Структура

Участие в Федеральной целевой программе (ФЦП)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «26» сентября 2017 года № 14.607.21.0194 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Импортозамещающее производство наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов прецизионными методами для приборов нейтронного рассеяния» на этапе № 1 в период с 26.09.2017 г. по 31.12.2017 сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы: 

При этом были получены следующие результаты:

Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР.

Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.

Выбраны направления исследований, в том числе:

- по разработке возможных нейтронно-оптических компонентов с использованием суперзеркальных покрытий;

- по разработке требований к лабораторному оборудованию, необходимому для изготовления наноструктурированных нейтронно-оптических компонентов;

- обоснование выбора оптимального варианта направления исследований качества получаемых наноструктурированных покрытий.

Проведены теоретические исследования с целью определения требуемых параметров наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов для нейтроноводов и приборов нейтронного рассеяния.

Проведены теоретические исследования с целью определения полного состава оборудования лабораторного напылительного комплекса и его необходимых параметров.

Разработана эскизно-конструкторская документация на лабораторную установку магнетронного распыления для нанесения наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

Определены требования и подготовлен эскизный проект экспериментальной площадки для проведения лабораторных исследований.

Проведены теоретические исследования путем численного моделирования нейтроноводной системы и трех установок
нейтронного рассеяния для реактора ИР-8.

Проведены теоретические исследования по контролю качества изготовления нейтроноводной системы, малоуглового спектрометра нейтронов (МСН), порошкового нейтронного дифрактометра (ПНД) и рефлектометра поляризованных нейтронов (РПН).

Разработана эскизная конструкторская документация (ЭКД) на экспериментальный прибор «Рефлектометр поляризованных нейтронов» (РПН).

Произведена сборка экспериментального прибора РПН на территории Получателя Субсидии и отладка систем управления и программного обеспечения вышеуказанного прибора.

Разработана ЭКД на нейтроноводную систему на основе нейтронных суперзеркал.

Определены необходимые параметры функциональных узлов МСН и ПНД.

Для того, чтобы получаемое в ходе работ производство компонентов нейтронной оптики на основе нейтронных суперзеркальных покрытий учитывало современные мировые научные достижения в этой области был проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы и были проведены патентные исследования. Выбраны направления исследований для определения нейтронно-оптических компонентов на основе нейтронных суперзеркал, а также определены параметры и необходимое  качество получаемых покрытий.

За счет собственных средств был определен состав оборудования и его параметры для организации производства компонентов нейтронной оптики. На основе этого был подготовлен эскизный проект экспериментальной площадки.

За счет средств индустриального партнера было проведено моделирование нейтроноводной системы и трех установок нейтронного рассеяния для реактора ИР-8. Была также разработана ЭКД на нейтроноводную систему и РПН и проведена сборка последнего на территории Института.

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению №14.607.21.0194 на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.

2 Этап реализации проекта №14.607.21.0194 (01.01.2018-31.12.2018)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «26» сентября 2017 года № 14.607.21.0194 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Импортозамещающее производство наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов прецизионными методами для приборов нейтронного рассеяния» на этапе № 2 в период с 01.01.2018 г. по 31.12.2018 сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы:

При этом были получены следующие результаты:

Проведена сборка лабораторной установки магнетронного распыления на территории Получателя Субсидии.

Разработана программа и методика лабораторных испытаний (ПМ) лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

Проведены лабораторные испытания лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал на территории Получателя Субсидии.

Скорректирована ЭКД лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал по результатам проведения лабораторных испытаний.

Разработана ЭКД на лабораторную установку очистки поверхностей подложек.

Сборка лабораторной установки очистки поверхностей подложек на территории Получателя Субсидии.

Разработаны ПМ лабораторных испытаний лабораторной установки очистки поверхностей подложек.

Проведены лабораторные испытания лабораторной установки очистки поверхностей подложек на территории Получателя Субсидии.

Проведены работы по подготовке экспериментальной площадки для проведения лабораторных исследований и размещения лабораторного напылительного комплекса.

