Geum.ru

Федеральная целевая программа «Национальная технологическая база» на 2007 2011 годы Государственный заказчик-координатор

Вид материалаПрограмма
НИОКР «Поливуд»
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6

Лесная и легкая промышленность


НИОКР «Поливуд»

Проведены исследования, разработаны составы и технологии по получению композиционных материалов, обеспечивающих высокую прочность и износостойкость изделий для машиностроительной, строительной промышленности и железнодорожного транспорта.

Предложена инновационная технология производства суперконцентратов красителей методом приготовления дисперсии в растворе полимера или полиолефинового воска.

Технология основана на способности универсального суперконцентрата, совмещаться практически со всеми термопластами. Отличительной особенностью технологии является возможность получения качественного окрашивающего продукта без применения дорогостоящего оборудования.

Разработан технологический процесс изготовления окрашенных гранул древесно-полимерного композитного материала методом экструзии, изготовлены гранулированные и литьевые образцы окрашенного материала.

Разработана технология и необходимое оборудование получения композиционных изделий и изделий из модифицированной древесины - балок, шпал, плит нового поколения.

Определена номенклатура, типовой состав и разработано оборудование для организации экспериментального производства древесно-полимерных композитных материалов

Разработан и изготовлен специальный стенд для получения композитных материалов методом прессования. Стенд обеспечивает получение композитных материалов различного составов и широкого диапазона применения.

Разработана технологическая схема участка.

Получен гранулированный концентрат на основе дисперсного целлюлозного наполнителя и термопластичной матрицы

Проведены лабораторные испытания гранулированного концентрата на основе дисперсного целлюлозного наполнителя и термопластичной матрицы

Разработанные технологические процессы и оборудования для изготовления изделий из древесно-композитных материалов переданы в производство.


Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»


1. Разработка и создание технологии и оборудования для получения новых видов ядерного топлива для реакторов различного назначения (п. 43 по постановлению Правительства РФ от 29.01.2007 г. № 54).


 По созданию высокоплотного топлива низкого обогащения по урану-235 и твэлов на его основе для исследовательских реакторов (ИР) проведена отработка технологии изготовления U-Mo топлива в условиях ОАО «НЗХК».

Проведены послереакторные исследования экспериментальной сборки типа ИРТ с твэлами трубчатого типа с дисперсионным U-Мо топливом. Твэлы достигли среднего выгорания 40% по урану-235.

Проведен комплекс НИОКР по технологии изготовления ТВС ИРТ-У с унифицированными стержневыми твэлами с НОУ топливом на основе U-Мо сплава для ИР мощностью 1 МВт и 10-30 МВт.

Разработан ТП ТВС с U-9%Mo топливом для ИР канального типа.

Проведены исследования изменения нейтронно-физических характеристик реактора малой мощности типа ИРТ при переводе с ВОУ-топлива ИРТ 3М на топливо ИРТ 3М с обогащением 19,7% на основе U-9%Mo-Al.

Выполнен расчетный анализ трех компоновок типового и обоснован оптимальный вариант компоновки ИР мощностью 10 МВт.

Проведены послереакторные исследования экспериментальной полномасштабной ТВС ИРТ-У с низкообогащенным дисперсионным U-Mo топливом со средним выгоранием 40% и послереакторные исследования опытных образцов минитвэлов с модифицированным дисперсионным U-Мо топливом со средним выгоранием 50%.

Разработаны рекомендации по продлению ресурсов эксплуатации исследовательских реакторов и других экспериментальных стендов и установок ОАО «ГНЦ НИИАР».

 Для отработки опытно-промышленной технологии изготовления нового вида ядерного топлива с инертной матрицей разработаны КД на элемент контейнерного типа (ЭКТ), процесс получения высокоплотного гранулята и определены параметры гранул.

На основании данных, полученных в результате пропитки экспериментальных партий образцов пористых металлических матриц (ПММ) из нержавеющей стали марки ПХ18Н15, никеля марок ПНЭ-1 и ПНК0-1Л8 и нескольких смесей на их основе, разработана технологическая инструкция на изготовление ПММ топливных сердечников для экспериментальных твэлов ЭТВС БОР-60.

Изготовлена опытная партия ПММ топливных сердечников экспериментальных твэлов ЭТВС БОР-60 и проведена их аттестация и паспортизация. Пористость матриц составляет 60-75% при среднем размере пор 40-60 мкм.

 С целью разработки технологических процессов и установок для опытно-промышленного производства смешанного нитридного уран-плутониевого и плутониевого топлива для быстрых реакторов проведена оптимизация режимов карботермического синтеза, в части удаления избыточного углерода и изготовлены комплектующие детали твэлов в соответствии с РКД на твэл.

Разработаны чертежи пресс-инструмента для изготовления таблеточного МОКС-топлива, отвечающего требованиям ТУ по размерам и допускам. Изготовлена опытная партия МОКС-топлива.


2. Создание конструкционных материалов и сплавов, технологий изготовления изделий из них для ядерной техники (п. 44 по Постановлению Правительства РФ от 29.01.2007 г. №54).


 С целью создания экономически эффективной и экологически чистой технологии получения реакторного циркония магнийтермическим методом для использования его в изготовлении комплектующих изделий с повышенным уровнем свойств, разработан технологический регламент процесса переработки отходов производства циркониевой губки экологически чистым методом на укрупненном лабораторном оборудовании. Установлено, что анодное растворение металлических отходов циркония при плотности постоянного тока от 40 до 50 А/дм2 и концентрации соляной кислоты от 5 до 15% обеспечивает извлечение циркония в раствор до 85% от исходного веса.

 По созданию нового поколения радиационностойких малоактивируемых оболочечных сталей и разработке наноструктурных конструкционных реакторных материалов проведен комплекс мероприятий по отработке герметизации и дистанционирования оболочек твэлов из ДУО сталей и исследованы структура и механические свойства технологических сварных образцов.

Исследована микроструктура особотонкостенных труб из стали ЭП 450 ДУО, изготовленных в условиях завода ОАО «МСЗ». Определены механические свойства полученных труб.

Проведено научно-технологическое обоснование постановки ЭТВС с оболочками из стали ЭП 450 ДУО в реактор БОР-60.

 С целью создания нового поколения радиационностойких малоактивируемых и экологически безопасных основных, сварочных и наплавочных материалов и их аттестации применительно к корпусным конструкциям перспективных АЭУ повышенной надежности и ресурса отработана технология наплавки ручным дуговым способом опытной партией электродов, установлена температура подогрева и межваликовая температура.

Из опытной наплавки, выполненной ручной дуговой сваркой опытными электродами на базе сварочной проволоки марки Св-01Х12Г2Т-ВИ, изготовлены образцы на химический анализ; статистическое растяжение; ударный изгиб; спецобразцы.

 По разработке малоактивируемой хромистой стали типа 15Х14С2ВФ для использования в качестве конструкционного материала деталей ТВС и ВКУ реакторов типа ВВЭР проведены исследования металла кованого прутка 170 мм, горячекатаных прутка 13 мм и полосы 5100 мм, изготовленных из двух плавок стали 15Х14С2АВФ-ВИ (вакуумно-индукционная выплавка и вакуумно-индукционный переплав).

Проведенные испытания на длительную прочность обеих плавок исследуемой стали показали ее достаточную жаропрочность при 600 °С.

 Для разработки и создания технологических процессов производства гафния, сплавов и соединений на его основе и изделий из гафнийсодержащих материалов разработан проект ТУ на порошок металлического гафния, ,полученного в герметичном электролизёре.

Выпущены 2 опытные партии порошка металлического гафния, полученного электролизом фторидно-хлоридных расплавов в герметичном электролизере, общей массой около 45 кг. Исследован химический состав образцов порошка металлического гафния. Установлено, что полученный порошок по химическому составу соответствует требованиям, предъявляемым к гафнию марки ГФЭ-1.

Проведена отработка технологии получения слитков гафния и его сплавов с цирконием, оформлено изобретение, сохраняемое в режиме коммерческой тайны (ноу-хау).

Разработан способ получения укрупненной компактной заготовки из смеси порошков электролитического гафния ядерной чистоты и соединения диспрозия.

Проведены исследования микроструктуры с определением плотности спеченной порошковой заготовки и измерения твердости в разных частях поперечного образца спеченного брикета. Свойства и качество полученного спеченного брикета позволяют использовать его для изготовления прутковых компонентов ПЭЛ.

Разработан проект ТУ на чистые соли гафния, пригодные для электролиза, полученные из гафнийсодержащих отходов производства ядерночистого циркония.

 По экспериментальной отработке технологических процессов сварки разнородных химически активных материалов в твердой фазе с целью повышения прочности, безопасности и ресурса конструкционных элементов энергоустановок изготовлены модельные опытные образцы сварных соединений циркониевый сплав Э635 – аустенитная сталь по отработанной технологии.

Проведены тонкие исследования модельных опытных образцов и механические испытания на срез при комнатной 20°С и рабочей 350°С температурах.

 С целью создания защитных покрытий и барьерных слоев, снижающих или предотвращающих поглощение водорода циркониевыми изделиями активных зон легководных реакторов отработаны технологические режимы вакуумного ионно-плазменного способа формирования многослойных покрытий.

Изготовлены лабораторные образцы с многослойными (нанослойными) защитными покрытиями и проведены их испытания в водородосодержащей среде заданных параметров.

Результаты коррозионных испытаний показали, что для циркониевых образцов без защитных покрытий привес составляет 80 мг/дм2, а для образцов с различными покрытиями коррозионный привес находится в диапазоне от 6 до 40 мг/дм2.

Выпущены опытные партии образцов труб с модифицированной поверхностью и разработаны рекомендации по обработке циркониевых труб методами струйно-абразивной и магнитно-абразивной обработок.

Проведены исследования циркониевых образцов без покрытия и образцов с покрытиями хрома. Показано, что накопление водорода в образцах без покрытия достигает 115±3 ppm, а в образцах с покрытиями не превосходит 12±3 ppm. Полученные результаты подтверждают перспективность применения хрома в качестве барьерного покрытия для защиты циркониевых сплавов от наводороживания.

Проведен расчет количества водорода, образующегося по (n,p) реакции в конструкционных материалах (сплавы циркония Э110 и Э635) при эксплуатации в реакторах ВВЭР-440 и ВВЭР-1000, а также в материалах предполагаемых покрытий на них (типа TiN).

Проведены исследования качества и свойств покрытий и барьерных слоев на основе окиси циркония и хрома с добавлением алюминия. Показано отсутствие следов износа на образцах с покрытием хрома.

Разработаны рекомендации по доработке технологических режимов формирования покрытий.

Разработан проект конструкции электрохимического автоклава для проведения испытаний образцов циркониевых изделий с покрытиями и с модифицированной поверхностью. Разработанный электрохимический автоклав позволит проводить исследования в водно-химическом режиме, приближенном к водно-химическому режиму реакторов на тепловых нейтронах.

 По технологии получения композиционных материалов нового класса с нанокристаллической структурой на основе Сu-Nb, Сu-V, Сu-Fе для атомной отрасли и других применений сформулированы основные принципы разработки конструкций композиционных заготовок Сu/Сu-Fе, Сu/Сu-V, подразумевающие установление взаимосвязи геометрических параметров основных элементов: наноструктурные высокопрочные элементы – прутки и объемные высокоэлектропроводящие элементы (прутки, чехлы) с эксплуатационными параметрами.

