Полезные модели

Полезная модель относится к физике высокотемпературной плазмы и может быть использована в аппаратуре для корпускулярной диагностики высокотемпературной плазмы на термоядерных установках с большими потоками гамма-квантов и нейтронов. Техническим результатом полезной модели является уменьшение чувствительности детектора к нейтронному и гамма-излучениям. Для достижения этого результата предложен преобразователь ионов, состоящий из вакуумной камеры с отверстием для входа потока атомов, испускаемых плазмой, и последовательно установленных по направлению потока мишени из дюралюминия и детектора рентгеновских квантов, при этом между мишенью из дюралюминия, к которой приложен потенциал -10-20 КВ, и детектором установлена мишень из вольфрама, к которой приложен потенциал +10-20 КВ, а в качестве детектора используют радиационно-стойкий детектор рентгеновских квантов. В качестве радиационно-стойкого детектора рентгеновского излучения может быть использован монометаллический фотоэмиссионный детектор или низковольтная ионизационная камера, которая может устанавливаться вне вакуумной камеры, при этом на выходе из вакуумной камеры устанавливают бериллиевую фольгу толщиной 100 мкм. 1. Преобразователь ионов, состоящий из вакуумной камеры с отверстием для входа потока атомов, испускаемых плазмой, и последовательно установленных по направлению потока мишени из сплава на основе алюминия и детектора рентгеновских квантов, отличающийся тем, что между мишенью из дюралюминия, к которой приложен потенциал -10-20 кB, и детектором установлена мишень из вольфрама, к которой приложен потенциал +10-20 кB, а в качестве детектора используют радиационно-стойкий детектор рентгеновских квантов. 2. Преобразователь ионов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве радиационно-стойкого детектора рентгеновского излучения используют монометаллический фотоэмиссионный детектор или низковольтную ионизационную камеру. 3. Преобразователь ионов по п. 1, отличающийся тем, что радиационно-стойкий детектор рентгеновского излучения установлен внутри вакуумной камеры. 4. Преобразователь ионов по п. 1, отличающийся тем, что радиационно-стойкий детектор рентгеновского излучения установлен вне вакуумной камеры, на выходе которой установлена бериллиевая фольга толщиной 100 мкм.

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

Полезная модель относится к техническим средствам обработки воды, в частности к опреснению морской воды, и может быть использована для обеспечения населения и сельского хозяйства пресной водой высокого качества. Техническим результатом является улучшение качества опресняемой воды за счет корректировки изотопного состава воды - снижения изотопа водорода Н2 (дейтерия), что дает возможность ее длительного использования населением и в сельском хозяйстве без ущерба для здоровья человека. Для достижения этого результата предложена опреснительная установка обратного осмоса, состоящая из насоса высокого давления с электроприводом и рекуператором, мембранного разделительного элемента, каналов для подвода исходной воды низкого давления и исходной воды высокого давления, отвода сбросной воды высокого давления и сбросной воды низкого давления и отвода опресненной воды. Установка дополнительно содержит электролизер воды с каналом отвода обогащенной дейтерием воды, соединенный через кран-регулятор с каналом отвода опресненной воды, топливный элемент с дожигателем, соединенный каналами подвода водорода и кислорода с электролизером, а каналом подмеса обедненной дейтерием воды с каналом отвода опресненной воды потребителям. Опреснительная установка обратного осмоса, состоящая из насоса высокого давления с электроприводом и рекуператором, мембранного разделительного элемента, каналов для подвода исходной воды низкого давления и исходной воды высокого давления, отвода сбросной воды высокого давления и сбросной воды низкого давления и отвода опресненной воды, отличающаяся тем, что дополнительно содержит электролизер воды с каналом отвода обогащенной дейтерием воды, соединенный через кран-регулятор с каналом отвода опресненной воды, топливный элемент с дожигателем, соединенный каналами подвода водорода и кислорода с электролизером, а каналом подмеса обедненной дейтерием воды с каналом отвода опресненной воды потребителям.

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

Многоапертурная высокочастотная система для ускорения кластерных ионов позволяет ускорять сложные атомно-молекулярные образования со слабой энергией внутренней связи и с малым отношением заряда к массе, требующие использования низких рабочих частот при ускорении в ВЧ-резонаторах. Оригинальность примененных технических решений, реализующих эти возможности, достигается тем, что волноводы с распространяющейся в них высокочастотной электромагнитной волной бегущего типа, расположены между трубками дрейфа параллельно продольной оси ускорителя, заполнены диэлектриком и выполнены в виде спиралей. Это способствует увеличению их рабочей длины и уменьшению скорости распространения ВЧ-электромагнитной волны по волноводу, позволяя регулировать движение бегущих электромагнитных волн в волноводах, создающих ускоряющую разность потенциалов между трубками дрейфа, согласуя его с динамикой движения кластерных ионов на траектории ускорения. Пространственное распределение ускоряемого ансамбля кластерных ионов между апертурами в трубках дрейфа и их одновременное ускорение по нескольким каналам в одной ускоряющей системе, способствует уменьшению плотности ускоряемых частиц в отдельном ускоряющем канале и вероятности их взаимных столкновений в процессе ускорения, повышая интенсивность потока ускоренных кластерных ионов на выходе ускорителя. Многоапертурная высокочастотная система для ускорения кластерных ионов, состоящая из: корпуса, внутри которого соосно расположены, параллельно его продольной оси, несколько потенциальных электродов с установленными в них многоапертурными трубками дрейфа, объединенные в единую конструкцию и соединенные тремя параллельными волноводами из полого металлического профиля с другими многоапертурными трубками дрейфа, установленными на продольной оси между потенциальными электродами на этих волноводах, один конец каждого из которых подсоединен к генератору высокочастотных колебаний, а другой - к соответствующей согласованной нагрузке, соединенной с корпусом, причем соседние потенциальные электроды смещены относительно друг друга вокруг продольной оси данной системы на 120°, а их волноводы смещены относительно волноводов соседних потенциальных электродов на 60°, отличающийся тем, что все волноводы выполнены в виде спирали, а их внутренние полости заполнены диэлектриком.

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

Полезная модель относится к устройствам для определения условий кристаллизации белковых макромолекул и может быть использована для получения белковых кристаллов с целью определения структуры белковых молекул, имеющих промышленное и медицинское значение. Техническим результатом является возможность быстрого определения оптимальных условий кристаллизации белков. Для его достижения предложена микрофлюидная ячейка для определения условий кристаллизации белков по характеристикам малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, содержащая корпус с центрально расположенным отверстием, в котором сформирована кристаллизационная камера, соединенная микроканалами с отверстиями для ввода и вывода растворов белков, на внешних сторонах которой установлены окна из материала, прозрачного для рентгеновского и оптического излучения. Окна изготовлены из слюды или кварцевого стекла. Корпус состоит из трех термически спаянных пластин, изготовленных из полиметилметакрилата. 1. Микрофлюидная ячейка для определения условий кристаллизации белков по характеристикам малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, содержащая корпус с центрально расположенным отверстием, в котором сформирована кристаллизационная камера, соединенная микроканалами с отверстиями для ввода и вывода растворов белков, на внешних сторонах которой установлены окна из материала, прозрачного для рентгеновского и оптического излучения. 2. Микрофлюидная ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что окна изготовлены из слюды или кварцевого стекла. 3. Микрофлюидная ячейка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус состоит из трех термически спаянных пластин, изготовленных из полиметилметакрилата.

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

Полезная модель относится к устройствам для разделения материалов по магнитным свойствам - магнитной сепарации, может быть применено в горнорудной, химической и других отраслях промышленности для обогащения слабомагнитных руд и для глубокой очистки различных материалов от слабомагнитных включений. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности магнитной сепарации матрицы высокоградиентного сепаратора. Для его достижения предложена матрица высокоградиентного магнитного сепаратора, содержащая осадительные элементы, в виде параллельно установленных на некотором расстоянии друг от друга цилиндрических стержней из немагнитного полимерного материала в поверхность которых интегрированы ферромагнитные концентраторы, которые частично заглублены в тело немагнитного стержня и частично выступают над его поверхностью, при этом, осадительные стержни ориентированы поперек направления магнитного потока и направления движения исходного материала, а ферромагнитные концентраторы интегрированные в цилиндрические стержни выполнены в виде ориентированных вдоль оси стержня отрезков ферромагнитной проволоки малого диаметра или ферромагнитной дроби или стальных опилок. Матрица высокоградиентного магнитного сепаратора, содержащая осадительные элементы, в виде параллельно установленных на некотором расстоянии друг от друга цилиндрических стержней из немагнитного полимерного материала, в поверхность которых интегрированы ферромагнитные концентраторы, которые частично заглублены в тело немагнитного стержня и частично выступают над его поверхностью, отличающаяся тем, что осадительные стержни ориентированы поперек направления магнитного потока и направления движения исходного материала, а ферромагнитные концентраторы, интегрированные в цилиндрические стержни, выполнены в виде ориентированных вдоль оси стержня отрезков ферромагнитной проволоки малого диаметра или ферромагнитной дроби или стальных опилок.

