Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014— 2020 годы» Соглашение 14. 577. 21. 0117 от 27. 10. 2014 на период 2014 – 2016 гг. технологии, конструкции и изготовление радиационно-стимулированного источника повышенного постоянного и импульсного напряжения на основе высокообогащенного изотопа никеля-63» Тема: «Разработка Руководитель проекта: начальник научноисследовательского управления, к. т. н. Зеленков П. В. Энергоэффективность, энергосбережение и ядерная энергетика
Участники проекта Получатель субсидии: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева» (г. Красноярск). Научные исследования в Сиб. ГАУ неразрывно связаны с авиационной, ракетнокосмической и телекоммуникационной отраслями, в частности: разработка энергопреобразовательного оборудования систем питания космических аппаратов (КА), зарядно-разрядных устройств, имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей КА, систем ориентации и стабилизации, крупногабаритных антенн, двигательных установок, командных и телекоммуникационных блоков КА, технологического и испытательного оборудования для создания изделий ракетно-космической техники и др. Коллектив Сиб. ГАУ, обладают необходимой материальной базой и большим опытом в проведении разработок различного классов приборов электроники и микроэлектроники, имеется собственный ресурсный центр «Космические аппараты и системы» . Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 2
Участники проекта Индустриальный партнёр: ФГУП «ГОРНО-ХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ» ( «ФГУП ГХК» ) (г. Железногорск Красноярского края) - предприятие в составе дивизиона по управлению заключительной стадией жизненного цикла госкорпорации «Росатом» . Основные виды деятельности комбината: транспортирование и хранение отработавшего ядерного топлива (ОЯТ); вывод из эксплуатации объектов оборонного комплекса; строительство «сухого» и эксплуатация «мокрого» хранилища ОЯТ; эксплуатация завода по производству МОКС-топлива для реакторов на быстрых нейтронах создание опытно-демонстрационного центра по радиохимической переработке ОЯТ. «ФГУП ГХК» осуществляет софинансирование ПНИ в размере 30, 006 млн. рублей, в том числе: - в 2014 году в размере 12, 003 млн. рублей, - в 2015 году в размере 9, 002 млн. рублей, - в 2016 году в размере 9, 002 млн. рублей. Соисполнителей по проекту нет Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 3
Цели и задачи проекта Цель проекта - решение комплекса теоретических, конструктивных и технологических задач разработки новых высокоэффективных источников энергии на основе вещества с бета-радиоактивностью с повышенной мощностью и ресурсом не менее 50 лет, для нового поколения аппаратуры (систем на кристалле и систем в корпусе); Задачи проекта: Решение комплекса проблем создания высокоэффективного радиационностимулированного источника на основе кремния Решение комплекса проблем получения высокообогащенного изотопа 63 Ni Новизна проекта состоит в разработке технологии промышленного изготовления высокообогащенного изотопа 63 Ni, а также высокоэффективных БЭП с ресурсом не менее 20 -25 лет. Разрабатываются технологии радиохимической очистки и газоцентрифужного обогащения изотопа 63 Ni, технологии создания бетаэлектронных преобразователей с высоким кпд (планарная, сэндвичевая и микроканальные структуры), технология нанесения пленок изотопа микронных толщин, технологии создания микропотребляющих стабилизаторов напряжения Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 4
Ожидаемые результаты проекта Основной результат - разработка технологической цепочки по изготовлению РСИ на основе высокообогащенного (до 81%) изотопа 63 Ni и кремниевой структуры. Пульсирующий РСИ: напряжение разомкнутой цепи - не менее 5 В; сопротивление нагрузки номинальное - не менее 1 к. Ом; длительность импульса выходного напряжения на номинальной нагрузке - не менее 0. 5 с; период следования импульсов выходного напряжения в начале срока эксплуатации - не более 100 с, в конце срока эксплуатации - не более 200 с; Непрерывный РСИ: напряжение разомкнутой цепи - не менее 12 В; ток короткого замыкания - не менее 1 н. А; напряжение в конце срока эксплуатации - не менее 60% от начального; сопротивление внутреннее - не более 2 МОм. Год Радиоактивность, м. Ки IКЗ, н. А UХХ, м. В P, н. Вт К. П. Д. , % 2003 us 1 2, 86 128 32 - 2009 us 10 54 82 - - 2011 ru 20 45 15 - - 2011 ru 40 80 17 - - 2011 cn - 573, 3 253 99, 85 4, 94 2012 cn 5 на см 2 25 на см 2 50 0, 47 на см 2 - 2015 ru 2, 7 на см 2 32 110 2, 5 Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 5
Перспективы практического использования Потенциальные потребители результатов проекта: 1. ОАО "Информационные спутниковые системы", г. Железногорск Красноярского края. резервирование питания важнейших узлов электронной аппаратуры КА, основное питание микропотребляющих приборов (вынесенные датчики в трудно доступных местах, выдвижных, подвижных модулях; системы на кристалле; беспроводные сенсорные сети). 2. ФГУП "ГХК" г. Железногорск Красноярского края. Интерес заключается в производстве источников питания датчиков, расположенных в опасных и труднодоступных подвижных модулях систем контроля. В перспективе ожидается интерес предприятий, производящих медицинскую технику и продукцию оборонного назначения. 1. Группа компаний «Микрон» - изготовление РСИ в виде законченного изделия и в составе систем-на-кристалле и систем-в-корпусе. 2. ОАО "Интеграл" - изготовление РСИ в виде законченного изделия и в составе системна-кристалле и систем-в-корпусе, в т. ч. радиационно-стойкого исполнения. и другие предприятия микроэлектронной промышленности Отсутствие подобных БЭП тормозит развитие перспективных микроэлектронных и микроэлектромеханических систем. Поэтому создание новых источников питания на основе долгоживущих радионуклидов бета-источников является перспективной задачей, решение которой позволит создать новые коммерческие продукты высокотехнологичной отрасли экономики. ФЦП ИР Соглашение № 14. 577. 21. 0117 2014 -2020 6
Суть проекта 1 Бетаэлектронный преобразователь (первичный источник) 2 3 Радиационно-стимулированный источник тока (РСИ) Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 7
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. Мишень 62 Ni Горячая камера стенда РХО Соглашение № 14. 577. 21. 0117 1 Основные технологические переделы: получение рабочего газа (ГХК) газоцентрифужное обогащение по изотопу 62 Ni (ЭХЗ) перевод РГ в металлическую форму (ГХК) изготовление мишени для реакторной установки (ТПУ) облучение мишени и наработка изотопа 63 Ni (ТПУ) радиохимическая очистка мишени (ГХК) получение рабочего газа (ГХК) газоцентрифужное обогащение по изотопу 63 Ni (ЭХЗ) перевод РГ в металлическую форму (ГХК) перевод легких фракций РГ в металлическую форму и направление на повторное облучение в составе мишени (ГХК) Кооперация производств ФЦП ИР 2014 -2020 8
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. 2 Планарная конструкция (высокоомный кремний, облучение 2, 7 м. Ки, Iкз = 28 н. А/см 2, Uхх = 130 м. В) Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 9
2 75 -95 µm Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. 5 -6 µm Микроканальная конструкция (высокоомный кремний, неупорядоченные поры, облучение 2, 7 м. Ки, Iкз = 18 н. А/см 2, Uхх = 5 м. В) РЭМ, режим наведенного тока Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 10
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. 2 Микроканальная конструкция (высокоомный кремний, упорядоченные поры) Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 11
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. 3 Стабилизатор напряжения микроваттного диапазона. Цели ПН: а) приведение напряжения к требуемым нагрузкой уровням (1, 8. . 2, 7. . 3, 3 В); б) компенсация ухода характеристик вследствие температурной зависимости свойств полупроводникового БЭП; в) компенсация выработки изотопа никеля; г) отбор максимально доступной мощности (экстремальное регулирование). Стабилизатор напряжения в постоянном (работа с 0, 6 В, Uвых = 2, 7/3, 3/5, 0 В) и пульсирующем (Uвых = 5, 0/12, 0 В) вариантах, площадь 1 см 2 Созданы методики измерения характеристик БЭП, СН и РСИ Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 12
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г. Измерительная система Термостатированная клетка Фарадея Криостат Управляющая ЭВМ При варьировании Uвх источника и Т измерение следующих показателей: среднего значения и уровня пульсаций Uxx БЭП, СН, РСИ; переходных процессов на выходе при скачкообразном изменении нагрузки; КПД устройства; статической ВАХ и импеданса устройства. Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 13
Состояние выполнения запланированных индикаторов № п/п Наименование статей расходов 1 Оплата труда работников (включая расходы на оплату страховых взносов на ФОТ) Объем средств субсидии на текущий 2015 год (тыс. руб. ) Фактические расходы за отчетный период (тыс. руб. ) 11400 7167, 98965 2 Материалы 150 3 Прочие прямые расходы 600 319, 68180 4 Накладные и общехозяйственные расходы 1350 675 Итого 13500 8312, 67145 Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 14
Состояние выполнения запланированных индикаторов № п/п Наименование Единица измерения Запланировано на текущий 2015 год Достигнуто за отчетный период процентов 50 67, 5 1 Доля исследователей до 39 лет 2 Объем привлеченных внебюджетных средств млн. руб 10, 002 9, 14112105 Число патентных заявок, поданных по результатам проекта единиц 1 0 3 4 Число публикаций в научных журналах, индексируемых в базе данных Scopus или WEB of Science единиц 2 1 5 Количество мероприятий по демонстрации и популяризации результатов и достижений науки единиц 1 2 лет 46 38, 3 единиц 1 1 6 7 Средний возраст исследователей – участников проекта (не более) Количество ЦКП, оборудование которых использовалось при проведении исследований и разработок в рамках проекта Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 15
Спасибо за внимание! Докладчик: к. т. н. , доцент - Лелеков Александр Тимофеевич Соглашение № 14. 577. 21. 0117 ФЦП ИР 2014 -2020 16
Скачать презентацию Федеральная целевая программа Исследования и разработки по приоритетным
ed2f4b5cf8eb5391ee3e747b20bb0851.ppt