Проведены работы по деформации одноволоконных (модельных) Сu/Сu-Fе, Сu/Сu-V заготовок, состоящих из наноструктурного высокопрочного элемента Сu-V или Сu-Fе, по различным термомеханическим режимам (ТМО). Установлены режимы ТМО, позволяющие изготавливать микрокомпозиционные провода с заранее заданным сочетанием прочностных и электропроводящих свойств.

Проведены эксперименты по оптимизации конструкции крупномасштабных композиционных заготовок Сu/Сu-Nb, которые и позволили установить размеры конструктивных составляющих провода, соблюдение которых позволит изготавливать провода заданных поперечных размеров с заданным сочетанием прочностных и электропроводящих свойств.

 С целью разработки технологии получения наноструктурированных металлических порошков гафния и тантала методом восстановления хлоридов металлов в расплаве солей отработаны процессы отделения и очистки металлических нанопорошков гафния и тантала от продуктов реакции (солей хлоридов калия и магния, избытка металлического магния). Определена оптимальная концентрация кислоты, равная 0,3 М, обеспечивающая технологически приемлемую скорость седиментации нанопорошков (10-20 см/час) и растворение магния без вспышек.

Проведены коррозионные испытания ряда конструкционных материалов тиглей для снижения загрязнения порошков Hf и Ta продуктами коррозии. Рекомендовано использовать силицированный графит с 2% Si в качестве конструкционного материала в процессах магниетермического получения металлических порошков Hf (Ta) в расплаве солей.

3. Разработка новых экономически и экологически эффективных технологий хранения, транспортировки и переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ), других радиоактивных материалов и обращения с радиоактивными отходами (РАО) (п. 45 по постановлению Правительства РФ от 29.01.2007г. №54).


 В рамках разработки инновационных базовых технологий и оборудования для переработки высоковыгоревшего облученного ядерного топлива (ОЯТ) реакторов на тепловых нейтронах (РТН) выполнен монтаж экстракционной роторной колонны, сепараторов с нижней и верхней отстойными зонами в объеме перчаточного бокса, находящегося в цепочке экстракционного стенда. Проведены предварительные испытания аппаратов, систем дозирования и КИП и А, которые показали их готовность к проведению экспериментов с использованием актиноидов.

Для стабилизации валентного состояния плутония с целью дальнейшей экстракционной переработки исследован процесс каталитического окисления трехвалентного плутония в растворах, имитирующих по составу реэкстракт плутония, нептуния и технеция, полученный после восстановительной реэкстракции на сепараторе. Показана возможность использования процесса каталитического окисления Pu(3) в технологической схеме переработки ОЯТ.

В сравнении с процессами растворения таблеток из чистого необлученного диоксида урана проведено исследование растворения таблеток UO2, легированного элементами продуктов деления (РЗЭ, Cs, Sr, Ba, Rh, Pd, Zr, Mo), имитирующих отработанное ядерное топливо.

Отработана технология термохимической обработки реального ОЯТ. На облученных фрагментах ТВЭЛ проведены два режима волоксидации ядерного топлива: парокарбонатная и в среде воздуха с парами воды.

При парокарбонатной волоксидации ОЯТ достигнута меньшая степень удаления трития, чем в опыте по волоксидации в среде воздуха с парами воды. Установлено, что скорость волоксидации облученного топлива снижается по сравнению с необлученным при идентичных условиях волоксидации.

 В рамках разработки инновационных базовых технологий и оборудования для переработки высоковыгоревшего облученного ядерного топлива неводными методами проведены испытания оборудования «ГФОУ» с использованием фторсодержащих газов, отработаны технологические режимы. Подготовлены исходные данные для внесения изменений в первый вариант регламента работ «ГФОУ».

Проведены испытания усовершенствованной системы поглощения хлорсодержащих газов с аппаратом «Абсорбер насыпной», разработанный по проекту 21Б.197.000.00 на пирохимическом участке в пом. 341 здания 120.

