разработки   ускорители

ИЛУ и ЭЛВ - мощные компактные ускорители электронов для промышленного использования. В настоящее время в ИЯФ производятся два семейства промышленных ускорителей: ИЛУ и ЭЛВ, использующиеся в разных отраслях экономики: радиационная обработка полиэтиленовой изоляции кабелей с целью повышения ее тепловой прочности, радиационная модификация полимерных ...

разработки   сканеры

Новые методы регистрации излучения и современная электроника послужили базой для создания нового поколения рентгеновских установок. ИЯФ является несомненным лидером в этом направлении исследований.

разработки   вигглер

Институт Ядерной Физики продолжает вести работы в данном направлении – разрабатываются генераторы СИ без использования большого объема жидкого гелия, что значительно удешевит его стоимость и обслуживание.

Около десяти типов ускорителей электронов разрабатывались в ИЯФ с ориентацией на применение в промышленных радиационных технологиях. Однако до состояния «широкого применения» развились только ускорители выпрямительного типа серии ЭЛВ
и ускорители высокочастотного однорезонаторного типа серии ИЛУ. Эти ускорители, начав свое существование как «побочный продукт» академической науки, в настоящее время производятся как результат научной работы двух специализированных лабораторий Института.

Несколько модификаций ускорителей серии ЭЛВ обеспечивают пучок электронов в интервале энергии от 0,4 до 2,5 МэВ при мощности до 400 кВт. Пять модификаций ускорителей серии ИЛУ создают пучок электронов в интервале энергии от 0,6 до 10 МэВ при мощности пучка до 100 кВт.

Многорезонаторный ИЛУ-14 при энергии электронов 10 МэВ имеет мощность пучка до 100 кВт. Этот набор ускорителей по параметрам электронного пучка удовлетворяет большинству известных ныне радиационных технологических процессов и производств.

Последние модификации ускорителей серии ЭЛВ, такие как ЭЛВ-6М и ЭЛВ-12, благодаря большой мощности электронного пучка (до 400 кВт) и высокому коэффициенту полезного действия (до 90%) подходят для использования в быстроразвивающихся сейчас природоохранных технологиях, таких, например,
как очистка дымовых выбросов электростанций и очистка промышленных сточных вод. И вообще, высокий КПД является одним из основных преимуществ ЭЛВ перед любыми другими ускорителями. В свою очередь, новые модификации ускорителей ИЛУ с высокой (до 10 МэВ)
энергией электронов пучка (ИЛУ-10 и ИЛУ-12/14) вполне соответствуют требованиям процесса электронно-лучевой стерилизации в медицине, фармакологии, пищевой промышленности. Здесь обрабатываемой продукцией являются одноразовые шприцы,
системы переливания крови, одноразовое белье медперсонала, сырье для производства лекарств, новые медицинские препараты.

Электронный пучок ускорителей ЭЛВ может выводиться в атмосферу в виде тонкого луча диаметром 1-2 мм. Плотность тепловой энергии такого пучка чрезвычайно высока. Это позволяет использовать его в процессах резки и сварки,
закалки и наплавки металлов, в процессах нанотехнологии, например, в производстве нанопорошков. Для ускорителей ИЛУ разработан конвертер энергии электронного пучка в энергию тормозного излучения. В поле такого излучения возможна обработка материалов и
продуктов большой массовой толщины (изделия в упаковке, продукты в пакетах).

Современный этап развития источников радиации характеризуется тем, что в дополнение к усовершенствованию самих ускорителей электронов, в Институте разрабатываются новые радиационные технологии и оборудование для их реализации.
Примером таких разработок могут служить установки на основе ускорителей для высококачественного облучения изоляции провода и термоусаживаемых труб с производительностью до 500 м/мин. Заводы, использующие ускорители серии ЭЛВ, практически
являются монополистами в России и на территории бывшего СCСР по производству кабелей для атомных электростанций и буровых установок (нефтепогружной кабель) и вообще почти всей кабельной продукции.

В течение многих лет в Институте интенсивно работают два облучательных стенда «общего пользования» на основе ускорителей ИЛУ и ЭЛВ. На этих стендах решаются научные и технологические задачи по радиационной тематике. В разработках,
кроме сотрудников ИЯФ, принимают участие российские и иностранные специалисты. Радиационная стерилизация (медицина и фармацевтика), обработка проводниковых приборов, процессы радиационно-термического высокотемпературного газофазного синтеза,
электронно-лучевая вневакуумная наплавка защитных покрытий на титановые сплавы и многие другие радиационные технологические процессы, доведены до очень высокой стадии готовности к широкому применению.

Эти разработки являются своеобразным «планом» будущих применений электронных пучков промышленных ускорителей. По многим абсолютным и удельным параметрам, включая надежность и долговечность, ускорители ИЛУ и ЭЛВ не уступают
образцам аналогичной продукции известных мировых производителей. Это дает им возможность выдерживать жесткую конкуренцию на мировом рынке. К настоящему времени поставлено предприятиям внутри страны и иностранным фирмам около
четырех десятков ускорителей серии ИЛУ и более 100 ускорителей серии ЭЛВ.

