ИСТИНА

В целях реализации следующих мероприятий Федеральной программы: а) проведение синхротронных и нейтронных исследований (разработок), необходимых для решения принципиально новых фундаментальных и крупных прикладных задач, в том числе: поддержка научных и научно-технических проектов, выполняемых организациями, в том числе совместно с организациями, действующими в реальном секторе экономики, представителями международного научного сообщества, а также проектов исследователей в возрасте до 39 лет; поддержка разработки и трансфера прорывных технологий, созданных с использованием результатов синхротронных и нейтронных исследований, а также ускорительных, реакторных и ядерных технологий, в том числе в рамках развития ядерной медицины; б) создание сетевой синхротронной и нейтронной научно-исследовательской инфраструктуры на территории Российской Федерации, в том числе создание и развитие на базе организаций лабораторий и центров, включая центры коллективного пользования, инфраструктуры для хранения, обработки и анализа экспериментальных данных, обеспечивающих ускоренное развитие синхротронных и нейтронных исследований, ускорительных, реакторных и ядерных технологий, в том числе технологий ядерной медицины; в) подготовка специалистов в области разработки, проектирования и строительства источников синхротронного и нейтронного излучения, а также научных кадров для проведения синхротронных и нейтронных исследований (разработок) в целях получения результатов мирового уровня, в том числе: разработка и реализация образовательных программ высшего образования и дополнительных профессиональных программ, направленных на создание прорывных технологических решений с применением синхротронных и нейтронных источников; организация и проведение научных конференций, школ и семинаров для исследователей и обучающихся по направлениям реализации Федеральной программы в возрасте до 39 лет.

In purpose of implementation of the following activities of the Federal Program: (a) Synchrotron and neutron research (development) required to solve fundamentally new fundamental and major applied problems, including: support of scientific and scientific-technical projects carried out by organizations, including jointly with organizations operating in the real sector of the economy, representatives of the international scientific community, as well as projects of researchers under the age of 39; Support for the development and transfer of breakthrough technologies created using the results of synchrotron and neutron research as well as acceleration, reactor and nuclear technologies, including as part of the development of nuclear medicine; b) creation of a networked synchrotron and neutron research infrastructure in the Russian Federation, including the creation and development on the basis of organizations of laboratories and centers, including shared-use centers, infrastructure for storage, processing and analysis of experimental data, providing accelerated development of synchrotron and neutron research, acceleration, reactor and nuclear technologies, including nuclear medicine technologies; c) training specialists in the development, design and construction of synchrotron and neutron radiation sources, as well as scientific personnel for synchrotron and neutron research (development) to produce world-class results, including: development and implementation of educational programs of higher education and additional professional programs aimed at creating breakthrough technological solutions using synchrotron and neutron sources; organization and conduct of scientific conferences, schools and seminars for researchers and trainees in the areas of implementation of the Federal Program under the age of 39.

Развитие инфраструктуры мирового уровня и разработаны новые уникальные методики синхротронных и нейтронных исследований для: 1) материалов и изделий для ядерной энергетики, 2) сверхпроводящих материалов, 3) термоэлектрических материалов, 4) материалов для безопасного захоронения радиоактивных отходов. Представленная исследовательская программа охватывает широкий круг направлений энергетики будущего, прежде всего в области ядерной энергетики, безопасного захоронения радиоактивных отходов, а также материалов для термоядерной энергетики, других систем генерации и передачи энергии. Данное направление соответствует по меньшей мере двум приоритетам научно-технологического развития России: а) переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта и б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии. В рамках проекта планируется разработка новых методов синтеза и исследования с использованием синхротронного и нейтронного излучения разнообразных материалов для нужд энергетического сектора, включая керамику, сверхпроводники и термоэлектрические соединения. Основные результаты будут охватывать оптимизацию катализаторов, анализ микроструктуры материалов, создание новых сенсоров и терагерцовых устройств, а также изучение радиационных эффектов. В рамках проекта также будет разработаны методики измерений и предложены новые подходы к обработке данных дифракции и спектроскопии, включая применение принципов машинного обучения. По результатам проведенных фундаментальных и прикладных исследований будут опубликованы статьи в высокорейтинговых журналах, в том числе первого квартиля.

