Радиационно-физические, радиохимические и нанотехнологические исследования на пучках ускоренных тяжелых ионов
Руководители темы:
Дмитриев С.Н. Апель П.Ю.
Участвующие страны и международные организации: Беларусь, Болгария, Венгрия, Вьетнам, Германия, Испания, Казахстан, Китай, Куба, Молдова, Монголия, Польша, Россия, Румыния, Сербия, Словакия, США, Чехия, ЮАР.
Изучаемая проблема и основная цель исследований: Переход на новый уровень исследований и разработок в области радиационной физики твердого тела, прикладной радиохимии и материаловедения с выходом на нанотехнологические приложения. Главные акценты будут сделаны на модификацию материалов в нанометровом диапазоне, на исследование эффектов, производимых тяжелыми ионами в веществе, с целью выяснения фундаментальных механизмов и разработки нанотехнологических приложений ионных пучков. Модернизация инструментальной базы ЛЯР для получения медицинских изотопов и развития методов модификации материалов.
Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:
Детальные исследования структурных эффектов, вызываемых тяжелыми ионами в материалах, направленные на понимание фундаментальных механизмов взаимодействия ионов с веществом и на применение пучков ускоренных тяжелых ионов в нанотехнологиях.
Исследования радиационной стойкости материалов, облучаемых высокоэнергетическими многозарядным ионами, включая тестирование электронных компонент для космических применений в режиме реального времени.
Синтез наноструктурированных материалов и исследование их оптических, электрических и магнитных свойств.
Разработка следующих поколений функциональных трековых мембран и основанных на них функциональных материалов для оптических, медицинских, биохимических и сенсорных применений.
Развитие гибридных технологий, сочетающих в себе ионно-трековую технологию с технологиями тонкопленочных покрытий, многослойных композитов, и модификации поверхности.
Получение радиоизотопов для ядерной медицины и радиоэкологических исследований с использованием гамма-квантов, альфа-частиц и ионных пучков.
Создание специализированных каналов для проведения прикладных исследований на вновь создаваемом циклотроне ДЦ-280 и модернизированном циклотроне У-400R.
Развитие лабораторного комплекса в новом лабораторном корпусе ЛЯР в кооперации с Международным Инновационным Нанотехнологическим Центром (МИНЦ, совместный проект ОИЯИ и Роснано).
Ожидаемые результаты по этапам темы или проектам в текущем году:
Формирование субнанометровых каналов в облученных ионами полиэтилентерефталатных пленках комбинацией фотолитического воздействия и жидкостной экстракции. Исследование транспортных свойств получаемых ионоселективных мембран.
Выяснение роли осмотических эффектов на стадии травления асимметричных трековых нанопор и взаимосвязи между их диодоподобными свойствами и осмотическими явлениями.
Анализ методами просвечивающей электронной микроскопии и молекулярной динамики латентных треков быстрых тяжелых ионов в поликристаллическом и аморфном нитриде кремния как материале для утилизации минорных актинидов.
Исследование воздействия высокоэнергетического ионного облучения на структуру и электрические свойства оксида графена.
Исследование структурных эффектов и закономерностей газового распухания ферритных сталей ядерных реакторов с помощью методов электронной микроскопии.
Получение и характеризация функциональных полимерных нановолокон, включая биоразлагаемые, иммобилизованных на поверхности металлизированных трековых мембран для мембранно-сорбционного разделения растворов электролитов.
Формирование, структура и состав супергидрофобных покрытий на поверхности трековых мембран, получаемых методом электронно-лучевого диспергирования полимеров в вакууме, для применения в процессах мембранной дистилляции.
Применение ренгенофлюоресцентного и гамма-активационного анализа для оценки экологической нагрузки от действующих промышленных объектов, в частности угольных ТЭЦ (сотрудничество с Монголией).
Расширение парка оборудования и внедрение в лабораторную практику новых физико-химических методов исследования (спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния, динамического рассеяния света, измерения термо- стабилизированных токов в диэлектриках) и синтеза (электроспиннинг) наноструктур.
Разработка технико-экономического обоснования на создание циклотрона ДЦ-140.
Основные этапы темы:
Этап темы или эксперимент
Руководители
Статус проекта или эксперимента
Лаборатория или другие подразделения ОИЯИ
Основные исполнители
1.
Исследование радиационной повреждаемости твердого тела и образования наноструктур