Федеральное государственное унитарное предприятие
«Государственный научный центр Российской Федерации – Институт физики высоких энергий»

ГНЦ ИФВЭ
Министерство Российской Федерации
по атомной энергии

142281, Московская обл.
г. Протвино  ул. Победы, 1
Факс: (27) или (0967) 74-28-24

В 1977 году в институте образована Лаборатория по проблеме использования сверхпроводимости в ускорительной технике, которая в 1986 году была преобразована в отдел сверхпроводящих технологий (ОСТ), а затем в 1998 году в инженерно–физический отдел (ИФО), численность которого в настоящее время составляет 53 человека. В работах по сверхпроводимости принимает участие 10 научных сотрудников и 23 инженера, 3 кандидата наук и 2 доктора наук.

Отдел расположен в трех зданиях, в которых имеется цех для производства сверхпроводящих магнитов и криогенного оборудования, участок производства многослойной экранно-вакуумной изоляции, стенды для исследования электрических, магнитных, механических и тепловых характеристик сверхпроводящих и конструкционных материалов, стенды для испытания модельных и полномасштабных сверхпроводящих магнитов.

Основное направление деятельности коллектива связано с созданием сверхпроводящих магнитов, систем их защиты и криостатирования для ускорителей частиц на сверхвысокие энергии и для экспериментальных установок.

Администрация

ФИО

Научное звание

Должность

Контакты

Агеев
Анатолий Иванович

д.т.н.

заместитель
директора
ГНЦ ИФВЭ

(27) или (0967) 71-32-72

ageyev@mx.ihep.su

Мызников
Кирилл Петрович

профессор,

д.ф.-м.н.

Главный научный сотрудник

(27) или (0967) 71-36-93

myznikov@mx.ihep.su

ПОдразделения и
ведущие специалисты

ОРЭД ОУ У-70

Ученая степень

Должность

Контакты

Сычев
Владимир Андреевич

 

Начальник отдела

(27) или (0967) 713196

sytchev@mx.ihep.su

Васильев
Лев Матвеевич

К.ф.-м.н.

Ведущий научный
сотрудник

(27) или (0967) 713367

vaslev@mx.ihep.su

 

ИФО

Научное звание Должность Контакты

Козуб
Сергей Сергеевич

к.т.н. Начальник отдела (27) или (0967) 71-31-81
kozub@mx.ihep.su

Слабодчиков
Павел Иванович

  Заместитель
начальника отдела
(27) или (0967) 71-30-00
slabodchikov@mx.ihep.su

Сытник
Вениамин Валентинович

 

Начальник службы

(27) или (0967) 71-30-84
v_sytn@mx.ihep.su

Ткаченко
Леонид Михайлович

к.ф.-м.н. Начальник
лаборатории
(27) или (0967) 71-32-23
tkachenko@mx.ihep.su

Зинченко
Сергей Иванович

  Начальник
лаборатории
(27) или (0967) 71-31-24
zintchenko@mx.ihep.su

Щербаков
Петр Александрович

  Научный сотрудник (2) или (0967) 71-33-87
shcherbakov@mx.ihep.su

Богданов
Игорь Викторович

  Научный сотрудник (27) или (0967) 71-33-87
bogdanov@mx.ihep.su

Зубко
Василий Васильевич

  Научный сотрудник (27) или (0967) 71-33-87
zubko@sirius.ihep.su

КООПЕРАЦИИ

 

 

 

 

 

 

ГНЦ ИФВЭ


НПО «Гелиймаш»

Криогенная система для охлаждения сверхтекучим гелием сверхпроводящих ВЧ резонаторов ускорителя У-70

ОАО ВНИИКП
(Москва)

Европейская
организация ядерных исследований,
ЦЕРН
(Швейцария)

Сверхпроводящий кабель на 6 кА для питания сверхпроводящих линз Большого адронного коллайдера

Дамп-резисторы для вывода энергии из сверхпроводящих магнитов Большого адронного коллайдера
Токовводы на основе высокотемпературных сверхпроводников

