах из нитрида ниобия воздействием смешанного пучка ускоренных протонов или атомов водорода и ионов окислителя с энергиями 0,1-5 кэВ в течение 10-2000 с. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что конденсатор адаптера смещения формируют в проводах из нитрида ниобия воздействием пучка ускоренных ионов или атомов кислорода с энергией 0,1-5 кэВ в течение 10-150 с. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сверхпроводящие элементы формируют из карбида ниобия, при этом преобразование выбранных участков соединительных проводов в требуемое состояние для создания элементов схемы адаптера смещения осуществляют путем селективного замещения атомов углерода на атомы кислорода путем воздействия смешанного пучка ускоренных протонов или атомов водорода и ионов окислителя. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что сопротивление адаптера смещения формируют в проводах из карбида ниобия воздействием смешанного пучка ускоренных частиц, состоящего из протонов и ионов окислителя с энергиями 0,1-5 кэВ в течение 10-2000 с. 7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что конденсатор адаптера смещения формируют в проводах из карбида ниобия воздействием пучка ускоренных ионов или атомов кислорода с энергией 0,1-5 кэВ в течение 10-150 с.

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

Изобретение относится к области синтеза полимеров акрилатного типа и может быть использовано для получения гидрогелей (суперабсорбентов), флокулянтов, детергентов, в качестве основы для создания новых лекарственных форм, различных композитов и материала для первопорационных разделительных мембран. Способ получения геля (со)полимеров акриловой кислоты и акриламида осуществляют полимеризацией или сополимеризацией мономеров, инициируемой свободными радикалами и проводимой в водной среде, при этом в качестве источника свободных радикалов используют мономерную пару акриловая кислота - акриламид, протекание (со)полимеризации и последующее спонтанное гелеобразование полученных (со)полимеров после исчерпания мономера(ов) обеспечивают предварительным удалением кислорода. Кислород удаляют вакуумированием, или продувкой инертным газом, или нагревом до 100°C с последующей продувкой инертным газом. Исходное весовое отношение акриловая кислота/акриламид составляет 5-0,2, суммарная начальная концентрация мономеров составляет 0,5-6,0 мол/л. Температуру (со)полимеризации и последующего гелеобразования выбирают в интервале 10-70°C. Техническим результатом изобретения является упрощение проведения способа полимеризации. 1. Способ получения геля (со)полимеров акриловой кислоты и акриламида полимеризацией или сополимеризацией мономеров, инициируемой свободными радикалами и проводимой в водной среде, при этом в качестве источника свободных радикалов используют мономерную пару акриловая кислота - акриламид, а протекание (со)полимеризации и последующее спонтанное гелеобразование полученных (со)полимеров после исчерпания мономера(ов) обеспечивают предварительным удалением кислорода. 2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что кислород удаляют вакуумированием, или продувкой инертным газом, или нагревом до 100°C с последующей продувкой инертным газом. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что исходное весовое отношение акриловая кислота/акриламид составляет 5-0,2, а суммарная начальная концентрация мономеров составляет 0,5-6,0 мол/л. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру (со)полимеризации и последующего гелеобразования выбирают в интервале 10-70°C, предпочтительно в интервале 20-40°C.

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

Изобретение относится к области создания и эксплуатации энергетических систем. Система энергоснабжения локальных потребителей состоит из генераторов на основе возобновляемых источников электроэнергии и генератора на основе невозобновляемого источника энергии, топливного элемента, управляющего устройства, соединенного с генераторами, накопителями энергии и потребителями энергии. При этом система дополнительно содержит криобак со сжатым природным газом, соединенный через клапанную систему, эжектор и трубопровод с топливным элементом, датчики измерения температуры, акустической эмиссии, давления и механических напряжений, установленные на криобаке и трубопроводе и соединенные с управляющим устройством, выполненным в виде информационно-измерительной и управляющей системы. Информационно-измерительная и управляющая система содержит устройство преобразования и интеллектуального анализа измерительной информации, устройство управления функционированием топливного элемента, устройство управления безопасным функционированием криобака и устройство управления передачи энергии. Устройство преобразования и интеллектуального анализа измерительной информации соединено с датчиками измерения, через устройство управления безопасным функционированием криобака соединено с клапанной системой и через устройство управления функционированием топливного элемента соединено с топливным элементом. Генераторы энергии, накопители энергии и потребители энергии соединены с информационно-измерительной и управляющей системой через устройство управления передачи энергии. Изобретение позволяет обеспечить оптимальное соотношение топливно-энергетического баланса для функционирования в течение длительного времени системы в необслуживаемом режиме и в периоды отсутствия возможности пополнения топливных запасов. 1. Система энергоснабжения локальных потребителей, состоящая из генераторов на основе возобновляемых источников электроэнергии 1 и 2, генератора на основе невозобновляемого источника энергии - топливного элемента 7, управляющего устройства 13, соединенного с генераторами 1, 2, 7, накопителями энергии 12 и потребителями энергии 18, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит криобак 3 со сжатым природным газом, соединенный через клапанную систему 4, эжектор 5 и трубопровод 6 с топливным элементом 7, датчики измерения температуры 8, акустической эмиссии 9, давления 10 и механических напряжений 11, установленные на криобаке 3 и трубопроводе 6 и соединенные с управляющим устройством 13, выполненным в виде информационно-измерительной и управляющей системы. 2. Система по п. 1, отличающаяся, тем, что информационно-измерительная и управляющая система 13 содержит устройство преобразования и интеллектуального анализа измерительной информации 14, устройство управления функционированием топливного элемента 16, устройство управления безопасным функционированием криобака 17 и устройство управления передачи энергии 15. 3. Система по п. 2, отличающаяся, тем, что устройство преобразования и интеллектуального анализа измерительной информации 14 соединено с датчиками измерения 8, 9, 10 и 11, через устройство управления безопасным функционированием криобака 17 соединено с клапанной системой 4 и через блок 16 соединено с топливным элементом 7. 4. Система по п. 2, отличающаяся, тем, что генераторы энергии 1, 2, 7, накопители энергии 12 и потребители энергии 18 соединены с информационно-измерительной и управляющей системой 13 через устройство управления передачи энергии 15.