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

Полезная модель относится к оборудованию для обогащения минерального сырья и предназначена для использования в горнодобывающей промышленности при обогащении слабомагнитных материалов. Техническим результатом, на который направлено заявляемое техническое решение, является способность улавливать пара- и ферромагнитные частицы тонких классов крупности, не теряя в процессе работы своих характеристик. Для этого предложен магнитный сепаратор, содержащий намагничивающую систему, корпус, снабженный патрубками ввода очищаемой и вывода очищенной среды, рабочую кассету с матрицей, включающей стержневые осадительные элементы, при этом осадительные элементы выполнены в виде ферромагнитных трубок, на поверхности которых нарезан винтовой профиль, межвитковое пространство которого заполнено немагнитным материалом. 1. Магнитный сепаратор, содержащий намагничивающую систему, корпус, снабженный патрубками ввода очищаемой и вывода очищенной среды, рабочую кассету с матрицей, включающей стержневые осадительные элементы, отличающийся тем, что осадительные элементы выполнены в виде ферромагнитных трубок, на поверхности которых нарезан винтовой профиль, межвитковое пространство которого заполнено немагнитным материалом. 2. Магнитный сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя полость ферромагнитных трубок заполнена немагнитным материалом.

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

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, а именно к магнитно-импульсной обработке (штамповки, сварке) металлов, и может найти применение в различных областях машиностроения, приборостроения в авиа- и ракетостроении. Техническим результатом, на которое направлено предлагаемое техническое решение, является исключение деформации изделия в процессе герметизации. Для этого предложена магнитно-импульсная установка для герметизации тонкостенных цилиндрических контейнеров, содержащая металлическую раму, источник питания, токоввод, устройство управления, индуктор и устройство позиционирования, при этом магнитно-импульсная установка дополнительно содержит диэлектрический цилиндрический корпус, закрепленный диэлектрическим зажимным устройством на обойме индуктора тонкостенной частью насквозь через отверстие индуктора, а толстостенной соединен с приемником, имеющим не менее одного компенсационных отверстий и амортизирующую прокладку. Приемник и диэлектрический корпус соединены резьбовым соединением или скользящей посадкой. 1. Магнитно-импульсная установка для герметизации тонкостенного цилиндрического контейнера путем его сварки с торцевой заглушкой, содержащая индуктор, закрепленный в обойме на раме и соединенный с источником питания, устройство позиционирования и устройство управления, соединенные с источником питания, индуктором и устройством позиционирования, отличающаяся тем, что она снабжена диэлектрическим цилиндрическим корпусом с тонкостенной и толстостенной частями для размещения в нем контейнера с заглушкой с возможностью свободного перемещения, диэлектрическим зажимным устройством, установленным на обойме индуктора, и приемником, имеющим не менее одного компенсационного отверстия для истечения сжатого воздуха и амортизирующую прокладку, при этом толстостенной частью диэлектрический цилиндрический корпус соединен с приемником, а тонкостенной частью расположен в отверстии индуктора, причем диаметр компенсационного отверстия и длина диэлектрического цилиндрического корпуса выбраны из условия замедления контейнера до малых скоростей к моменту достижения приемника. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что приемник и диэлектрический цилиндрический корпус соединены резьбовым соединением. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что приемник и диэлектрический цилиндрический корпус соединены по скользящей посадке.

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

Лазерный источник многозарядных ионов с электронным циклотронным резонансом, состоящий из корпуса с вакуумным насосом, удаляющим из корпуса балластный (фоновый) газ, лазера, установленного на корпусе, мишени, которая установлена в первой ступени данного источника ионов таким образом, что излучение лазера, проходя через мембрану в корпусе, прозрачную для лазерного излучения, попадает на мишень в области центральной продольной оси и генерирует лазерную плазму с высокой плотностью частиц. Плазма, содержащая многозарядные ионы материала мишени, дрейфуя в продольном направлении с кинетической энергией ионов порядка нескольких кэВ, попадает во вторую ступень. Во второй ступени осуществляется дополнительное увеличение зарядового состояния ионов плазмы в результате многократной ударной ионизации их электронами с энергией (температурой), увеличенной в результате электронного циклотронного резонанса. Нагрев электронов и удержание заряженных частиц плазмы во второй ступени реализуются подачей в нее СВЧ-электромагнитных колебаний по волноводу от генератора переменного СВЧ-электрического поля и наличием в ней магнитного поля сложной конфигурации с минимальной величиной на центральной продольной оси источника. Такое магнитное поле создается суперпозицией продольного, аксиально-симметричного магнитного поля, формируемого установленными на корпусе электромагнитными соленоидами, и мультипольного магнитного поля, величина которого на центральной продольной оси источника приближается к нулю и резко нарастает в пристеночной области. Это магнитное поле создается на всем протяжении второй ступени при помощи постоянных магнитов из SmCo, установленных по периметру корпуса как предложено в настоящей полезной модели. Отбор ионов из плазмы и формирование ионного пучка осуществляются при помощи электродов системы экстракции и ускорения ионов, установленных на выходе данного источника ионов. Создание на начальном этапе лазерной плазмы с большим содержанием многозарядных ионов и высокой скоростью продольного движения заряженных частиц позволяет уменьшить потери ионов при перезарядке и уходе из области ионизации в магнитной ловушке с дополнительной ионизацией их электронами, температура которых повышена при помощи электронного циклотронного резонанса. Перечисленные выше факторы способствуют увеличению интенсивности и зарядового состояния ионного пучка на выходе источника, предлагаемого в качестве полезной модели, а также увеличению мощности лазерного излучения. 1. Лазерный источник многозарядных ионов с электронным циклотронным резонансом, состоящий из двух ступеней, в первой ступени которого установлены: лазер на корпусе источника и мишень из рабочего вещества на центральной продольной оси, расположенные таким образом, что обеспечивается попадание излучения лазера на мишень в области центральной продольной оси, а также вакуумный насос, предназначенный для откачки балластного газа; во второй ступени источника установлены электромагнитные соленоиды на корпусе источника таким образом, что они позволяют формировать во второй ступени продольное аксиально-симметричное магнитное поле, постоянные магниты, установленные по периметру корпуса таким образом, что они позволяют формировать на всем протяжении второй ступени мультипольное магнитное поле, величина которого на центральной продольной оси источника приближается к нулю и резко нарастает при удалении от нее в радиальном направлении, а также генератор переменного СВЧ-электрического поля, волновод, предназначенный для ввода переменного СВЧ-электрического поля в эту ступень, системы экстракции и ускорения ионов. 2. Лазерный источник многозарядных ионов с электронным циклотронным резонансом по п. 1, в котором попадание излучения лазера на мишень в области центральной продольной оси обеспечивается перемещением мишени относительно неподвижного лазера. 3. Лазерный источник многозарядных ионов с электронным циклотронным резонансом по п. 1, в котором попадание излучения лазера на мишень в области центральной продольной оси обеспечивается перемещением лазера относительно неподвижной мишени. 4. Лазерный источник многозарядных ионов с электронным циклотронным резонансом по п. 1, в котором попадание излучения лазера на мишень в области центральной продольной оси обеспечивается перемещением мишени и лазера относительно друг друга.