Проведено материально-техническое обеспечение экспериментальной площадки, где будет установлено оборудование лабораторного напылительного комплекса.

Проведена проверка соответствия эксплуатационных характеристик помещения требованиям согласно эскизному проекту и требованиям к помещениям и инженерным системам для размещения лабораторного напылительного комплекса.

Разработана ПМ лабораторных испытаний экспериментального прибора РПН.

Проведены лабораторные испытания экспериментального прибора РПН на территории Получателя Субсидии.

Разработана ПМ лабораторных испытаний нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал.

Осуществлен монтаж нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал на территории Индустриального Партнера.

Проведены лабораторные испытания нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал на территории Индустриального Партнера.

Осуществлен монтаж экспериментального прибора РПН на территории Индустриального Партнера.

Проведены лабораторные испытания экспериментального прибора РПН на территории Индустриального Партнера.

Разработана ЭКД на экспериментальный прибор МСН.

Разработана ЭКД на экспериментальный прибор ПНД.

Разработана ПМ лабораторных испытаний экспериментальных приборов МСН и ПНД.

На втором этапе проведены работы по подготовке экспериментальной площадки и монтажу изготовленных установок магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал и очистки поверхностей подложек на территории Получателя субсидии. Последняя была разработана и создана в течение второго этапа. Также были проведены испытания смонтированных установок.

Созданная ранее нейтроноводная система и рефлектометр поляризованных нейтронов для исследовательского реактора ИР-8 НИЦ «Курчатовский институт» были смотнированы и испытаны на территории Индустриального партнера.

Разработаны эскизная конструкторская документация для порошкового нейтронного дифрактометра и малоуглового спектрометра нейтронов в составе: чертеж общего вида, технические требования и пояснительная записка. Разработаны программа и методика испытаний для двух вышеуказанных приборов нейтронного рассеяния.

Поданы две заявки на патентование изобретений: «Прерыватель нейтронного пучка», «Нейтронный суперзеркальный поляризатор».

Опубликована статья «Neutron fan beam reflectometry» в журнале «NIMA».

Принята в печать статья «Электронное обеспечение рефлектометра поляризованных нейтронов для реактора ИР-8» в журнале Приборы и Техника Эксперимента № 1, с. 1-5, 2019.

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

 3 Этап реализации проекта №14.607.21.0194 (01.01.2019-31.12.2019)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «26» сентября 2017 года № 14.607.21.0194 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Импортозамещающее производство наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов прецизионными методами для приборов нейтронного рассеяния» на этапе № 3 в период с 01.01.2019 г. по 31.12.2019 сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы: 

 При этом были получены следующие результаты: 

Лабораторная установка механической обработки подложек позволяет придавать сложные геометрические формы подложкам, на которые в дальнейшем напыляются прецизионные многослойные наноструктурированные покрытия– нейтронные суперзеркала. Таким образом можно получать нейтронно-оптические компоненты сложной геометрической формы (эллипсоиды, параболоиды и т.п.) с высокой точностью.

Технологическая инструкция на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал подробно описывает весь процесс изготовления и аттестации нейтронных суперзеркал.

Технологические карты на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал представляют собой рецепт изготовления нейтронных суперзеркал определенного типа.

Партия экспериментальных образцов демонстрирует возможности экспериментального производства, а экспериментальные испытания показывают качество изготовленных образцов.

Экспериментальный прибор МСН предназначен для структурных исследований по физике конденсированного состояния объектов масштаба от 100 до 10000 Å.

Экспериментальный прибор ПНД предназначен для структурных исследований по физике конденсированного состояния объектов на масштабах от 1 до 100 Å.

Для дальнейшего коммерческого использования результатов проекта как интеллектуальных (РИД), так и материальных (производство), были разработаны предложения и рекомендации по их использованию и вовлечению в хозяйственный оборот. Для этого были разработаны проекты ТЗ на ОТР и ОКР, а также было разработано технико-экономическое обоснование внедрения результатов ПНИЭР на российском и международном рынках.

Опубликована статья «Исследование кинетики окисления нанослоев титана и их использование в устройствах нейтронной оптики» в журнале «Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования», статья «The Electronic System of the Polarized Neutron Reflectometer for the IR-8 Reactor» в журнале «Application of computers in experiments», статья «On precessing spin neutron reflectometry» в журнале «Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques», статья «Neutron Spin Optics: Concepts, Verification and Prospects» в журнале «Advances in Neutron Optics: Fundamentals and Applications in Material, Nuclear Sciences and Biomedicine».

В ходе проекта получены следующие результаты интеллектуальной деятельности (РИД):

1. Изобретение, патент №2680713 от 26.02.2019 «Прерыватель нейтронного пучка», РФ.
2. Изобретение, патент №2699760 от 10.09.2019 «Нейтронный суперзеркальный поляризатор», РФ.
3. Программа для ЭВМ, свидетельство о государственной регистрации №2019618833 от 05.07.2019 «Программа для расчета последовательности толщин слоев нейтронных суперзеркал с учетом межслойной шероховатости», РФ.
4. Программа для ЭВМ, свидетельство о государственной регистрации №2019667521 от 24.12.2019 «Программа управления установкой для нанесения многослойных наноструктурированных покрытий вакуумным магнетронным распылением», РФ.
5. Полезная модель, заявка №2019137249 от 19.11.2019 «Устройство для нанесения многослойных покрытий», РФ.
6.  

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

Участие в Федеральной целевой программе (ФЦП)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «26» ноября 2018 года №075-02-2018-260 (внутренний №14.607.01.0200) с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Создание инновационной технологии производства новейших систем регистрации нейтронного излучения для решения задач по физике конденсированного состояния» на этапе № 1 в период с 31.05.2018 г. по 31.12.2018 сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы:

 При этом были получены следующие результаты:

За счет собственных средств, затраты которых возмещаются Субсидией:

1. Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, решаемую в рамках научных исследований, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты.
2. Патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
3. Проведены теоретические и лабораторные исследования технологии изготовления двумерных монокамерных позиционно-чувствительных газоразрядных детекторов (монокамерных ПЧД).
4. Изготовлен макет монокамерного ПЧД.
5. Проведены теоретические и лабораторные исследования технологии изготовления пропорциональных сцинтилляционных детекторов нейтронного излучения (ПСД).
6. Разработана эскизная конструкторская документация (ЭКД) на линейный позиционно-чувствительный детектор нейтронного излучения (линейный сцинтилляционный ПЧД), состоящий из 90 ПСД с размером активной зоны не менее 5×50 мм2.
7. Изготовлен макет ПСД.

За счет средств индустриального партнера:

1. Разработана ЭКД на монокамерный ПЧД с размером активной зоны 600×600 мм2 с разрешением не менее 5×5 мм2.
2. Разработано материально-техническое обеспечение (МТО) изготовления макета монокамерного ПЧД (приобретение материалов, комплектующих и необходимого оборудования).
3. Проведены экспериментальные (рентгеновские и нейтронные) исследования изготовленного макета ПЧД.
4. Экспериментальные (рентгеновские и нейтронные) исследования изготовленного макета ПСД.
5. Разработано техническое задание на унифицированное программное обеспечение (ПО) для систем регистрации тепловых нейтронов.

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению №075-02-2018-260 от 26.11.2018 г. (внутренний №14.607.01.0200) на отчетном этапе исполненными надлежащим образом. 