Опыт исполнителя позволит создать сетевую синхротронную и нейтронноую научно-исследовательскоую инфраструктуру на территории Российской Федерации, в том числе создание и развитие на базе организаций лабораторий и центров, включая центры коллективного пользования, инфраструктуры для хранения, обработки и анализа экспериментальных данных, обеспечивающих ускоренное развитие синхротронных и нейтронных исследований, ускорительных, реакторных и ядерных технологий, в том числе технологий ядерной медицины.

В рамках проекта на основании исследования нанодисперсного порошка ThO2 разработан комплекс методов анализа твердой фазы, с помощью которых возможно провести достоверную характеризацию образцов, обладающих низкой кристалличностью. Проведено исследование структурных параметров и степени окисления урана в образцах xUO3*yN2H4*zH2O и UO2 при различных температурах с использованием спектроскопии рентгеновского поглощения. Методика in-situ около L3-края поглощения урана была осуществлена в диапазоне температур от комнатной до 400 °C. Обнаружено разрушение структуры уранила при 200 °C и окислительно-восстановительная реакция при 300 °C. В результате XANES экспериментов около K-края палладия, осуществленных в режиме operando, показано, что исходное присутствие палладия в окисленном состоянии на поверхности частиц катализатора блокирует реакцию окисления водорода. С повышением температуры активной зоны в водород-воздушной атмосфере происходит восстановление оксида палладия, что инициирует реакцию каталитического окисления водорода и приводит к наблюдаемому скачку сенсорного отклика. Именно присутствие металлического палладия позволяет молекулам водорода хемосорбироваться на частицы катализатора и далее вступать в реакцию каталитического окисления. В рамках работы по проекту получены твердые растворы Bi2-xAsxTe3 (0<x<0,1). Образцы исследованы методом рентгенофазового анализа, измерена электропроводность, теплопроводность и коэффициент Зеебека. Показано, что Bi2Te3 и -As2Te3 являются эффективными термоэлектриками при 400 K, Обнаружено, что коэффициент Зеебека увеличивается при добавлении As и достигает максимума при x=0,07, а затем уменьшается при x=0,1. Теплопроводность (κ) при увеличении концентрации As при комнатной температуре незначительно возрастает. Безразмерная термоэлектрическая эффективность ZT достигает значений 0,7 при x=0.1, смещаясь к 250 K. Результаты могут быть использованы для разработки эффективных термоэлектриков в диапазоне 200–300 K. В сверхпроводнике (K0.8Na0.2)0.8Fe1.6Se2 обнаружен параметр сверхпроводящего порядка: величина щели Δ0 ≈ 10.6 мэВ, отношение 20/kBTc  3.88. Изучено влияние температуры на андреевский избыточный ток IexcA(T) и андреевскую проводимость GAZBC(T). IexcA(T) описывается моделью БКШ. Созданы туннельные структуры на базе сверхпроводника состава Mo8Ga41 с различными контактами и тонкими сверхпроводящими перемычками. По вольтамперным характеристикам определены значения критического тока Ic при разных температурах. Оценены характеристические отношения теории БКШ для объемной сверхпроводящей щели и выявлены наведенные (поверхностные) щели. Характеристическое отношение для наведенных щелей соответствует пределу слабой связи теории БКШ, а Tc составляет 6.0–7.3 К. С помощью разработанной в рамках проекта экспериментальной ячейки для изучения термоэлектрических свойств полимерных материалов с помощью малоуглового и широкоуглового рентгеновского рассеяния изучались процессы доменообразования в пленках с эффектом Зеебека. Было обнаружено, что изменения, вносимые в боковые цепи малых молекул, приводят к критическому изменению морфологии, степени кристалличности и типа упаковки. Показано, что отличия в химической структуре приводят к различным ориентациям молекул, обеспечивающим электронный транспорт. Полианилин, выбранный в качестве референсного образца, не обладал кристалличностью. Сравнение свойств в реальном времени показало, что размер и ориентация кристаллических доменов существенно влияют на термоэлектрические свойства, проявляя более высокие коэффициенты Зеебека по сравнению с референсом.