9.13 Группа низкотемпературной плазмы

Научное направление – исследование процессов в плотной плазме газовых смесей, возбуждаемых электронными пучками и электрическими разрядами различных типов.

Группа низкотемпературной плазмы была создана в феврале 2008 г. на основе преобразованной лаборатории низкотемпературной плазмы. Одним из важных направлений использования пучков заряженных частиц является изучение процессов в низкотемпературной плазме, создаваемой в газовых смесях различного состава импульсными электронными пучками, а также объемными разрядами высокого давления, инициируемыми либо поддерживаемыми электронными пучками. На основе импульсных ускорителей электронов с плазменным катодом были созданы две установки для изучения процессов удаления диоксида серы SO₂ оксидов азота NO_x, и сероуглерода CS₂ из воздуха. Эксперименты подтвердили преимущества использования импульсных электронных пучков для очистки дымовых газов. В частности, удалось снизить энергозатраты на удаление SO₂ из дымовых газов более чем на порядок за счет осуществления цепного механизма окисления SO₂ с участием отрицательных ионов.

На основе малогабаритного наносекундного ускорителя электронов РАДАН была создана установка для исследования процессов удаления летучих органических соединений из воздуха. Электронно-пучковой обработке подвергались стирол, акролеин, бензол, метил-метакрилат и другие соединения. В экспериментах было осуществлено удаление токсичных примесей с низкими затратами энергии, что подтвердило высокую эффективность импульсных электронно-пучковых методов по сравнению с другими методами очистки воздуха. Предложено универсальное макрокинетическое описание процессов удаления токсичных примесей из воздуха, не требующее конкретизации природы удаляемого вещества.

9.14 Группа электрофизических технологий

Группа электрофизических технологий зародилась в лаборатории импульсных процессов и первоначально участвовала в разработке ряда сильноточных ускорителей электронов и генераторов тормозного излучения с промежуточным индуктивным накопителем энергии и ЭВП («ВИРА-1,5», «ВИРА-1,5М»), а также плазменным прерывателем тока «ВИРА-2П».

С 1996г. был разработан ряд частотных наносекундных ускорителей электронов с полупроводниковым прерывателем тока и тиратроно - магнитной схемой сжатия энергии типа УРТ, которые работают в научно-исследовательских организациях России (ИФХЭ РАН и УрФУ) и Японии (JAERI, сделан совместно с УЭМЗ), а также в промышленной технологической линии радиационного окисления полиэтилена (ЗАО «НИИХИТ-2», г. Саратов).

Группа проводит работы по применению наносекундных электронных пучков для проведения химических реакций, стерилизации медицинского инструмента и пищевых продуктов, очистки воды, получении нанопорошков.

В конце 1997 г. обнаружен эффект радиационно-химической стерилизации упакованных изделий, состоящий в синергетическом эффекте влияния ионизирующего излучения и озона, образующегося под воздействием электронного пучка.

В 1998 г. разработан способ антимикробной обработки жидкостей и устройство для его реализации на основе воздействия наносекундными высоковольтными импульсами.

В 1999 г. на основе нанокерамики, созданной из смеси нанопорошка оксида и порошка металла микронных размеров, создан металлокерамический катод, обладающий высоким ресурсом и позволяющий получать равномерное распределение электронного пучка.

В 2007 создан способ и установки для получения нанопорошков металлов и соединений на основе испарения мишени импульсным пучком электронов газе низкого давления и конденсации на криогенном кристаллизаторе, которые работают в России и в Республике Корея (KAERI). В 2008г. за этот патент был получен диплом Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам в номинации «100 лучших изобретений России».