 Для разработки современной технологии кондиционирования жидких ВАО, их отверждения методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и создания пилотной установки в ОАО «ВНИИНМ» разработана конструкция и изготовлена технологическая оснастка камерного исполнения для проведения лабораторных экспериментов по иммобилизации An и Ln методом СВС в условиях «горячих» камер ФГУП «ГНЦ РФ ФЭИ» на образцах диаметром 15-20 мм, массой 10-15 г с удельным давлением СВС-компактирования до 500 кг/см2.

Разработан рабочий проект механической части участка СВС-компактирования пилотной установки отверждения ВАО. Разработано техническое задание на проектирование электрической части и теплотехнического контроля пилотной установки отверждения ВАО методом СВС.

Проведены экспериментальные исследования в обоснование выбора минерало-подобных матриц для утилизации Тс99 в режиме СВС, которые подтвердили возможность синтеза методом СВС матриц для утилизации Тс.

Рациональным путем обращения с 99Тс является его иммобилизация вместе с актинидами и РЗЭ в титанатно-цирконатные матрицы, например, пирохлора.

 По созданию электропечей второго поколения для остекловывания жидких пульпообразных ВАО и САО проведено исследование физико-химических свойств боросиликатного стекла, синтезированного из обезвоженной шихты, полученной методом золь-гель процесса при 200 °С. При температурах 1100-1200 °С получено гомогенное боросиликатное стекло без признаков кристаллизации (плотность 2,62 г/см3), отвечающее технологическим условиям варки стекла в малогабаритной печи 20/50.

Разработано ТЗ по проектной привязке установки остекловывания «Установка малогабаритной удаляемой электропечи ЭП-20/50», в котором указаны технические характеристики основного оборудования установки остекловывания, даны массогабаритные характеристики оборудования, основные требования к компоновке установки остекловывания, описание технологического процесса, и системы КИП и управления.

 Для создания мобильного опытно-промьшленного комплекса пенной дезактивации помещений, крупногабаритного емкостного оборудования и трубопроводов уточнены требования к оборудованию и разработан комплект КД (эскизный проект) на оборудование опытно-промышленного образца мобильного комплекса пенной дезактивации помещений, крупногабаритного емкостного оборудования и трубопроводов. Изготовлен демонстрационный образец мобильного комплекса пенной дезактивации и проведены его пуско-наладочные и гидравлические испытания.

 По разработке опытного контейнерного модуля сухого хранилища ОЯТ исследовательских реакторов проведена верификация расчетных моделей, выполнен теплогидравлический расчет и анализ эксплуатационных режимов контейнера МБК ТУК-108/1. Установлено, что максимальная температура оболочек отработавших твэлов МИР при сухом хранении в контейнере не превышает 46 С. Проведены исследования свойств образцов твэлов ТВС МИР после испытаний в условиях, моделирующих температурные режимы в контейнере МБК ТУК-108/1.

 С целью разработки высокоэффективных фильтров-катализаторов для нейтрализации газообразных радиоактивных отходов (ГРО) получены образцы керамических высокопористых блочно-ячеистых материалов (ВПЯМ). Проведено определение основных физико-химических показателей (химиче­ский состав, кажущаяся плотность, открытая и микро- пористость, удельная поверхность, прочность на сжатие, кислотостойкость) полу­ченных образцов ВПЯМ. Получены образцы фильтрующих элементов оптималь­ных составов и размеров с учетом корректировки составов и параметров технологического процесса, определено гидравлическое сопротивление при различных нагрузках и скоростях пылегазовых потоков. Показано, что полностью отвечают требованиям ТЗ образцы на основе корунда с основным связующим в форме глинозема типа ГН-1, определены оптимальные размеры изделий: диаметр – от 25 до 500 мм, высота – от 25 до 100 мм.

4. Разработка уникальных комплексных ядерно-физических технологий с использованием пучков нейтронов, электронов, ионов и лазерной плазмы для решения различных задач оборонного и гражданского назначения (п. 46 по Постановлению Правительства РФ от 29.01.2007г. №54).

 С целью создания опытно-промышленного образца мобильного комплекса лазерной дезактивации (МКЛД) радиоактивных металлоконструкций выполнен эскизный проект системы сканирования обрабатываемой поверхности лазерным лучом.

Разработаны документы механической части системы, оптическая схема и схема управления.

Изготовлены нестандартные элементы модуля вращения металлоконструкций мобильного комплекса лазерной дезактивации.

 По созданию аппаратуры, генерирующей мощные импульсные электронные пучки, и разработки на ее основе технологии повышения жаростойкости, усталостной прочности и эрозионной стойкости лопаток турбин электрогенераторов АЭС и авиационных двигателей для коррозионных испытаний (на жаростойкость и сопротивление солевой коррозии) проведена электронно-пучковая обработка 66 лопаток из жаропрочной стали ЭП866ш, титанового сплава ВТ9 и жаропрочного сплава ЖС26НК с покрытием СДП-2 и 12 лопаток из жаропрочной стали ЭП866ш и титанового сплава ВТ8.

Изготовлены узлы модернизированного импульсного электронного источника 1А.106.330СБ. Монтаж и наладка источника позволят обеспечить плотность тока пучка на мишени до 10 А/см2 при энергии электронов 120 кэВ и диаметре области однородного распределения тока пучка до 7 см.

 Для разработки и создания технологии производства высокотемпературных длинномерных сверхпроводников 2-ого поколения методом лазерного напыления проведена отработка технологии плавки и литья слитков сплава Ni-3-5 % ат. W, предназначенных для изготовления лент подложек для ВТСП 2-ого поколения.

Разработан технологический регламент выплавки слитков сплавов Ni-3-5 % ат. W.

По разработанному технологическому регламенту выплавлены слитки сплавов Ni-11,2 % вес. W; Ni-4,05 % ат. W весом 8 кг, проведены исследование состава и структуры слитков.

Разработаны технические требования на проектирование оборудования для электрохимической полировки на проход длинномерных лент-подложек.

Отработана опытная технология изготовления лент-подложек и изготовлена опытная партия подложек шириной 10-15 мм и толщиной 70-80 мкм.

Изготовлена экспериментальная технологическая камера для НИР по отработке технологии создания ВТСП.

Выполнены монтаж, наладка и вакуумные испытания камеры на экспериментальном стенде, изготовлены элементы системы управления и контроля. Проведены монтаж и юстировка оптической системы формирования лазерного излучения.

 С целью разработки нанопленочных волоконных реакторных датчиков с радиационночувствительным наноструктурированным покрытием исследована радиолюминесценция оптических материалов, допированных раз­личными металлами, при импульсном реакторном облучении на реакторе БАРС-6 с мощностью дозы 71016 н/см2с и в условиях облучения протонами энергией 8 Мэв.

Установлен механизм радиационно-индуцированного поглощения, связывающий оптические потери в облучаемых материалах с их нанонеоднородным строением.

Полученные результаты позволяют рассматривать наноструктурированные многомодовые кварцевые волокна в качестве элементов нанопленочноволоконных датчиков.

 Для разработки новых технологий сочетанной нейтронной терапии на базе ускорительных пучковых методик проведена разработка комбинированного источника нейтронного и электронного излучения на основе ускорителя КГ-2,5 для радиотерапии: разработана схема установки для сочетанной нейтронной и электронной терапии на ускорителе КГ-2,5; исследован нейтронный источник на основе ядерной реакции 7Li(d,n)2Не. Определены характеристики фильтра, позволяющего варьировать вклад электронов в полную поглощенную дозу в широких пределах. Результаты исследований использованы при радиобиологических экспериментах с мелкими животными.