ВНИИНМ
им. А.А.Бочвара
(Москва)

Магнит на основе высокотемпературных сверхпроводников

РНЦ «Курчатовский институт» (Москва)

Национальная лаборатория им. Ферми,
ФНАЛ (США)

 Сверхпроводящая высокоградиентная линза на основе соединения ниобий-олово
Сверхпроводящая магнитная система электронной линзы для ускорителя TEVATRON
Центр по изучению тяжелых ионов, GSI (Германия) Сверхпроводящие магниты для создания быстроциклирующих магнитных полей

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
И ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА

Отдел укомплектован экспериментальными стендами:
·
  для исследования критического тока сверхпроводящих (СП) проводов и кабелей;
·
  для измерения динамических потерь в сверхпроводнике и магнитопроводе;
·
  для изучения теплофизических и механических характеристик, а также электрической прочности конструкционных и изоляционных материалов при низких температурах;
·
  для измерения характеристик коротких (1 м) СП магнитов в погружном режиме охлаждения;
·
  для испытания СП магнитов длиной 6 м и цепочки из четырех таких СП магнитов в циркуляционном режиме охлаждения;
·
  для массовых испытаний СП магнитов;
·
  для испытания сверхпроводящих устройств при 1,8 К в режиме охлаждения сверхтекучим гелием;
·
 
участок для производства многослойной экранно-вакуумной изоляции.

В отделе имеется оборудование для изготовления СП кабелей и СП магнитов длиной до 6 м.

результаты научных исследований
за последние 5 лет

1998г.
К.П.Мызников

Разработана конструкция высокоградиентной сверхпроводящей линзы, испытаны образцы проволоки и кабеля на основе ниобий-олова. Выпущена опытная партия СП кабеля
длиной 50 м.
    Development of high-gradient quadrupole magnet with Nb3Sn cable. EPAC-98, Stockholm, Sweden, 1998

2000 г.
И.В.Богданов, В.В.Зубко, С.С.Козуб, В.В.Сытник, П.И.Слабодчиков, П.А.Щербаков
Разработаны и успешно испытаны 600 А токовводы на основе высокотемпературных сверхпроводников.
   
Design and test of HTS current lead.
    IEEE Trans. Appl. Supercond.
, 2000, 10, N1

2002 г.
С.С.Козуб, В.В.Сытник, Л.М.Ткаченко
Разработана и успешно испытана магнитная система электронной линзы, состоящая из 7 сверхпроводящих магнитов, основой которой является соленоид с полем 6,5 Тл длиной 2,5 м, теплой апертурой 110 мм.
    
Test results of the magnetic system for the Tevatron Electron Lens. EPAC-02, Paris, 2002

 И.В.Богданов, С.С.Козуб, К.П.Мызников, В.В.Сытник, Л.М.Ткаченко, П.И.Слабодчиков, П.А.Щербаков

Разработан и испытан магнит на основе высокотемпературного сверхпроводника. При охлаждении жидким азотом в магните получено поле 0,9 Тл
     Разработка и исследования ВТСП дипольного магнита. RUPAC2002, Обнинск
А.И.Агеев, С.И.Зинченко, С.С.Козуб, В.В.Сытник
Создан криогенный стенд производительностью 100 Вт при 1,8 К и испытаны сверхпроводящие ВЧ резонаторы для ускорителя У-70
     Стенд для испытаний СП ВЧ резонаторов при 1,8 К. RUPAC2002, Обнинск
И.В.Богданов, В.В.Зубко, С.С.Козуб, Л.М.Ткаченко, П.А.Щербаков, П.И.Слабодчиков Предложена модернизация сверхпроводящих магнитов УНК для создания быстроциклирующих магнитных полей.
    
Development of SC dipole with fast-cycling magnetic fields.
    EPAC
02, Paris, 2002

Коммерческие разработки и
разработки, имеющие
прикладной потенциал

Материалы и изделия

Область применения - ускорители заряженных частиц

1. Сверхпроводящий дипольный магнит
(выпущена опытно-промышленная партия из 25 магнитов)
·
        Магнитное поле в апертуре - 5 Тл
·
        Внутренний диаметр обмотки - 80 мм
·
        Длина магнита - 5.8 м
·
        Неоднородность магнитного поля в апертуре - 10 ‾4
·
       
Рабочая температура - 4.5 К

2. Сверхпроводящий квадрупольный магнит
(выпущена опытная партия из 4 квадруполей)
·
        Градиент магнитного поля - 100 Тл/м
·
        Внутренний диаметр обмотки - 80 мм
·
        Длина магнита - 3.1 м
·
        Неоднородность магнитного поля - 10 ‾4
·
       
Рабочая температура - 4.5 К

3. Сверхпроводящий соленоид
(изготовлен успешно испытан)
·
        Магнитное поле - 6,5 Тл
·
        Длина - 2,5 м
·
        Диаметр теплой апертуры - 110 мм
·
       
Рабочая температура - 4,5 К

 4. Сверхпроводящий дипольный магнит с повышенной величиной магнитного поля (испытан прототип магнита).
·
        Магнитное поле в апертуре - 6 Тл
·
        Внутренний диаметр обмотки - 80 мм
·
        Длина магнита - 1 м}
·
       
Рабочая температура - 4.5 К

5. Сверхпроводящий квадрупольный магнит на основе соединения
ниобий-олово
(разработана конструкция магнита, изготовлена опытная партия кабеля длиной 50 м).
·
        Градиент магнитного поля - 220 Тл/м
·
        Внутренний диаметр обмотки - 80 мм
·
        Рабочая температура - 4.5 К
6.
Высокотемпературный сверхпроводящий дипольный магнит
(изготовлен и испытан).
·
        Магнитное поле - до 0,9 Тл,
·
        Апертура - 21 мм,
·
       
Рабочая температура - 65 К

7. Токовводы на основе высокотемпературного сверхпроводника для питания сверхпроводящих устройств
(изготовлены и испытаны 3 токоввода).
·
        Номинальный ток - 600 А.
·
        Теплоприток к гелию - 0,08 Вт.
·
       
Длина - 1 м.

8. Теплообменник для охлаждения сверхпроводящего ВЧ резонатора
(изготовлен для ускорителя У-70).
·
        Рабочий диапазон температур - 3-300 К.
·
       
Расход гелия - 10 г/с.

9. Многослойная экранно-вакуумная изоляция для сверхпроводящих устройств (налажено производство).
·
        Число слоев алюминизированного лавсана – 30.
·
        Толщина слоев - 6 мкм.
·
        Плотность лавсановой сетки - 8 г/м2.
·
         
Теплоприток - 1.4 Вт/м2.

10. Работающая кабельная машина для изготовления сверхпроводящих магнитов.
·
        Плоский транспонированный кабель с максимальным количеством жил 28.
·
       
Диаметр жил - до 1 мм.

Технологии

1. Технология изготовления резисторов для вывода энергии из СП магнитов (разработана технология, изготовлено 5 опытных образцов резисторов для LHC- Большого адронного коллайдера).
·
        Выводимая энергия - до 200 МДж.

Область применения - СП-магниты для ускорителей заряженных частиц
и детекторов частиц.

Измерительные методики и
разработанная аппаратура

Действующие установки:

Методики и аппаратура для измерений:

- критического тока сверхпроводящих проводов и кабелей (прямой и трансформаторный методы измерения)

В = 0-8 Тл;

Т = 4.2-77 К;

I < 20 kA

- остаточного сопротивления матрицы сверхпроводящих проводов и кабелей

Т = 4.2-300 К

Область применения - исследования и испытания
СП проводов и кабелей

- контактных сопротивлений между проволоками в сверхпроводящих кабелях

Т = 4.2 К;