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «31» мая 2019 года №075-15-2019-954 (внутренний №14.607.01.0200) с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Создание инновационной технологии производства новейших систем регистрации нейтронного излучения для решения задач по физике конденсированного состояния» на этапе № 2 в период с 01.01.2019 г. по 31.12.2019 г. сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы:

При этом были получены следующие результаты:

1. В результате работ, проведенных в рамках второго этапа выполнения проекта, создано унифицированное программное обеспечение для систем регистрации тепловых нейтронов, которое позволит быстро и эффективно накапливать и обрабатывать экспериментальные данные.
2. Изготовлен экспериментальный образец монокамерного многопроволочного позиционно-чувствительного детектора нейтронов с активной площадью регистрации 600×600 мм^2 и пространственным разрешением не хуже 5х5 мм^2.
3. Изготовлен экспериментальный образец линейного позиционно-чувствительного детектора нейтронного излучения (линейный сцинтилляционный ПЧД), состоящего из 90 пропорциональных сцинтилляционных детекторов (ПСД) с активной площадью 5×50 мм2.
4. Проведены теоретические и лабораторные исследования технологии изготовления линейных газоразрядных позиционно-чувствительных детекторов нейтронного излучения. Это позволило подобрать наиболее оптимальные с точки зрения эффективности регистрации нейтронов и сроков эксплуатации материалы для изготовления счетчика, а также разработать регистрирующую электронику.

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

Участие в Федеральной целевой программе (ФЦП)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «31» мая 2019 года №075-15-2019-954 (внутренний №14.607.01.0200) с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Создание инновационной технологии производства новейших систем регистрации нейтронного излучения для решения задач по физике конденсированного состояния» на этапе № 3 в период с 01.01.2020 г. по 30.09.2020 г. сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы:

 При этом были получены следующие результаты:

1. Проанализированы свойства основных конструкционных материалов и получены проектно-конструкторские и технологические решения для создания монокамерных многопроволочных позиционно-чувствительных систем детектирования нейтронов с активной площадью регистрации 600×600 мм² и пространственным разрешением не хуже 5х5 мм². Проведенные исследования показали возможность дополнительного увеличения срока эксплуатации систем регистрации за счет перехода от композиционных материалов в пользу кварцевого стекла, что можно считать существенным достижением технологии конструирования детекторных систем такого типа.
2. В рамках проведенных теоретических и экспериментальных исследований осуществлен выбор наиболее компактной и эффективной конфигурации сцинтилляционных детекторов нейтронного излучения. Это позволило получить проектно-конструкторские и технологические решения для создания модульного линейного позиционно-чувствительного детектора нейтронного излучения, состоящего из большого количества пропорциональных сцинтилляционных счетчиков, позволяющего проводить измерения методом порошковой нейтронной дифракции в диапазоне углов рассеяния 10-170 градусов с пространственным разрешением не хуже 2-х мм.
3. В рамках проведенных исследований осуществлен подбор материалов, необходимых для изготовления линейных газоразрядных позиционно-чувствительных детекторов нейтронного излучения с пространственным разрешением не хуже 5 мм при длине счетчика до 1 м.
4. Изготовлен экспериментальный образец монокамерного многопроволочного позиционно-чувствительного детектора нейтронов с активной площадью регистрации 600×600 мм² и пространственным разрешением не хуже 5х5 мм².
5. Изготовлен экспериментальный образец линейного позиционно-чувствительного детектора нейтронного излучения (линейный сцинтилляционный ПЧД), состоящего из 90 пропорциональных сцинтилляционных детекторов (ПСД) с активной площадью 5×50 мм².
6. Изготовлен экспериментальный образец позиционно-чувствительного детектора (ПЧД), на основе линейных газоразрядных ПЧД, с размером активной зоны 10×600 мм² с разрешением 10×10 мм²;
7. Изготовлен экспериментальный образец позиционно-чувствительного детектора (ПЧД), на основе линейных газоразрядных ПЧД, с размером активной зоны 10×1000 мм² с разрешением 10×10 мм²;
8. Создано унифицированное программное обеспечение для систем регистрации тепловых нейтронов, которое позволит быстро и эффективно накапливать и обрабатывать экспериментальные данные.

