Вебинары РИЭПП17 мая запланировано проведение вебинара на тему «Нормативно-правовая база функционирования центров коллективного пользования научным оборудованием (ЦКП) и особенности работы с порталом ckp-rf.ru».

Записаться на вебинар и посмотреть программу других вебинаров.

Уникальные научные установки

Ионный ускоритель (ГЕЛИС) (ГЕЛИС)

УНУ создана в 1982 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Адрес
Руководитель работ
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
да2225.60
Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт имени П.Н. Лебедева Российской академии наук

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

Многофункциональная электрофизическая установка ГЕЛИС  представляет собой ускоритель ионов различных газов до энергии ≤ 50 кэВ, который включает в себя: 1) ионный источник (собственно ускоритель) c оборудованием, обеспечивающим его питание; 2) систему фокусировки ионного пучка; 3) вакуумную систему;  4) диагностическую аппаратуру для измерения тока и энергии ионного пучка.  Установка ГЕЛИС предназначена для  проведения широкого спектра экспериментов, таких как,  изучение столкновений легких ядер с  энергией в десятки кэВ, изучение элементарных и коллективных процессов в ионно-пучковой  плазме, изучение взаимодействий ионного пучка  с различными материалами, модификация их  поверхности и получение методом ионно-лучевого распыления тонкопленочных покрытий. Установка является уникальной, все конструкционные узлы системы фокусировки пучка,  вакуумной системы (за исключением серийной электромеханической запорной арматуры и  вакуумных насосов), диагностической аппаратуры изготовлены в мастерских и ОКБ ФИАН. Ионный  источник (дуаплазмотрон) был разработан и изготовлен в Институте физики НАН Украины по  специальному заказу ФИАН в 1982 г., в 1994 г. был модернизирован силами ФИАН. Благодаря  оригинальной конструкции рабочих камер вакуумного тракта ионного пучка и наличию мощной  дифференциальной откачки,  на установке можно проводить исследования с пучками ионов  различных газов, как  с твердотельными, так и газовыми мишенями, осуществлять облучение  твердотельной мишени с плотностью тока пучка до  100 мА/см2, как в вакууме, так и в атмосфере   газа с давлением до 10 торр.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

В последние 10 лет реакции синтеза при низких энергиях (< 5 кэВ) исследуются систематически на 3-х установках. Первые две работают в Европе: ускорители коллаборации LUNA в Гран-Сассо (Италия и университета в Бохуме (Германия). Третья установка работает в университете Тохоку (Сендай, Япония). Отличие установки ГЕЛИС от перечисленных выше установок заключается в том, что для работы с пучком основного источника используется магнитная линза, которая позволяет, используя механизм газовой компенсации объемного заряда пучка, ввести через систему дифференциальной откачки в камеру, где расположена мишень, пучок с током до 40 мA и плотностью тока до 100 мA/cm2, а вакуумная система дифференциальной откачки позволяет работать с газовыми мишенями при давлении рабочего газа до 10 Торр. При существующей системе экстракции пучка установка ГЕЛИС может давать ток ионов 4He около 1 мА с энергией Еlab = 5 кэВ (для ионов 3He, d и р ток будет больше). Если использовать систему торможения ионов основного пучка перед мишенью, то можно будет достичь токов порядка 10 мА в интересующем диапазоне энергий. Достижение таких параметров тока пучка позволит намного сократить время измерения выходов исследуемых ядерных реакций при низких энергиях. Таким образом, используя уникальные возможности установки ГЕЛИС, можно провести исследования по измерению сечений реакций синтеза легких ядер в диапазоне энергий от 5 до 50 кэВ в лабораторной системе координат с использованием газовых мишеней и от 0,25 до 50 кэВ с использованием твердотельных мишеней и при этом работать с токами пучка намного более высокими, чем в упомянутых выше работах. На установке ГЕЛИС были проведены научные исследования совместно с различными отделами и отделениями ФИАН, физических центров России и мира: ИОФАН, ИФХАН, НИИЯФ МГУ, НИИПФ, Институт проблем материаловедения Академии наук Украины, Институт физики плазмы (Варшава, Польша), CERN, DESY. Эти исследования представляют большой интерес для управляемого термоядерного синтеза, изучения структуры твердого тела и его поверхности, получения новых материалов и их пленок. Результаты этих исследований были использованы: в создании эмиттеров из композиционных наноматериалов с включениями эмиссионно-активной фазы; в получении тонких эпитаксиальных пленок ВТСП; в выборе материалов для будущего реактора ITER; в создании новых детекторов ионизирующего излучения, способных работать при больших загрузках в жестких радиационных условиях. Создание аналогичного образца УСУ нецелесообразно, поскольку установка предназначена для поисковых научно-исследовательских работ на стыке научных направлений и не предназначена для использования в технологических циклах массового производства из-за сложности и достаточно высокой стоимости конструкционных элементов (~100 миллионов рублей).

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • изучение столкновений легких ядер с энергией в десятки кэВ;
  • изучение элементарных и коллективных процессов в ионно-пучковой плазме;
  • изучение взаимодействий ионного пучка с различными материалами, модификация их поверхности и получение методом ионно-лучевого распыления тонкопленочных покрытий.

Наиболее значимые научные результаты исследований

Обнаружена зависимость выхода нейтронов (продуктов DD-реакций) от ориентации мишени из дейтерированного CVD поликристаллического алмаза относительно пучка ионов дейтерия, что объясняется эффектами каналирования

119991, г. Москва, Ленинский проспект, д. 53
📷

Перечень объектов в составе УНУ (7)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Турбомолекулярный вакуумный насос ТМН-2500
Назначение, основные характеристики
Завод "Красный луч", г. Ворошиловоград СССР (до 1991 года включительно) 1982 3
Источник ионов кислорода
Назначение, основные характеристики
Институт физики АН, г. Киев СССР (до 1991 года включительно) 1990 1
Вакуумная камера с аналитическим оборудованием
Назначение, основные характеристики
ОКБ ФИАН СССР (до 1991 года включительно) 1984 1
Вакуумная камера-мишень
Назначение, основные характеристики
ОКБ ФИАН СССР (до 1991 года включительно) 1982 1
Вакуумная камера дифференциальной откачки
Назначение, основные характеристики
ОКБ ФИАН СССР (до 1991 года включительно) 1982 1
Электромагнитная линза
Назначение, основные характеристики
ОКБ ФИАН СССР (до 1991 года включительно) 1984 1
Ионный источник дуоплазматрон
Назначение, основные характеристики
Институт физики АН, г. Киев СССР (до 1991 года включительно) 1982 1

Услуги (2)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Ионно-лучевая обработка материалов
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Напыление резистивных покрытий из разных многокомпонентных материалов на электроды микростриповых структур образцов разрабатываемых в коллаборации RD51 Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН)
- наиболее востребованная услуга
Науки о жизни

Методики (7)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Изготовление мишеней на основе CVD-алмаза и карбала не аттестована
Опреление ионно-электронной эмиссии и коэффициента распыления различных твердотельных (многокомпонентных) материалов не аттестована
Изготовление мишеней на основе водородосодержащих гетероструктур Pd и Ti не аттестована
Облучение мишеней ионами дейтерия и регистрации продуктов DD-реакций не аттестована
Изготовление пленок различных твердотельных (многокомпонентных) материалов методом ионно-лучевого распыления не аттестована
Ионно-лучевая обработка материалов не аттестована
Ионная имплантация ионов газов не аттестована

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий