Неядерные материалы и изотопная продукция

АО «ВНИИНМ» занимается созданием и развитием неядерных технологий и продуктов для ключевых отраслей промышленности, включая авиастроение, металлургию, нефтегазовую отрасль и медицину

АО «ВНИИНМ» разрабатывает технологии получения различных видов изотопной продукции, производства сверхпроводников и функциональных материалов, модификации поверхностей, а также занимается аддитивным направлением.

Совокупность научного потенциала и технологические возможности специализированных лабораторий позволяют АО «ВНИИНМ» создавать новую востребованную рынком наукоемкую продукцию.

Институт занимается получением изотопной продукции, в том числе изотопа углерода –13С (углерод-13), который используется в диагностической медицине и позволяет выявлять функциональные нарушения в организме человека. Также АО «ВНИИНМ» разработана технология получения изотопа азота – 15N (азот-15), являющегося важной составляющей СНУП-топлива. Переход на 15N в составе этого вида топлива позволит продлить время нахождения твэлов в реакторе и уменьшит объемы тритий-содержащих отходов, что в перспективе существенно снизит нагрузку на инфраструктуру повысит безопасность эксплуатации реакторных установок.

АО «ВНИИНМ» разработало систему удаления трития из технологических и атмосферных газовых потоков. Уникальное оборудование по удалению трития позволяет в миллион раз уменьшить уровень объемной активности тритийсодержащего газа. Использование не имеющей аналогов системы позволит повысить уровень обеспечения безопасности при эксплуатации термоядерных установок или других устройств, где используется тритий.

Технологии в сфере модификации поверхностей, разрабатываемые институтом, нашли свое применение в различных изделиях и узлах для атомной промышленности. Ярким примером стал проект по созданию толерантного ATF топлива нового поколения безопасности, для которого из циркониевого сплава Э110 были изготовлены полномасштабные оболочки твэлов с хромовым (Cr) и цианид-хромовым (CN-Cr) покрытиями, которые усиливают характеристики сплавов.

АО «ВНИИНМ» также приняло участие в создании отечественного 3D-принтера, печатающего изделия из безусадочных керамических материалов методом послойного наплавления. В качестве пилотного образца на этой установке был напечатан полноразмерный макет хвостовика тепловыделяющей сборки из карбида кремния. Макет демонстрирует возможности института в области 3D-печати и изготовлении сложных изделий из композиционных материалов.

Институт работает над созданием технологий получения изделий из редкоземельных металлов и композиционных материалов нового поколения, активно занимается восстановлением на своей площадке бериллиевого производства.

БЕРИЛЛИЕВЫЕ ФОЛЬГИ И РЕНТГЕНОВКИЕ ОКНА

АО «ВНИИНМ» занимается производством вакуумплотной бериллиевой фольги и окон рентгеновской аппаратуры. Продукция используется в высокоточном исследовательском оборудовании для вывода излучения из рентгеновских аппаратов и синхротронов. Бериллий входит в состав конструкционных материалов, используемых в космической отрасли и астрофизике, а также позволяет создавать безыскровый инструмент для нефтегазовой промышленности.

Рентгеновские окна, изготовленные специалистами института, успешно прошли ресурсные испытания в рентгеновских аппаратах палаточного типа и установлены в приборах Института кристаллографии РАН и в источнике синхротронного излучения НИЦ «Курчатовский институт».

АО «ВНИИНМ» производит продукцию с высоким уровнем чистоты бериллия по рентгеноконтрастным примесям. Производственный процесс включает шлифовку и полировку поверхностей.

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

АО «ВНИИНМ» располагает производственной базой для создания композиционных материалов. Новейшее оборудование и опыт разработки широкого класса металлов, оксидов, интерметаллидов, керамики позволяет создавать новые композиционные и керамоматричные материалы с заданными свойствами и повышенными технико-экономическими характеристиками.

Среди проектов института – создание участка по изготовлению и исследованию герметизированных труб-оболочек твэлов нового поколения на базе карбида кремния (SiC). Перспективные оболочки армированы плетеным каркасом из непрерывного карбидокремниевого волокна, которое также находит применение во многих высокотехнологичных отраслях – в производстве микроэлектроники, силовых установках, авиастроении и в других сферах.