Р = 0-80 МПа

В = 0-8 Тл

Область применения - исследования СП кабелей

- намагниченности и динамических потерь сверхпроводящих проводов и кабелей

В = 0-8 Тл;

Т = 4.2-77 К;

I < 13 kA

Область применения - исследования потерь в
сверхпроводниках и магнитопроводе

- магнитных свойств конструкционных и электротехнических сталей в магнитных полях при низких температурах (действующие установки, включающие аппарат Эпштейна)

В = 0-8 Тл;

Т = 4.2-300 К;

НC = 1-1000 А/м

МS = 0-2.19

Область применения - исследования магнитных свойств и потерь
в магнитопроводе обычных, ВТСП и НТСП магнитов

- намагниченности нержавеющих сталей в магнитных полях при низких температурах (действующая установка)

В = 0-8 Тл;

Т = 4.2-300 К;

c(mK-1) > 0.001

Область применения - исследования намагниченности элементов
резистивных, ВТСП и НТСП магнитов

    - флюксметр для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных материалов
    (нержавеющих сталей)

    - ферритометр для неразрушающего контроля изделий из нержавеющих сталей

Область применения - входной контроль материалов и деталей
обычных, ВТСП и НТСП магнитов

Установки для измерения:

- теплофизических характеристик: теплоемкость, теплопроводность, термическое расширение

Температурный интервал 2-300 К

- электро- и теплопроводности, теплоемкости в магнитном поле

Температурный интервал - 4-20 К,

В полях - до 8 Т

- механических характеристик при сжатии: модуль упругости, ползучесть

Температура - 300 и 77 К,

Сжимающая сила - до 10 тонн

Область применения - исследования сверхпроводников
и конструкционных материалов

- теплопритока по опорам, работающим на сжатие и растяжение

Температурный интервал - 4-300 К,

Усилие - до 100 кг

Область применения - исследования опор криостатов

- электрической прочности изоляционных материалов и различных сред при низких температурах

Температурный интервал - 4-300 К,
Постоянное напряжение - до 10 кВ

Область применения - исследования изоляционных
материалов и различных сред

Стенды для испытаний:

- коротких (1 м) СП магнитов в погружном режиме охлаждения (проведены испытания более 50 сверхпроводящих магнитов)

Рефрижератор КГУ 400/4.5 (3,5 - 4,5 К)

Стабилизированный источник тока на 8 кА

- СП магнитов длиной 6 м и цепочки из четырех таких СП магнитов в циркуляционном режиме охлаждения (проведены испытания более 40 сверхпроводящих магнитов)

Рефрижератор КГУ 500/4.5 (3,5 - 4,5 К)

Стабилизированный источник тока на 12.5 кА

- массовых испытаний СП магнитов (изготовлен и законсервирован)

10 стапелей для испытания 6 м СП магнитов

Ожижитель гелия ОГ-400

10 сателлитных рефрижераторов РГ250

4 стабилизированных источника тока на 6,4 кА

Область применения - испытания
сверхпроводящих магнитов

- сверхпроводящих устройств в погружном режиме охлаждения (проведены испытания сверхпроводящих ВЧ резонаторов)

Холодопроизводительность 100 Вт

В интервале температур1,8–4,5 К.

Область применения – испытания
сверхпроводящих устройств

Программные продукты

Рабочие пакеты программ, включающие визуализацию:

- для расчетов трехмерных магнитных полей и различных производных поля в геометрии произвольной конфигурации с учетом реальной зависимости магнитной проницаемости в магнитопроводе от магнитного поля (реализованы различные алгоритмы оптимизации геометрии как поперечного сечения магнита, так и его лобовых частей);

область применения – проектирование сверхпроводящих
и резистивных магнитов

- для моделирования процессов перехода в нормальное состояние СП магнитов;

- для расчета теплогидравлических процессов в СП магнитах;

- для расчета динамических тепловыделений в обмотке СП магнита.

Область применения – проектирование СП магнитов.

Потенциальный рынок продукции

Ускорители частиц и физические установки в научных центрах.