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

Полезная модель относится к области ускорительной техники и может быть использована для ускорения ионов различных элементов в ядерной энергетике и технологиях ионной имплантации. Лазерный генератор ионов характеризуется большим временем непрерывной работы и сохранением в процессе работы спектра зарядовых состояний ионов в инжектируемом пучке. Это достигается за счет многократного уменьшения напыления материалов мишени и стенок камеры взаимодействия, образующихся в результате действия на них оптического излучения лазера, на поверхности отражающих зеркал ОКГ. Оригинальность технического решения, предложенного в данной полезной модели, в том, что рабочие зеркала, отражающие и фокусирующие оптическое излучение лазера на мишень, отделены от зоны ионизации и испарения материала мишени и соединяются с этой зоной через апертуру малого диаметра только на время длительности импульса лазерного излучения. Различия в динамике процессов, связанных с кратковременностью импульса лазерного излучения и большой инерционностью разлета в пространстве твердых составляющих материала мишени, позволяют электромагнитному клапану перекрывать пропускное отверстие до момента достижения его основной массой продуктов абляции. Малые размеры апертуры пропускного отверстия, соединяющего камеру взаимодействия с установленной в ней мишенью и оптическую камеру с рабочими зеркалами, способствуют уменьшению количества материалов десорбции, проникающих из зоны ионизации в оптическую камеру. Это способствует сохранению отражающей поверхности зеркал лазерного генератора ионов в рабочем состоянии. Лазерный генератор ионов, состоящий из: лазера, камеры взаимодействия, в которой на одной стороне установлена мишень, отличающийся тем, что на противоположной ее стороне расположена ионно-оптическая система экстракции ионов, при этом на камере взаимодействия размещена оптическая камера с лазером и отражающими зеркалами, которая соединена с камерой взаимодействия пропускным отверстием малого диаметра, перекрытого подвижной заслонкой электромагнитного клапана, предназначенного для открывания пропускного отверстия на время прохождения импульса лазерного излучения в камеру взаимодействия, причем отражающие зеркала в оптической камере установлены так, что отраженное от них оптическое излучение лазера попадает на мишень через апертуру пропускного отверстия.

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

Предложен лазерно-плазменный инжектор ионов с динамической электромагнитной фокусировкой ионного пучка, состоящий из: лазера, световое излучение которого, попадая на мишень, образует плазму, дрейфующую в пролетном канале, мишени, пролетного канала, на выходе которого установлен датчик тока для измерения токовых и временных параметров плазмы и ионно-оптической системы (ИОС), на электродах которой существуют неизменяющиеся по величине электрические потенциалы. При этом на выходе ИОС установлена периодическая линзовая система, состоящая из трех расположенных вдоль продольной оси ионного пучка собирающих магнитных линз, выполненных в виде соленоидов с экранами. Первый соленоид, считая от ИОС, электрически подключен к генератору импульсов тока линейно изменяющейся величины, который электрически связан с лазером и датчиком тока. Датчик тока установлен в плазме на выходе пролетного канала и электрически связан с входом генератора импульсов тока линейно изменяющейся величины и установлен на выходе пролетного канала перед ИОС, которая осуществляет отбор ионов из плазмы, формирование и дальнейшее ускорение ионного пучка. Второй соленоид, считая от ИОС, электрически подключен к усилителю тока «У», который электрически связан с тем же датчиком тока. Третий, по счету от ИОС, соленоид установлен на выходе периодической линзовой системы и электрически подключен к отдельному источнику электропитания. Этот соленоид позволяет задавать требуемый угол наклона огибающей ионного пучка после компенсации его углового расхождения, связанного с нестабильностью положения плазменной границы эмиссии ионов. Предложенная конструкция позволяет непрерывно осуществлять поэтапную динамическую фокусировку экстрагированного из лазерной плазмы ионного пучка, обладающего большой кинетической энергией движения, при помощи системы отдельно взятых фокусирующих линз. Жесткость фокусировки в первых двух линзах поставлена в зависимость от скорости движения лазерной плазмы в пролетном канале и от изменения ее плотности в зоне отбора ионов в пучок. Такой способ фокусировки ускоренных до высокой энергии ионных пучков, экстрагированных из лазерной плазмы, позволяет непрерывно корректировать их угловое расхождение, вызванное нестабильностью положения плазменной границы эмиссии ионов относительно электродов ИОС и не приводит к увеличению температуры ионов в плазме и росту эффективного эмиттанса ионного пучка. Лазерно-плазменный инжектор ионов с динамической электромагнитной фокусировкой ионного пучка, состоящий из: лазера, мишени, пролетного канала, на выходе которого установлен датчик тока и ионно-оптической системы, отличающийся тем, что на выходе ионно-оптической системы установлена периодическая линзовая система, состоящая из трех расположенных вдоль продольной оси ионного пучка собирающих магнитных линз, выполненных в виде соленоидов с экранами, первый соленоид в которой, считая от ионно-оптической системы, электрически соединен с выходом генератора импульсов тока линейно изменяющейся величины, входы которого электрически соединены с лазером и датчиком тока, второй, по счету от ионно-оптической системы, соленоид электрически соединен с выходом усилителя тока, вход которого электрически соединен с датчиком тока, третий, по счету от ионно-оптической системы, соленоид, установленный на выходе данной периодической линзовой системы, электрически соединен с отдельным источником электропитания.

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