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

Участие в Федеральной научно-технической программе развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 - 2027 годы (ФНТП)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий в соответствии с пунктом 4 статьи 78.1 Бюджетного кодекса Российской Федерации № 075-15-2021-1360 от 12 октября 2021 г. на этапе № 1 в период с 12.10.2021 г. по 31.12.2021 сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ и учреждений-соисполнителей (НИЦ «Курчатовский институт», Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ), Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) выполнялись следующие работы:

Поставленные задачи выполнены в полном объеме.

Были разработаны, валидированы и апробированы в ходе экспериментов in vitro и in vivo модели первичных злокачественных новообразований головного мозга, опухолей толстой кишки, крови и кроветворных органов. Эксперименты выполнялись на двух видах лабораторных животных – лабораторные крысы Wistar и мыши линии BALB/c; дополнительно использовались иммунодефицитные мыши линии BALB/c Nude для экспериментов с новообразованиями человека, как эквивалентная модель для доклинического изучения специфической фармакологической активности гуманизированных иммунобиологических препаратов.

Проводилось общее клиническое обследование подопытных животных, онкологическая и патоморфологическая характеристика опухолевого процесса.

Результатом работ явились разработанные модели опухолевого процесса, патогенез и патоморфологическая картина которых максимально приближены к патогенезу онкологических заболеваний человека и которые могут быть использованы для доклинических испытаний разрабатываемого таргетного радиофармацевтического препарата и его компонентов (таргетных молекул-носителей): глиома С6, аденокарцинома толстой кишки (АКАТОЛ; СТ26), карцинома толстой кишки НСТ-116, лимфома Плисса. Полная линий модели канцерогенеза СТ26 (клеточная культура – лабораторное животное с полноценной иммунной системой – иммунодефицитное лабораторное животное) была получена и описана впервые.

Была осуществлена разработка подходов к организации опытного производства радионуклидов для создания новых радиофармацевтических препаратов (РФП) на основе радионуклида йод-124.

В ходе выполнения данного этапа работы получены исходные данные для организации опытного производства: проектирование технологического участка, выбор необходимого оборудования на основе имеющегося предварительного опыта работы, детальная постановка задачи на последующие этапы работы. В частности, сформулирован перечень необходимых шагов для реорганизации рабочего производственного участка на территории НТК «ЯФ» Института биомедицинских систем и биотехнологий (ИБСиБ) СПбПУ с использованием имеющегося в университете оборудования, помещений и привлечением к работам подготовленных в Высшей школе биомедицинских систем и технологий (ВШБСиТ) ИБСиБ квалифицированных специалистов.

На основе результатов анализа научной литературы и обсуждения с экспертным сообществом подготовлен обзор, отражающий преимущества применения лантаноидов и, в частности, изотопов тербия в ядерной медицине.

Была осуществлена разработка технологии получения тераностической пары – радионуклидов тербий-161 и тербий 152; проведены их выделение и наработка.

Тербий-161 был получен методом активации тепловыми нейтронами мишени из гадолиния, обогащенного изотопом 161Gd, на ядерном реакторе ИР-8 с последующим экстракционно-хроматографическим выделением на коммерчески доступном сорбенте LN resin. Тербий-152 был наработан путем облучения мишени из европия, обогащенного изотопом 151Eu, альфа-частицами на изохронном циклотроне У-150 с последующим экстракционно-хроматографическим выделением на коммерчески доступном сорбенте LN resin.

Полученный препарат тербия-161 имел активность 16,4 МБк на момент окончания выделения и не имел в своем составе радиоизотопных примесей, в том числе долгоживущего изотопа 160Tb. Полученный препарат тербия-152 имел активность 1 МБк на момент окончания выделения. Основные примеси имели активность 151Tb - 48 кБк, 153Tb - 66 кБк.

Полученные результаты продемонстрировали возможность получения тербия-152 и тербия-161 в количестве, достаточном для биомедицинских исследований. Использованный метод получения тербия-152 применен впервые.

Были разработаны программы курсов дополнительного образования по физическим и радиохимическим основам создания современных радиофармацевтических препаратов.

Была разработана программа курсов лекций (рамках дополнительного образования) по актуальным и перспективным методам ядерной медицины.