Сухумский физико-технический институт (СФТИ) был организован по Постановлению Совета Министров СССР от 01 июля 1950 года и Приказом по Первому Главному Управлению Совета Министров СССР от 13 июля 1950 года на базе двух самостоятельных научно-технических объектов – «А» в городе Сухум и «Г» в поселке Агудзера. Объекты «А» и «Г» были созданы в 1945 году согласно Постановлению Государственного Комитета обороны.
Размещение Института на берегу Черного моря в Республике Абхазия, связано с тем, что эта страна древнейшей культуры обладает благоприятными климатическими условиями, весьма разнообразным и удивительно красивым природным ландшафтом, теплым морем и живописной палитрой растительного мира и уникальными историко-архитектурными памятниками седой старины. Все это вместе взятое обеспечило возможность создания условий для высокопроизводительного творческого труда научно-инженерного коллектива СФТИ под эгидой Министерства среднего машиностроения СССР, а с 1997 Академии наук Абхазии.
Созданный в период зарождения советской атомной науки и техники, Сухумский физико-технический институт Академии Наук Абхазии за прошедшие годы превратился в передовое научное учреждение. Из первых, малочисленных, насчитывающих по 3-4 научных работника групп и лабораторий, институт вырос в мощный многоотраслевой научный центр с современной экспериментальной базой, обеспечивающей проведение полного цикла научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и на сегодняшний день СФТИ АНА является крупнейшим научно-техническим центром Северного Кавказа и Закавказья. В его стенах выполнено более двухсот пятидесяти крупных исследований и разработок в области разделения изотопов, физике плазмы и управляемого термоядерного синтеза, ускорительной техники, в физике твердого тела, материаловедении и создании установок прямого преобразования энергии, пятнадцать из которых удостоены Государственных и именных премий. Оформлено около семи тысяч научных трудов, разработано и изготовлено более полутора тысяч уникальных экспериментальных установок, стендов, технологий и изделий различного назначения, защищено десять докторских и сто пять кандидатских диссертаций, издано двенадцать монографий. До 1991 года общая численность сотрудников института составляла около четырех тысяч человек.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СФТИ
Главной задачей начального периода деятельности института являлось исследование и разработка методов разделения изотопов и создание аппаратуры для измерения изотопных концентраций. В 1952 году значительная часть результатов проведенной работы была передана для окончательного завершения в другие Институты и Конструкторские Бюро страны с последующим внедрением их в промышленность. Ниже излагаются основные проблемы и результаты исследований и разработок в подразделениях института после 1952 года.
Ускорительная техника
В 1953 году в СФТИ вступил в строй первый в Закавказье циклотрон, позволявший ускорять дейтроны и протоны до энергий 10-20 МэВ, при интенсивности более 100 МА, предназначенный для исследования ядерных реакций и наготовления радиоактивных изотопов в широком диапазоне масс ядер. Всеобщее внимание привлекли работы, проводимые в институте по расчету сечения, выходов радиоактивных изотопов и бета-спектроскопии атомных ядер, в особенности результаты измерения энергетических характеристик сверхкороткоживущих изотопов методом вакуумного сопряжения циклотрона и бета-спектроскопа.
Источники с высокой плотностью тока ионной эмиссии, впервые созданные в институте, открыли новые возможности по совершенствованию масс-спектроскопии – самого прецизионного до сих пор метода измерения масс ядерных изотопов.
Тогда же в СФТИ был создан первый советский масс-спектрограф с большой светосилой и предельно малыми ошибками ионно-оптического изображения, позволившим на порядок повысить точность измерения масс атомных ядер. Это явилось крупным научным достижением и способствовало дальнейшему развитию масс-спектрального анализа вещества.
Развитие глубоких исследований эмиссионных свойств плазмы потребовало созданию высокоинтенсивных плазменных ионных источников и ионно-оптических систем отбора и фокусировки сильноточных ионных пучков.
Работы по сильноточным источникам и ионной оптике стимулировали тогда постановку в СФТИ широкого круга исследований по проблемам физики плазмы. Результаты позволили сформулировать физические принципы построения сильноточных плазменных источников с высокой плотностью тока ионной эмиссии, в последующем нашедшем применение на ускорителях заряженных частиц, как в Союзе, так и за рубежом.
Например, на 10 Гэв-м синхронизаторе Обнинского Института Ядерных исследований был использован сильноточный источник протонов, разработанный в СФТИ.
В 1954-56 годах исследования в области физики плазмы получили свое дальнейшее развитие. Впервые эффект коллективного взаимодействия потока заряженных частиц с плазмой экспериментально был открыт одновременно и независимо в СФТИ и Харьковском физико-техническом институте. Коллективный характер сил, действующих в среде заряженных частиц, является фундаментальным свойством плазмы и отличающих ее от других сред.
В 1958 году в СФТИ было обнаружено новое интересное явление: электромагнитное излучение на плазменной частоте и ее гармониках. Были проведены исследования безстолкновительного поглощения энергии колебаний в неоднородной магнитоактивной плазме.
Широкое развитие получили исследования в области взаимодействия пучков заряженных частиц с плазмой, что прежде всего было связано с приложениями: проблемой управляемого термоядерного синтеза, плазменными методами генерирования и ускорения заряженных частиц и др.
Реализация программы научных исследований по управляемому термоядерному синтезу потребовала решения целого комплекса задач по созданию специальных методов и аппаратуры для измерения параметров высокотемпературной плазмы, устройств для генерации мощных высокочастотных полей, комплексов для накопления больших энергий, специальных систем со сверхсильными полями и др.
В 60-е годы в институте сформировалось интенсивное направление исследований физики плазмы в импульсных разрядах и методов создания коаксиальных ускорителей. В СФТИ впервые были обнаружены пространственно-периодические волокнистые структуры распределения токов, что послужило началом подобным исследованиям во многих лабораториях мира, подтвердивших полученные в СФТИ результаты.
В настоящее время на новой более мощной установке продолжаются исследования комбинированных разрядов в мегаджоулевом режиме. Полученная плотная высокотемпературная плазма и показала возможность эффективного ограничения концевых потерь плазмы магнитными пробками.
В плазменном фокусе исследованы механизмы генерации жестких излучений, обнаружен дискретный характер энергетических спектров заряженных частиц и определена роль ионных пучков в образовании нейтронов. На основе этих результатов был построен ряд уникальных экспериментальных комплексов, имеющих важное народно-хозяйственное значение. Эти работы, кроме фундаментальных, имеют важное практическое значение для дополнительного нагрева плазмы в термоядерных реакторах.
Исследования, проводимые в области ядерной физики на циклотроне инициировали развитие работ по совершенствованию детекторов излучения. Проведенные в СФТИ изучения органических материалов и переноса энергии в веществе позволили разработать и создать высокоэффективные пластмассовые сцинтилляторы со сверхбыстрым временем высвечивания и специальными свойствами для детекторов ядерного излучения различного назначения. Показана возможность создания ПС со свечением в красной области спектра, для конвертирования фотонного излучения низкой энергии в свет.
Термоэлектрическое преобразование энергии
Работы по этому направлению начали проводиться в СФТИ с 1958 года в рамках программы освоения космоса и включают как материаловедческие исследования, так и организацию производства преобразователей различного назначения. Основной целью первого периода (1958-71 гг) было создание высокоэффективных полупроводниковых материалов и термоэлектрических сплавов высоко-, средне- и низкотемпературного диапазона; разработка низкоомных ресурсоспособных коммутационных переходов; антисублимационных покрытий; теплоконтактных электроизоляционных узлов; физические и физико-химические исследования полученных материалов; разработка математических методов расчета конструкции термопреобразователей и их параметров.
Результаты НИОКР, полученные на этом этапе, позволили создать:
- термогенераторы импульсного действия, предназначенные для использования их в качестве бортовых источников энергии и датчиков электрических команд;
-первый в стране термогенератор с изотопным источником тепла - установка «Лимон-1» мощностью 10 Вт, на основе которой в дальнейшем был создан летный термогенератор мощностью 20 Вт и термогенераторы мощностью 300 Вт.
Завершился этап созданием генератора для первого в мире реактора-преобразователя «Ромашка» электрической мощностью 500 Вт.
Далее проводились разработки и создание опытных образцов термогенераторов: «Бук» - для летного варианта энергетической установки мощностью 2,5 – 3,0 кВт; источник питания «РИТЭГ» на базе радиоизотопной энергетической установки для оснащения Северного Морского пути и дальневосточных морских трасс; РИТЭГ с изотопным источником тепла мощностью 300 кВт; термоэлектрического модуля для РИТЭГов космических аппаратов, предназначенных для исследования планет, удаленных от солнца.
В СФТИ разработаны и выпускались термоэлектрические модули наземного применения отработавшие в экстремальных условиях эксплуатации более 20-25 лет.
Проведены разработки, изготовлены термоэлектрические модули для РИТЭГ второго поколения с кпд 8,5%. Выполненные НИР и ОКР могут позволить создание РИТЭГ третьего поколения с кпд более 10%.