ТЕХНОЛОГИИ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ

АО «ВНИИНМ» занимается разработкой конструкций и технологий изготовления композиционных низкотемпературных (на основе ниобий-титана и ниобий-олова) и высокотемпературных сверхпроводников (на основе диборида магния и пниктидов).

По технологиям института создаются исходные материалы и полуфабрикаты для производства различных видов сверхпроводников, компоненты для высокотемпературных сверхпроводников второго поколения.

Керамические мишени позволяют получать сверхпроводники, чья токонесущяя способность превышает возможности низкотемпературных проводников в низких магнитных полях в 1,5 раза и в 10 раз в высоких полях.

Также институт разрабатывает кабели на основе ниобий-титана (Nb-Ti) для квантовых компьютеров. В промышленных условиях получены слитки ниобия резонаторного класса, на основе которых создаются устройства с электрическим полем для ускорения элементарных заряженных частиц: протонов, нейтронов и электронов.

Компетенции института защищены более чем 40 полученными патентами.

Разработанные сотрудниками института конструкции и промышленные технологии изготовления композиционных единичных сверхпроводников (стрендов) используются в:

токонесущих элементах магнитной системы Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР)

ускорительном комплексе NICA

проекте модернизации Большого адронного коллайдера

магните детектора СBM (Compressed Baryonic Matter) ускорительного комплекса FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research)

а также при конструировании МРТ-томографов

ИЗОТОПНАЯ ПРОДУКЦИЯ

О «ВНИИНМ» разработаны технологии получения и использования сверхтяжелого изотопа водорода – трития, а также способы получения изотопов легких элементов, в том числе водорода и лития.

В настоящее время институт занимается разработкой технологий производства источников излучения на основе трития. К ним относятся источники бета-излучения, бета-вольтаические источники энергии, тритиевые мишени, а также тритиевая вода.

Данные технологии разделения изотопов легких масс, в первую очередь водорода, бора, углерода и азота, используются при создании диагностических медицинских приборов для обнаружения опухолевых тканей и аппликаторов лучевой терапии. Также технологии применяются в микроэлектронике, космической отрасли, а также в перспективных российских и зарубежных проектах в атомной индустрии.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ

АО «ВНИИНМ» является одним из лидеров на российском и зарубежном рынках в области создания технологий нанесения защитных и функциональных покрытий широкой сферы применения.

Разработанные институтом функциональные и защитные покрытия существенно улучшают характеристики изделий, в том числе делают их более износостойкими, защищают от коррозии, воздействия высоких температур, а также увеличивают сроки эксплуатации готовой продукции.

Технологии АО «ВНИИНМ» активно используются в авиации – для защиты турбин, авиационных двигателей, топливных баков, гидравлических узлов и шасси. Наиболее востребованы многослойные наноструктурированные покрытия в атомной промышленности, их применяют для защиты транспортных упаковочных комплектов при работе с агрессивными средами.

РЕВЕРСИВНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Реверсивный инжиниринг – технология получения изделий и материалов по уже готовому образцу. Центр реверсивного материаловедения АО «ВНИИНМ» выполняет работы по комплексному исследованию изделий и материалов с возможностью воссоздания объекта исследования с улучшенными свойствами. Реверсивное материаловедение позволяет заказчикам атомной и других отраслей промышленности создать полноценный аналог изделия.

Один из последних успешно реализованных проектов Центра реверсивного материаловедения – разработка технологии изготовления шаров для гидроразрыва пластов. После проведения анализа химического состава импортных изделий был предложен подходящий по свойствам сплав для изготовления импортонезависимых шаров, который был принят заказчиком.

Специалисты АО «ВНИИНМ» проводят анализ материалов, включая цифровое моделирование, что позволяет узнать, как поведет себя изделие в заданных условиях и предлагают варианты реализации: мелкосерийное производство мелкой серии в АО «ВНИИНМ», организация производства на предприятиях отрасли, либо сопровождение постановки технологии на других предприятиях.

Автоматизация
и аналитика