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

Изобретение относится к области создания ионных источников, предназначенных для работы инжекторов быстрых атомов водорода в стационарном режиме (атомные пучки большой мощности - до 2 мегаватт), которые могут использоваться для нагрева плазмы в магнитных ловушках. Технический результат - повышение надежности стационарной работы ионного источника при длительной эксплуатации в условиях неизбежного наличия ударных нагрузок. Устройство для стационарной генерации ионного пучка содержит корпус со съемным верхним фланцем, оборудованным высоковольтным вводом для подвода электропитания и охлаждения, с расположенными в нем газоразрядной камерой, электродами ионно-оптической системы и изоляторами. Устройство содержит опорную платформу, закрепленную на верхнем фланце, с закрепленными на ней вертикальными опорными изоляторами, на которую установлена газоразрядная камера, и юстировочное устройство, с закрепленными на нем заземленным и промежуточным электродами ионно-оптической системы. Устройство для стационарной генерации ионного пучка, содержащее корпус со съемным верхним фланцем, оборудованным высоковольтным вводом для подвода электропитания и охлаждения, с расположенными в нем газоразрядной камерой, электродами ионно-оптической системы и изоляторами, отличающееся тем, что устройство содержит опорную платформу, закрепленную на верхнем фланце, с закрепленными на ней вертикальными опорными изоляторами, на которую установлена газоразрядная камера, и юстировочное устройство, с закрепленными на нем заземленным и промежуточным электродами ионно-оптической системы.

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU), Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к области создания линейных ускорителей заряженных частиц и представляет собой конструкцию токопроводящих котировочных узлов для ускоряющих структур с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой линейного резонансного ускорителя, выполненную на основе 4-х камерного резонатора с системой электродов. Конструкция юстировочного узла выполнена в виде токопроводящей юстировочной опоры цилиндрической формы, которая располагается вблизи приосевой области резонатора и соединяет продольно разделенный на две неравные части электрод таким образом, что верхняя меньшая часть - вершина электрода - и нижняя большая часть - основание электрода - образуют соединение посредством указанной опоры с сохранением электрического контакта всей конструкции разделенного электрода с корпусом резонатора. Техническим результатом является обеспечение и долговременное сохранение требуемой точности юстировки модулированных электродов в приосевой области ускоряющей структуры без существенного снижения ее энергоэффективности. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл.

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

Изобретение относится к области создания линейных ускорителей заряженных частиц и представляет собой ускоряющий модуль линейного резонансного ускорителя. Технический результат - упрощение настройки распределения ускоряющего поля модуля разработанной ускоряющей структуры без существенного снижения энергоэффективности. Конструкция модуля представляет собой корпус резонатора цилиндрической формы, выполненный из материалов, характеризующихся сильной электропроводностью, например меди, алюминия. Внутри корпуса резонатора размещены трубки дрейфа с использованием системы прямых опор трубок дрейфа без изменения угла установки опор. Опоры трубок дрейфа имеют увеличенный диаметр и цилиндрическую форму за счет установки на каждую из указанных опор цилиндрической накладки-тюнера, состоящей из двух частей, разрезанных в плоскости по оси и образующим цилиндра и соединенных друг с другом для закрепления на указанной опоре. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл. 1. Ускоряющая система линейного резонансного ускорителя, выполненная в форме цилиндрического резонатора с системой встречных опор трубок дрейфа, на концах которых укреплены трубки дрейфа, отличающаяся тем, что внутри корпуса резонатора установлена система прямых опор трубок дрейфа без изменения угла установки опор, при этом опоры трубок дрейфа имеют цилиндрическую форму за счет установки на каждую из указанных опор цилиндрической накладки-тюнера, состоящей из двух частей, разрезанных в плоскости по оси и образующим цилиндра и соединенных друг с другом для закрепления на указанной опоре, где диаметр указанной опоры выбирается в соответствии с формулой (СМ ПАТЕНТ)

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