Интенсивно развивались также разработки термоэлектрических батарей для РИТЭГ милли- и микроваттной мощности для нужд Министерства здравоохранения (электрокардиостимуляторы) и обеспечения электропитанием ряда специальных задач, а также работы по созданию унифицированных модулей для РИТЭГ, что позволяло создать автоматизированные технологические линии по их производству.
Проводились интенсивные материаловедческие и технологические исследования, результаты которых легли в основу организаций серийного производства штатных термогенераторов и повышения электрической мощности серийной энергоустановки с электрической мощностью до 3 кВт ресурсом более 2000 часов и надежностью 0,99.
В институте также велись ОКР по созданию перспективных термоэлектрических генераторов наземного и акваторного назначения, а также термоэлектрических генераторов широкого назначения для энергоустановок мощностью от долей ватта до десятков киловатт и ресурсом до 10 лет. Работы в этом направлении продолжаются и в настоящее время.
Термоэмиссионное преобразование энергии
Работы по термоэмиссионному преобразованию энергии проводятся в СФТИ с 1959 года. Особое внимание при этом уделялось задачам:
-исследованию вольтамперных характеристик (ВАХ) электродных материалов, пригодных для создания термоэмиссионных преобразователей (ТЭП);
-изучению свойств и поведения низкотемпературной плазмы в ТЭП;
-изучению влияния поверхностной структуры на выходные параметры ТЭП.
На основании проведенных исследований в 1964-65 годах была предложена новая схема конструкции многоэлементных ЭГК, которая позволяла проводить отработку и испытания, как отдельных образцов канала, так и реактора-преобразователя в целом при помощи имитации тепловых нагрузок электронагревом.
В 1962 году институт приступил к работам по созданию ЭГК для ядерной энергетической установки мощностью 2-5 кВт. Изделие предназначалось в качестве источника питания в спутниках для телевизионного вещания.
Одновременно с разработкой конструкции и поиском эффективных материалов велись работы по созданию и освоению различных технологических процессов: нанесение металлических и керамических материалов на подложку; газовое нанесение ниобия, молибдена, плазменное напыление алунда в инертной атмосфере; электронно-лучевая сварка и другие. Проводилось также изучение совместимости материалов при температурах до 2000 оС, коррозионной стойкости в парах и плазме цезия и бария, радиационной стойкости и термостойкости отдельных узлов.
Для отработки конструкций преобразователей вне поля реактора был разработан тепловой имитатор сердечника аппарата с соответствующим уровнем тепловой мощности и профиля тепловыделения при рабочей температуре около 2000 К, при минимальном переносе материала нагревательного элемента.
На основании результатов этих исследований был создан экспериментальный образец многоэлементного ЭГК с высокими выходными характеристиками. Выходная мощность этого ЭГК превысила 600 Вт при кпд 12%. Удельная электрическая мощность трехэлементного экспериментального ЭГК в условиях ядерного реактора превысила 11 Вт/см2 при кпд 15%.
Отмеченные работы Сухумского физико-технического института в период с 1945 по 1959 годы являлись частью научно-технического комплекса Министерства по атомной энергетике Союза, после распада которого и военных действий 1992-93 годов в Абхазии институт оказался за пределами границ Российской Федерации и его численность теперь составляет около 700 человек.
Однако в последнее время было подписано на период 1994-2004 гг соглашение о научно-техническом содружестве СФТИ с предприятиями Министерства Российской Федерации по атомной энергии. В составе Академии Наук Абхазии СФТИ с 1994 года работает по договорам с предприятиями России.
В последнее десятилетие исследования и разработки СФТИ посвящены следующим проблемам:
1. Разработка и организация производства короткоживущих радионуклидов.
2. Физика плазмы и экстракция веществ.
3. Прямое преобразование тепловой и атомной энергии в электрическую термоэлектрическим методом.
4. Разработка технологии и конструкции термоэмиссионных преобразователей с повышенными характеристиками и ресурсом.
5. Разработка радиофизической и радиохимической аппаратуры.
6. Разработка и изготовление приборов и установок для нужд Республики Абхазия и товаров народного потребления.
Было создано более 100 научных трудов.
Научная тематика утверждена Президиумом АНА РА.
Развернуть Свернуть
Сектор: Институты
Адрес: 384 914, Республика Абхазия, г.Сухум, Синоп, Кодорское шоссе 665
Телефон: 810(995122) 6-61-16
Факс: 810(995122)6-69-21
E-mail: gnpo_sfti@mail.ru
Веб-сайт: http://gnpo-sfti.narod.ru/
Последнее обновление: