Изобретения

Изобретение относится к топливным элементам, в частности к электрогенерирующим установкам на топливных элементах, предназначенным для использования в качестве мобильных (переносных, передвижных) и/или стационарных установок, в том числе периодически работающих в безвоздушных средах, например в морских подводных роботехнических комплексах. Обеспечение работы топливных элементов и конвертера углеводородного топлива на кислороде высокой степени обогащения с упрощением конструкции установки и увеличение времени ее работы в безвоздушных средах является техническим результатом изобретения. Для его достижения предложена энергоустановка на основе топливного элемента, конвертера углеводородного топлива в водород и кислородного концентратора, включающая топливный элемент, конвертер углеводородного топлива, емкости для хранения воды, водорода и кислорода, соединенные трубопроводами с электроклапанами и дросселями, при этом энергоустановка содержит концентратор кислорода, включающий воздушный компрессор, колонки с цеолитом, электроклапаны и дроссели, в котором нарабатывается высокообогащенная кислородом смесь, которая частично накапливается в емкости для кислорода и по трубопроводу подается как на вход окислительного контура топливного элемента, так и на вход конвертера углеводородного топлива, включающего высокотемпературный каталитический блок, соединенный трубопроводом с емкостью с углеводородным топливом, в котором образуется газовая смесь углекислого газа и водорода, теплообменник, в котором она охлаждается, и реактор паровой конверсии монооксида углерода, соединенный трубопроводом с емкостью с водой, при этом наработанная смесь водорода и углекислого газа по трубопроводу поступает в мембранный металлический сепаратор водорода, из которого наработанный водород по трубопроводу поступает как в емкость для хранения водорода, так и на вход водородного контура топливного элемента. Энергоустановка на основе топливного элемента, конвертера углеводородного топлива в водород и кислородного концентратора, включающая топливный элемент, конвертер углеводородного топлива, емкости для хранения воды, водорода и кислорода, соединенные трубопроводами с электроклапанами и дросселями, отличающаяся тем, что энергоустановка содержит концентратор кислорода, включающий воздушный компрессор, колонки с цеолитом, электроклапаны и дроссели, в котором нарабатывается высокообогащенная кислородом смесь, которая частично накапливается в емкости для кислорода и по трубопроводу подается как на вход окислительного контура топливного элемента, так и на вход конвертера углеводородного топлива, включающего высокотемпературный каталитический блок, соединенный трубопроводом с емкостью с углеводородным топливом, в котором образуется газовая смесь углекислого газа и водорода, теплообменник, в котором она охлаждается, и реактор паровой конверсии монооксида углерода, соединенный трубопроводом с емкостью с водой, при этом наработанная смесь водорода и углекислого газа по трубопроводу поступает в мембранный металлический сепаратор водорода, из которого наработанный водород по трубопроводу поступает как в емкость для хранения водорода, так и на вход водородного контура топливного элемента.

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

Изобретение относится к технологии выращивания сцинтилляционных монокристаллов на основе бромида церия с общей формулой CeBr3 со 100 %-ным содержанием сцинтиллирующего иона Се3+ методом горизонтальной направленной кристаллизации (ГНК) и может быть использовано при изготовлении элементов детекторов и спектрометров, чувствительных к гамма-, рентгеновскому излучению и другим видам ионизирующего излучения. Способ получения кристаллического сцинтиллятора на основе самоактивированного редкоземельного галогенида CeBr3 включает плавление исходной шихты и выращивание кристаллов в кварцевых ампулах или в графитовой лодочке в установке для ГНК путем их перемещения через зону нагрева, при этом ампулы с установленными кристаллическими затравками CeBr3 внутри откачанного перчаточного бокса загружают безводными кристалликами исходного материала чистотой 99,99 %, подогревают до температуры более 100°C в течение 2 ч, откачивают до 10-3 мм рт.ст. и запаивают кислородно-пропановой горелкой, далее ампулы устанавливают в ростовую установку, после создания в установке вакуума до 10-3 мм рт.ст. нагревают до расплавления шихты, выдерживают в ростовой установке в течение 2-4 ч до установления в расплаве равновесного состояния, выращивают монокристалл путем создания в ампуле градиентного температурного участка при горизонтальном протягивании из зоны нагрева в зону охлаждения со скоростью 5 мм/ч, после чего для отжига выращенного кристалла ампулу медленно охлаждают до комнатной температуры, а при выращивании в графитовой лодочке исходный материал с затравкой CeBr3 устанавливают в ростовую установку, которую затем вакуумируют до 10-3 мм рт.ст., сушат при температуре 200°C в течение 24 ч, после чего напускают инертный газ Ar и Br в смеси с добавлением бромирующего агента тетрабромметана CBr4 и дегидрирующего агента бромида кадмия CdBr2 до избыточного давления 1,06 атм, расплавляют шихту при температуре 732°C, поднимают температуру на 50°C и осуществляют процесс выращивания кристаллов по методу горизонтальной направленной кристаллизации со скоростью горизонтальной протяжки лодочки 5 мм/ч, после завершения процесса кристаллизации выращенный кристалл отжигают при медленном снижении температуры ~ 10-15°/ч. Техническим результатом является получение материалов стехиометрического состава CeBr3 с чистотой 99,99 % в виде монокристаллических образцов либо поликристаллов. Способ получения кристаллического сцинтиллятора на основе самоактивированного редкоземельного галогенида, включающий плавление исходной шихты в контейнере и выращивание кристаллов в установке для горизонтальной направленной кристаллизации путем перемещения контейнера через зону нагрева, отличающийся тем, что выращивание монокристаллов CeBr3 осуществляют в кварцевых ампулах или в графитовой лодочке, при этом ампулы с установленными кристаллическими затравками CeBr3 внутри откачанного перчаточного бокса загружают безводными кристалликами исходного материала чистотой 99,99 %, подогревают до температуры более 100°C в течение 2 ч, откачивают до 10-3 мм рт.ст. и запаивают кислородно-пропановой горелкой, далее ампулы устанавливают в ростовую установку, после создания в установке вакуума до 10-3 мм рт.ст. нагревают до расплавления шихты, выдерживают в ростовой установке в течение 2-4 ч до установления в расплаве равновесного состояния, выращивают монокристалл путем создания в ампуле градиентного температурного участка при горизонтальном протягивании из зоны нагрева в зону охлаждения со скоростью 5 мм/ч, после чего для отжига выращенного кристалла ампулу медленно охлаждают до комнатной температуры, а при выращивании в графитовой лодочке исходный материал с затравкой CeBr3 устанавливают в ростовую установку, которую затем вакуумируют до 10-3 мм рт.ст., сушат при температуре 200°C в течение 24 ч, после чего напускают инертный газ Ar и Br в смеси с добавлением бромирующего агента тетрабромметана CBr4 и дегидрирующего агента бромида кадмия CdBr2, до избыточного давления 1,06 атм, расплавляют шихту при температуре 732°C, поднимают температуру на 50°C и осуществляют процесс выращивания кристаллов по методу горизонтальной направленной кристаллизации со скоростью горизонтальной протяжки лодочки 5 мм/ч, после завершения процесса кристаллизации выращенный кристалл отжигают при медленном снижении температуры ~ 10-15°/ч.

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

Изобретение относится к области ускорителей заряженных частиц с большой массой и с малым электрическим зарядом и может использоваться при создании ускорителей кластерных ионов для применения в областях ядерной энергетики, решения проблем управляемого термоядерного синтеза и для изучения свойств материи при сверхвысокой плотности энергии. Технический результат - увеличение тока в пучке кластерных ионов с различной массой на выходе ускорителя. В инжекторе для ускорителя кластерных ионов реализована одновременная экстракция заряженных частиц из плазмы нескольких источников кластерных ионов по нескольким каналам, формирование ионных пучков, ускорение их компрессии и ввода в ускоряющую ВЧ структуру ускорителя. Инжектор содержит несколько разнесенных в пространстве каналов, входная апертура каждого из которых соединена с отдельным источником кластерных ионов. В инжекторе использована комбинация скрещенных силовых полей: аксиально-симметричного электрического поля и мультипольного магнитного поля со сложной конфигурацией силовых линий. Инжектор для ускорителя кластерных ионов, содержащий обечайки, в которых выполнены апертуры, соосно-сходящиеся к его центральной оси, в направлении от источника ионов (ИИ) к ускоряющей высокочастотной (ВЧ) системе, с диаметрами, уменьшающимися по мере приближения обечаек к указанной ВЧ системе, отличающийся тем, что обечайки в нем выполнены из диэлектрического материала, и каждая апертура на ближайшей к источнику кластерных ионов обечайке соединена с выходом соответствующего источника кластерных ионов и во все апертуры всех обечаек установлены тонкостенные металлические трубки дрейфа таким образом, чтобы между соответствующими трубками дрейфа соседних обечаек существовали зазоры, причем диаметр каждой трубки дрейфа должен соответствовать диаметру апертуры в данной обечайке, при этом все трубки дрейфа на каждой обечайке электрически соединены между собой и с отдельным источником электропитания, а между обечайками, симметрично центральной продольной оси зазоров между трубками дрейфа, вокруг этих трубок дрейфа, на одинаковом расстоянии от стенок трубок дрейфа, установлены по шесть постоянных магнитов, электрически изолированных от трубок дрейфа и сдвинутых по окружности относительно друг друга на 60 градусов так, чтобы в трубках дрейфа и в зазорах между ними существовало мультипольное магнитное поле, величина которого на центральной продольной оси зазоров равнялась нулю и резко нарастала вблизи поверхностей постоянных магнитов и в зазорах между ними. https://new.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2022.01.13/RUNWC1/000/000/002/764/147/ИЗ-02764147-00001/00000004-m.jpg Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне)

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к установкам для выращивания монокристаллов тугоплавких оксидов, в которых применяются цифровые следящие системы с управляющими ЭВМ в замкнутом контуре, и может быть использовано для автоматического управления электрической мощностью нагревателей в данных установках. Способ контроля функционирования температурного режима кристаллизационной установки, содержащей внутри корпуса 1 электрический нагреватель 2, заключается в том, что замеряют электрическое сопротивление внутреннего объема камеры между нагревателем 2 и корпусом 1 установки, для чего на нагреватель 2 подают электромагнитные сигналы в диапазоне частот 100 ± 10 кГц с амплитудой 4-5 В, регистрируют поступающие на корпус 1 установки электромагнитные сигналы, которые модулируют по амплитуде в зависимости от электрического сопротивления внутреннего объема камеры между корпусом 1 и нагревателем 2, являющиеся управляющими сигналами, а затем на основании зависимости сопротивления между нагревателем 2 и корпусом 1 установки и величиной амплитуды управляющего сигнала, прошедшего внутри тепловой камеры от нагревателя 2 до корпуса 1, определяют режим работы кристаллизационной установки, согласно которому: сопротивление между корпусом 1 установки и нагревателем 2 более 1 кОм означает нормальную работу установки, уменьшение сопротивления с 1 кОм до 10 Ом означает образование электропроводящей пленки на внутренней поверхности корпуса 1 установки, и на блок управления установкой подают предупредительный сигнал, при дальнейшем снижении сопротивления менее 10 Ом на блок управления установкой подают сигнал аварийного отключения нагревателя 2, причем зависимость между величиной амплитуды управляющего сигнала, прошедшего через внутренний объем установки, и сопротивлением между корпусом 1 установки и нагревателем 2 устанавливают путем предварительного построения тарировочного графика. Электромагнитные сигналы на нагреватель 2 подают по токоведущей шине 6 нагревателя 2, а управляющий сигнал снимают с корпуса 1 кристаллизационной установки и подают на блок управления, содержащий контактный провод 7, подключенный непосредственно к корпусу 1, и связанный электрически через конденсатор 8, полосовой фильтр 9 и детектор 10 с компараторами 11 и 12, которые подключены, соответственно, к индикаторам 13 и 14. Технический результат заключается в предотвращении разрушения установки в результате возникновения аварийного температурного режима. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

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

Устройство относится к области техники, связанной с получением искусственных монокристаллов при постоянной температуре, например, кристаллов KDP (дигидрофосфата калия), DKDP (дейтерофосфата калия), TGS (триглицинсульфата). Устройство для выращивания кристаллов из раствора при постоянной температуре содержит кристаллизатор с кристаллизационным стаканом 1, снабженным цилиндрической крышкой 2, на которой герметично установлен конденсатор 3 растворителя, а в крышке 2 со стороны конденсатора 3 выполнена кольцевая канавка 5, образующая полость для сбора растворителя, при этом полость кольцевой канавки 5 гидравлически связана с полостью кристаллизационного стакана 1 через первую линию 6, подключенную к входу регулируемого перистальтического насоса-дозатора 7, нагнетательная сторона которого по второй линии 8 подключена к капельнице 9, выполненной заодно с третьей линией 10 или отдельно от нее, связывающей капельницу 9 с донной частью сосуда-сборника 11 растворителя, который через четвертую воздушную линию 13 связан с емкостью 14 для подпитывающего раствора 15, донная часть которой соединена пятой гидравлической линией 16 с каналом 17 в крышке 2 кристаллизационного стакана 1, открывающимся в его полость, причем четвертая воздушная линия 13 подключена шестой линией 18 к корректирующему насосу 19, а емкость 14 для рабочего подпитывающего раствора снабжена нагревателем 20. Корректирующий насос 19 является насосом перистальтического типа. Предлагаемая простая конструкция устройства обеспечивает постоянство уровня рабочего раствора и предотвращение паразитических кристаллов в кристаллизационном стакане. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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

Предлагаемое изобретение относится к химии органических серосодержащих лигандов класса комплексонов и применения их в качестве микроудобрений. Соединение этиленбис(тиоацетат)-димоноэтаноламина структурной формулы: HOOC-H2C-S-CH2-CH2-S-CH2COOH ? 2 (H2N-CH2-CH2-OH), в виде водного раствора применяют в качестве микроудобрения для сельскохозяйственных культур, в частности для картофеля и кислых сортов винограда. Предлагаемое соединение этиленбис(тиоацетат)-димоноэтаноламина в виде водного раствора увеличивает урожай и качество картофеля и винограда. 1. Этиленбис(тиоацетат)-димоноэтаноламин, структурной формулы: HOOC-H2C-S-CH2-CH2-S-CH2COOH ? 2 (H2N-CH2-CH2-OH), применяемый в виде водного раствора в качестве микроудобрения для сельскохозяйственных культур. 2. Водный раствор по п. 1, применяемый в качестве микроудобрения для картофеля и кислых сортов винограда.

Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ИРЕА) (RU)

Изобретение относится к способу обеспечения ядерной безопасности высокотемпературного реактора на быстрых нейтронах и может быть использовано в ядерных реакторах, в частности с шаровыми микротвэлами. Способ включает полную загрузку металлического корпуса активной зоны топливными сборками, содержащими поглотитель нейтронов, торий и ядерное топливо из окиси урана-235 в виде микротвэлов, а также поглощающие стержни из карбида бора. Причем в промежутки между микротвэлами вводится поглотитель нейтронов, представляющий собой жидкий кадмий, обогащенный не менее чем на 90% по изотопу 113Cd. На внешнюю поверхность металлического корпуса активной зоны ядерного реактора нанесен тонкий 2-6 мм твердый слой карбида бора. Техническим результатом является повышение безопасности реактора при транспортировке, а также возможность снижения количества управляющих органов, блоков СУЗ и снижения массы требуемого обогащенного топлива для обеспечения критичности в нормальных условиях при высоких температурах в активной зоне. 1. Способ обеспечения ядерной безопасности высокотемпературного реактора на быстрых нейтронах, включающий полную загрузку металлического корпуса активной зоны топливными сборками, содержащими поглотитель нейтронов, торий и ядерное топливо из окиси урана-235 в виде микротвэлов, и поглощающие стержни из карбида бора, отличающийся тем, что в промежутки между микротвэлами вводится поглотитель нейтронов, представляющий собой жидкий кадмий, обогащенный по изотопу 113Cd не менее чем на 90%, на внешнюю поверхность металлического корпуса активной зоны ядерного реактора нанесен тонкий 2-6 мм твердый слой карбида бора. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что топливные сборки выполняют различной формы для включения в активную зону, содержащую шаровые микротвэлы из окиси урана и окиси тория, и заливают расплавом кадмия, после чего формы охлаждают и устанавливают по месту в металлический корпус под контролем системы управления защитой.

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 устройству для электролиза воды в арктической зоне, содержащему твердополимерный электролизер с пневматически изолированными полостями для водорода и кислорода, подключенный к блоку питания и управления, а также к системе водоснабжения с запасом деионизированной воды, включающей газоотделители водорода и кислорода, соединенные с соответствующими полостями электролизера своими входными и выходными гидромагистралями и снабженные пневмомагистралями с запорными элементами. Устройство характеризуется тем, что содержит термокаталитический рекомбинатор, соединенный с газоотделителем водорода через запорный элемент, емкость с запасом спирта, соединенную через запорный элемент с емкостью с водным раствором спирта, в свою очередь, соединенной через насос-дозатор с контурами циркуляции водородной и кислородной полостей, емкость с запасом деионизированной воды состоит из не менее трех секций, соединенных через насос-дозатор с контурами циркуляции водородной и кислородной полостей, датчики уровня жидкости в газоотделителях водорода и кислорода, соединенные с блоком питания и управления, теплообменные секции, установленные в электролизере, емкости с деионизированной водой и термокаталитическом рекомбинаторе, соединены в общий контур циркуляции теплоносителя с циркуляционным насосом, а устройство в целом снабжено теплоизоляционной оболочкой. Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства для электролиза воды, заключающееся в ее эффективном использовании при резко отрицательных температурах окружающей среды, характерных для арктических регионов, что позволяет применять ее в качестве источника водорода (и кислорода) для районов Крайнего Севера. Устройство для электролиза воды в арктической зоне, содержащее твердополимерный электролизер с пневматически изолированными полостями для водорода и кислорода, подключенный к блоку питания и управления, а также к системе водоснабжения с запасом деионизированной воды, включающей газоотделители водорода и кислорода, соединенные с соответствующими полостями электролизера своими входными и выходными гидромагистралями и снабженные пневмомагистралями с запорными элементами, отличающееся тем, что содержит термокаталитический рекомбинатор, соединенный с газоотделителем водорода через запорный элемент, емкость с запасом спирта, соединенную через запорный элемент с емкостью с водным раствором спирта, в свою очередь, соединенной через насос-дозатор с контурами циркуляции водородной и кислородной полостей, емкость с запасом деионизированной воды состоит из не менее трех секций, соединенных через насос-дозатор с контурами циркуляции водородной и кислородной полостей, датчики уровня жидкости в газоотделителях водорода и кислорода, соединенные с блоком питания и управления, теплообменные секции, установленные в электролизере, емкости с деионизированной водой и термокаталитическом рекомбинаторе, соединены в общий контур циркуляции теплоносителя с циркуляционным насосом, а устройство в целом снабжено теплоизоляционной оболочкой.

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

Изобретение относится к технологии изготовления элементов энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти, информация в которых кодируется величиной сопротивления. Способ электроформовки при изготовлении элемента памяти, включающий помещение структуры проводник - диэлектрик - проводник с открытой в газовую фазу поверхностью диэлектрика, расположенной между проводящими электродами, в вакуум и выдержку ее под напряжением в две стадии: на первой - при напряжении, приводящем к появлению скачкообразно меняющегося тока со средним уровнем порядка микроампер, на второй - в диапазоне напряжений от 4 до 6 В до появления токов на уровне, установленном схемой ограничения тока. При этом согласно изобретению сначала структуру отжигают в безмасляном вакууме при температуре более 60°С, затем осуществляют выдержку под напряжением в течение времени порядка секунды, при этом первую стадию выдержки выполняют в безмасляном вакууме в диапазоне от 9 В до напряжения, не приводящего к электрическому пробою, а вторую стадию выдержки выполняют в вакууме, содержащем пары органических соединений. Вторую стадию выдержки выполняют, например, в масляном вакууме. Изобретение обеспечивает увеличение эффективности электроформовки за счет снижения вероятности пробоя структуры при резком увеличении тока, т.е. проводимости структуры из-за удаления органических молекул при отжиге. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

ФТИАН