Среди стран-покупателей - США, Япония, Корея, Китай, Малайзия, Индия, Италия, Германия, Чехия, Польша, Венгрия и др. ИЯФ, имея собственное производство, множество технологических линий и уникальных методик, а главное - имея
богатый опыт производства высококлассного физического оборудования, является мировым лидером по объему и качеству производства ускорителей ИЛУ и ЭЛВ.

Институт Ядерной Физики уже более 40 лет успешно занимается разработкой и производством новых уникальных источников СИ и сверхпроводящих магнитов для генерации СИ.

Вигглеры, разработанные в ИЯФ за последние годы, имеют очень низкий (близкий к нулю) расход жидкого гелия и требуют обслуживания не чаще одного раза в несколько лет. Поэтому
многие, ранее изготовленные в ИЯФ вигглеры, работающие на раазличных накопителях, могут быть модернизированы в соответствии с современными требованиями. Так, например, в июне 2013 года была произведена модернизация криостата 49-полюсного вигглера с полем 3,5 Тл, работающего с 2002 года на накопителе ELETTRA (Италия). При этом магнитная система не претерпела изменений, что говорит о высочайшем качестве применяемых технологий и материалов. В настоящее время на различных источниках СИ по всему миру работает более 40 сверхпроводящих генераторов синхротронного излучения с полем от 2 до 8 Тл, некоторые из них успешно проработали уже более 15 лет.

Институт Ядерной Физики продолжает вести работы в данном направлении – разрабатываются генераторы СИ без использования большого объема жидкого гелия, что значительно удешевит его стоимость и обслуживание.

Разработанная в ИЯФ малодозная цифровая рентгенографическая установка (МЦРУ) «Сибирь-Η» предназначена для широкого круга рентгенологических обследований, таких как диагностика заболеваний органов грудной клетки, черепа, опорно-двигательного аппарата, включая позвоночник, а так же пельвиометрии. Наиболее эффективно применение этой установки для профилактических обследований органов грудной клетки, где необходимы оперативная диагностика, удобство архивирования и, особенно, низкие дозы облучения пациентов.

Принцип действия установки основан на вертикальном сканировании пациента плоским веерообразным рентгеновским лучом. По завершении сканирования снимок сразу появляется на экране дисплея. В сочетании с высокой эффективностью и низким собственным шумом детектора это обеспечивает высокую контрастную чувствительность (1%) при рекордно низких дозах облучения (1-5 мкЗв). Это позволяет проводить обследования даже беременным женщинам и прогнозировать ход будущих родов.

Высокий динамический диапазон (1000), а также короткое время экспозиции одной строки снимка (2,5 мс/строку) обеспечивают одинаковое качество и резкость изображения по всему полю снимка, включая сердце и околосердечную область.

Промышленное производство МЦРУ начато в 1997 году. Сегодня предприятие Электрохимприбор, г. Лесной выпускает «Сибирь-Н» серийно. Лицензии на их производство закуплены также другими отечественными и зарубежными фирмами. Установка имеет все разрешительные документы и лицензии Минздрава РФ как надежное, безопасное средство рентгенографического обследования.

В связи с возросшей угрозой террористических актов стала крайне актуальной проблема массового досмотра граждан в аэропортах, на вокзалах и других местах массового скопления. Цель досмотра - обнаружение любых подозрительных (в том числе и неметаллических) предметов и веществ, наличие которых незаконно и которые человек пытается скрыть под одеждой или даже внутри тела.

На основе опыта, полученного при разработке установки МЦРУ «Сибирь-Η», в ИЯФ была создана система рентгеновского контроля (СРК) «Сибскан». Благодаря принципу сканирования удалось получить большой размер снимка (2000 мм на 800 мм). Высокие контрастная чувствительность и пространственное разрешение позволяют обнаруживать любые подозрительные металлические (пистолеты, ножи) и малоконтрастные объекты (пластиковые ножи, взрывчатка, наркотики).

Доза облучения за один досмотр составляет 1 мкЗв, что эквивалентно дозе от природного радиационного фона, получаемой пассажиром самолета за 10 минут полета на высоте 10 тысяч метров. Это значит, что человек может проходить через СРК большое число раз совершенно безопасно для здоровья. При этом пассажиру не требуется разуваться, снимать верхнюю одежду и ремень, что делает обследование удобным и не унизительным для человека.

Программное обеспечение, автоматизирующее анализ снимка, позволяет провести его за короткое время, что обеспечивает высокую пропускную способность установки (2 чел/мин). Досмотр становится более эффективным, быстрым и удобным для пассажиров и персонала. Первые СРК «Сибскан» были запущены в нескольких аэропортах в Москве, Санкт-Петербурге, Ханты-Мансийске и Новосибирске. Система имеет все разрешительные документы и защищена патентом.

Магнитное, вакуумное оборудование ускорителей