Федеральное государственное учреждение

Российский научный центр «Курчатовский институт»

 


РНЦ КИ

123182, Москва,
пл. академика Курчатова, 1
Тел.: (095) 196 91 25
Факс: (095) 196 18 70
Web:
http://www.kiae.ru

 

 

РНЦ “Курчатовский институт” (ранее - Институт атомной энергии им. И.В.Курчатова) был создан в 1943 году для решения научных проблем советского атомного проекта. В настоящее время он является одним из крупнейших научных центров России как по численности, так и по широте научных интересов и экспериментальных возможностей не только в атомной науке и технике, но и в различных областях физики. В РНЦ “Курчатовский институт” входит 13 специализированных институтов и научно-технических центров.

Работы по прикладной сверхпроводимости ведутся в РНЦ “Курчатовский институт”, начиная с 1961 года по инициативе академика Анатолия Петровича Александрова сразу после того, как стало известно о наблюдении больших плотностей тока в высоких магнитных полях в интерметаллическом соединении Nb3Sn. Новые материалы открыли возможность генерировать высокие магнитные поля без затраты мощности. Возникла коллаборация – Курчатовский институт+Бочваровский институт неорганических материалов. Эта коллаборация оказалась эффективной и устойчивой и существует уже более 40 лет. На ее счету многочисленные сверхпроводниковые магниты, приведшие к значительным новым научным результатам в области ядерной физики и физики твердого тела. У истоков этих исследований стояли Б.Н.Самойлов, М.Г.Кремлев.

Для исследований и разработок по прикладной сверхпроводимости, проводимых в Курчатовском институте, характерна тесная связь фундаментальных физических исследований с технологическими и криогенными аспектами.

Разработанные Курчатовским институтом совместно с Институтом Бочвара композитные сверхпроводники использовались для создания магнитов. В Курчатовском институте были изготовлены сверхпроводниковые магниты для первого в мире токамака Т-7 со сверхпроводниковым (Nb-Ti) тороидальным магнитом - 3 Тл, 20 МДж (конец 70-х гг.) и, совместно с НИИЭФА им.Д.В.Ефремова, токамака Т-15 (конец 80-х годов) со сверхпроводниковым (Nb3Sn) тороидальным магнитом (несколько сотен МДж). За работы по прикладной сверхпроводимости сотрудникам института трижды присуждались Государственные премии и премии Правительства Российской Федерации.

Понимая важность изучения сверхпроводимости, как явления, и перспектив его практического применения руководство Курчатовского института еще в конце 60-х годов приняло решение создать специальное подразделение, которое возглавил Н.А.Черноплеков. В настоящее время это подразделение называется ИСФТТ (Институт сверхпроводимости и физики твердого тела), в штате которого  180 человек.

Кроме ИСФТТ, где сосредоточен основной объем работ по прикладной сверхпроводимости, работы по этой тематике проводятся также в Институте ядерного синтеза (ИЯС), главным образом, в связи с установкой Токамак-15, и в Институте молекулярной физики (ИМФ), где ведутся работы по изучению магнитных полей мозга человека с использованием сквид-магнитометров.

Администрация

Велихов Евгений Павлович, академик РАН, президент РНЦ КИ

Пономарев-Степной Николай Николаевич, академик РАН, вице-президент РНЦ КИ

Поляков Илья Николаевич, директор РНЦ КИ

Знаменский Николай Владимирович, д.ф.-м.н., директор РНЦ КИ по научному развитию и и.о. директора ИСФТТ

 

ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ И ВЕДУЩИЕ СПЕЦИАЛИСТЫ

ИСФТТ

Черноплеков Николай Алексеевич, д.ф.-м.н.,                                                                               тел.: (095) 196-92-23
чл.-корр. РАН, научный руководитель                                                                                          факс: (095) 196-59-73
                                                                                                                                                           e-mail: chernopl@isssph.kiae.ru

Кейлин Виктор Ефимович, д.т.н., профессор,                                                                              тел.: (095) 196-99-11
заслуженный деятель науки РФ,                                                                                                    факс: (095) 196-59-73
заместитель директора                                                                                                                    e-mail: kev@isssph.kiae.ru

Круглов Виталий Сергеевич, к.т.н.,                                                                                               тел.: (095) 196-77-17
заместитель директора                                                                                                                    факс: (095) 196-59-73
                                                                                                                                                           e-mail: kruglov@isssph.kiae.ru

Клименко Евгений Юрьевич, д.ф-м.н.,                                                                                         тел.: (095) 196-96-31
профессор, начальник лаборатории                                                                                              факс: (095) 196-59-73
                                                                                                                                                           e-mail: klimenko@isssph.kiae.ru

Красноперов Евгений Павлович, д.ф-м.н.,                                                                                   тел.: (095) 196-71-09
начальник лаборатории                                                                                                                  факс: (095) 196-59-73
                                                                                                                                                           е-mail: kep@isssph.kiae.ru

Сурин Михаил Израелевич, к.т.н.,                                                                                                 тел.: (095) 196-97-35
начальник лаборатории                                                                                                                  факс: (095) 196-59-73
                                                                                                                                                           e-mail: sur@isssph.kiae.ru

Анашкин Олег Петрович, к.т.н.,                                                                                                    тел.: (095) 196-71-83
начальник группы                                                                                                                           факс: (095) 196-59-73
                                                                                                                                                           e-mail: ana@isssph.kiae.ru

Ковалев Иван Алексеевич, к.т.н.,                                                                                                   тел.: (095) 196-71-71
начальник группы                                                                                                                            факс (095) 196-59-73

Новиков Станислав Иосифович, к.т.н.,                                                                                         тел.: (095) 196-72-32
ведущий научный сотрудник                                                                                                          факс: (095) 196-59-73
                                                                                                                                                           e-mail: snovikov@isssph.kiae.ru

Лепехин Владимир Михайлович,                                                                                                  тел.: (095) 196-99-56
научный сотрудник                                                                                                                         факс: (095) 196-59-73

Щербаков Владимир Игоревич,                                                                                                     тел.: (095) 196-94-52
ведущий электроник          
                                                                                                            e-mail: cherby@isssph.kiae.ru

Дорофеев Геннадий Леонидович, к.ф.-м.н., с.н.с.                                                                       тел.: (095) 196-94-26
                                                                                                                                                          e-mail: dorof@isssph.kiae.ru

Михеева Маргарита Николаевна, к.ф.-м.н., в.н.с.                                                                        тел.: (095) 196-95-21
                                                                                                                                                          e-mail: mikheeva@isssph.kiae.ru

Панова Галина Христофоровна, к.ф.-м.н., в.н.с.                                                                          тел.: (095) 196-94-26
                                                                                                                                                          e-mail: shikov@isssph.kiae.ru

Романовский Владимир Рэманович, к.ф.-м.н., с.н.с.                                                                  тел. (095) 196-95-22

Волков Павел Владимирович, заместиетль                                                                                  тел.: (095) 196- 96-31
начальника лаборатории                                                                                                                e-mail: volkov@isssph.kiae.ru

Круглов Сергей Леонидович, с.н.с.                                                                                              тел. (095) 196-71-71

Кривых Анатолий Владимирович, к.т.н., с.н.с.                                                                           тел. (095) 196-97-02
                                                                                                                                                          e-mail: krivykh@isssph.kiae.ru

Лелехов Сергей Андреевич, к.т.н., с.н.с.                                                                                      тел. (095) 196-97-02
                                                                                                                                                          e-mail: lelekhov@isssph.kiae.ru

Лысенко Валерий Викторович, научный сотрудник                                                                  тел. (095) 196-97-02
                                                                                                                                                          e-mail: lysenko@isssph.kiae.ru

Патрикеев Владимир Михайлович, начальник                                                                           тел. (095) 196-74-76

комплекса криогенного обеспечения                                     

Иванов Артемий Николаевич, м.н.с.                                                                                            тел. (095) 196-71-71

Куроедов Юрий Дмитриевмч, к.т.н, с.н.с.                                                                                   тел. (095) 196-94-26
                                                                                                                       
                                  e-mail: Kud@isssph.kiae.ru

Новиков Михаил Станиславович, м.н.с.                                                                                      e-mail: snovikov@isssph.kiae.ru

 

ИМФ

Ожогин Валерий Иванович, д.ф-м.н.,                                                                                          тел.: (095) 196-94-96
профессор, заместитель директора                                                                                               факс: (095) 196-16-32
                                                                                                                                                         e-mail: ozhogin@imp.kiae.ru

Введенский Виктор Львович,  к.ф.-м.н.,                                                                                     тел.: (095) 196-17-11
ведущий научный сотрудник                                                                                                       e-mail: vvedensky@imp.kiae.ru

ИЯС       

Востриков Сергей Николаевич,                                                                                                  тел.: (095) 196-96-86
заместитель директора ИЯС                                                                                                       е-mail:Vostr@nfi.kiae.ru

Иванов Денис Петрович, к.ф-м.н.,                                                                                             тел.: (095) 196-78-00
начальник лаборатории                                                                                                               e-mail: ivanov@nfi.kiae.ru
Хвостенко Петр Павлович, к.ф.-м.н.,                                                                                         тел.: (095)196-79-04
главный инженер токамака Т-15                                                                                                е-mail: pphv@nfi.kiae.ru
  

 

КООПЕРАЦИИ

ВНИИКП

ВНИИНМ им. А.А.Бочвара

ВНИИЭлектромаш

ВНИИЭлектроэнергетики

ВЭИ

ИФВЭ

ИФТТ РАН

ИЯФ СО РАН

МАИ

МГТУ

МИСИС

МИФИ

МЭИ

НИИЭФА им. Д.В.Ефремова

ОИВТ РАН

ЭНИН им. Г.М. Кржижановского

Институт физики плазмы, КНР
Институт физики плазмы, Индия

Корейский институт фундаментальных
исследований, Корея

ЦЕРН, Швейцария

Национальная лаборатория сильных
магнитных полей, США

GSI, Дармштадт, Германия

Изготовление технических проводов и массивных материалов на основе НТСП и ВТСП

 

 

Разработка и изготовление магнитных систем различного назначения

 

технологическое оборудование
и диагностическая аппаратура

РНЦ “Курчатовский институт” располагает широкими возможностями для проведения как фундаментальных исследований по сверхпроводимости, так и разработок по прикладной сверхпроводимости. В институте имеется следующее уникальное исследовательское технологическое и диагностическое оборудование:

        -          водоохлаждаемые - до 19 Т в отверстии диаметром 32 мм;

        -          сверхпроводящие - до 16 Т в отверстии диаметром 40-45 мм;

В ИСФТТ ведутся работы по исследованию электродинамики реальных сверхпроводящих материалов, улучшению характеристик НТСП и ВТСП магнитов, совершенствованию вспомогательных систем (криогенное оборудование, токовводы, в т.ч. на основе ВТСП), а также разрабатываются и изготавливаются сверхпроводящие магниты различного назначения. В качестве примеров можно привести:

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТОК

Разработана концепция искусственных центров пиннинга и проведены теоретические и экспериментальные исследования (совместно с ВНИИНМ им. А.А.Бочвара).

Разработаны методы конструирования сверхпроводящих магнитов для применения в установках магнито-резонансной томографии (высокая однородность и  стабильность поля). Изготовлены катушки, включая на 1Т, для МР томографии всего тела.

УСТАНОВКИ И
КРИОГЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Производственные и испытательные участки Курчатовского института оснащены всем оборудованием, необходимым для изготовления и испытания сверхпроводящих магнитов, в том числе:

      -      намоточными машинами;

      -      испытательными криостатами различных размеров;

      -      стабилизированными источниками питания до 20 кА;

      -      системами защиты;

      -      гелиевым ожижителем и системами хранения гелия;

      -      сверхпроводниковыми и водоохлаждаемыми магнитами в составе испытательных стендов,
              предназначенными для тестирования новых сверхпроводниковых материалов; 

      -      уникальным гибридным магнитом (сконструированным совместно с НИИЭФА),
              генерирующим квазистационарные магнитные поля до 25 Т в 30 мм теплом зазоре.

 

РАЗРАБОТКИ, ИМЕЮЩИЕ 
ПРИКЛАДНОЙ ПОТЕНЦИАЛ

 

  1. Разработаны ВТСП токовводы на основе лент Bi-системы, достигнуты токи до 1кА.

  2. Разработаны токоограничители в конструкции с насыщенным магнитопроводом (по заказу РАО ЕЭС).

  3. Разработана и изготовлена действующая модель  линии электропередач - ВТСП кабель длиной 2,5м, ток до 2,5кА, система охлаждения (совместно с ВНИИНМ и ВНИИКП).

  4. Разработаны и изготовлены ВТСП галетные катушки.

  5. Разработана технология MgB2 проводников методом «порошок-в-трубе» с использованием обжатия в высоких импульсных магнитных полях (до 50Т); в предварительных образцах при диаметре проводника 2,3мм и длине 10 см критический ток составил 900А  в поле 5кЭ при гелиевой температуре; метод позволяет изготавливать проводники неограниченной длины.

  6. Разработана (совместно с МИСиС) технология длинномерных ВТСП ленточных проводников Bi-системы, альтернативная традиционной технологии типа «порошок-в-трубе» - мелкодисперсный аморфный порошок осаждается непосредственно на серебряную ленту; на лентах шириной 2-4 мм при толщине покрытия 30 мкм достигнута плотность критического поля 2·105А/см2 в собственном магнитном поле при 4,2 К.

РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗА ПОСЛЕДНИЕ 5 ЛЕТ

В течение последних 5 лет сотрудники Курчатовского института опубликовали более 120 статей по исследованиям в области сверхпроводимости. Ниже представлены публикации

 

2002 года.

Г.Х.Панова, А.А.Шиков, М.Н.Хлопкин, Н.А.Черноплеков. Полевая и температурная зависимости теплоемкости сверхпроводника La1.85Sr0.15CuO4. Физика твердого тела, 2002, 44, №1, с.29-32.

А.О.Комаров, А.И.Сазонов, Н.А.Козловская, С.В.Зезин, В.С.Круглов, Н.А.Черноплеков, И.И.Акимов, Б.П.Михайлов, В.Ф.Шамрай. Физико-химические основы создания токонесущей структуры из Bi2Sr2CaCu2O8-x в моно- и многожильных проводниках. Перспективные материалы, 2002, № 1, с.11-19.

В.В.Квардаков. Исследование ВТСП-кристаллов Nd2-xCexCuO4 методом дифракционной топографии на синхротронном излучении. Поверхность. Рентгеновские Синхротронные и Нейтронные Исследования, 2002, № 1, с.91-93.

Y.Piskunov, A.Gerashenko, A.Pogudin, A.Ananyev, K.Mikhalev, K.Okulova, S.Verkhovskii, A.Yakubovsky, A.Trokiner. 207-Pb and 17-O NMR study of the electron density distribution in the metallic phase of BaPb1–xBixO3. Physical Review B, 2002, 65, 13, p.134518.

V.R.Romanovskii. Peculiarities of transport current penetration in a composite superconductor taking into account different models of flux creep. Cryogenics, 2002, 42, № 1, p.29-37.

С.Н.Барило, Д.И.Жигунов, С.В.Ширяев, П.Лемменс, В.П.Гнездилов, Ю.Г.Пашкевич, А.А.Захаров, Дж.М.Транквада, А.М.Балагуров. Сравнительное исследование влияния условий выращивания и последующего оксидирования на характер структурного фазового разделения, упорядочение спинов и дырок, сверхпроводимость монокристаллов La2CuO4+y. Поверхность Рентгеновские Синхротронные и Нейтронные Исследования. 2002,  № 3, с.20-27.

V.R.Romanovskii. Joule heat release in a superconducting composite under a transport current charge. Superconductor Science Technology. 2002, 15,
6, p.881-887.

N.A.Chernoplekov. State of the art in applied heavy-current superconductivity. Успехи физических наук, 2002, 172, № 6, p.716-722.

А.О.Комаров, Б.П.Михайлов, С.В.Зезин, А.И.Сазонов, Н.А.Козловская, В.С.Круглов  Оптимизация условий приготовления крупногабаритных ВТСП изделий на основе соединений Bi2Sr2CaCu2O8+x(2212). Перспективные материалы, 2002, № 3, с.84-87.

O.P.Anashkin, V.E.Keilin,  A.V.Kovalev, A.V.Krivykh, I.I.Akimov, A.K.Shikov. Cryogen-free HTS coil placed in a heat-exchange gas. Cryogenics, 2002, 42,
5, p.295-297.

В.И.Круглов, В.И.Щербаков. Динамика скачка магнитного потока в композитном сверхпроводнике. Журнал технической физики. 2002, 72,
11, с.121-124.

V.E.Keilin, V.E.Miklyaev, M.I.Surin, M.I.Shevchenko. Compact high field superconducting coil. IEEE Transactions Applied Superconductivity. 2002, 12,
1, p.484-486.

O.P.Anashkin, D.P.Ivanov, V.E.Keilin, N.P.Kopeikin, I.A.Kovalev, A.V.Krivykh, S.L.Kruglov, V.V.Lysenko, S.I.Novikov, V.M.Patrikeev, S.Pradhan, Y.C.Saxena, V.I.Scherbakov, I.O.Shugaev, V.V.Stepanov. Results of the model coil tests for the cable-in-conduit conductor for SST-1 tokamak IEEE Transactions Applied Superconductivity. 2002, 12, 1, p.567-570.

A.A.Bush, G.L.Dorofeev, V.M.Drobin, Y.Kuroedov, N.M.Vladumirova, V.S.Vyatkin. Bean-Livingston barrier and dynamics of the magnetic flux flow in layered (plated) superconductors. IEEE Transactions Applied Superconductivity. 2002, 12, 1, p.1018-1021.

G.L.Dorofeev, Y.Kuroedov, V.S.Vyatkin. Direct observation of the magnetic flux tuning to the pinning structure in NbTi. IEEE Transactions Applied Superconductivity, 2002, 12 1, p.1022-1024.

G.P.Vedernikov, A.K.Shikov, M.S.Novikov, S.I.Novikov, L.V.Potanina, I.N.Gubkin. Comparative study of NbTi strands developed for ITER PF coils. IEEE Transactions Applied Superconductivity. 2002, 12, 1, p.1098-1101.

N.N.Agapov, G.L.Dorofeev, V.M.Drobin, A.D.Kovalenko, H.G.Khodzhibagiyan, N.M.Vladimirova. A.C. energy losses of Nb-Ti multifilamentary superconductors for the magnets of the nuclotron. IEEE Transactions Applied Superconductivity. 2002, 12, 1, p.1102-1104.

A.V.Dudarev, H.H.Kate, E.W.Boxman, V.E.Keilin, N.P.Kopeikin, I.A.Kovalev, A.N.Kuljamzin, V.I.Shcherbakov, I.O.Shugaev, V.V.Stepanov. 20.5 kA current leads for ATLAS Barrel Toroid superconducting magnets. IEEE Transactions Applied Superconductivity, 2002, 12, N 1, p.1289-1292.

G.K.Panova, A.A.Shikov, N.A.Chernoplekov, G.A.Emel’chenko, A.N.Malyuk, S.T.Lin. Anisotropy of the Superconducting Transition in Magnetic Fields in a Nd1.85Ce0.15CuO4 Single Crystal. Письма в ЖЭТФ, 2002, 75, № 11, p.699-702.

V.R.Romanovskii. Current degradation of multi-strand superconducting cable caused by non-ideal inductive coupling between its components. IEEE Transactions Applied Superconductivity, 2002, 12, 1, p.1578-1581.

V.E.Keilin, B.N.Kolbasov, S.A.Lelekhov. High current arc accidents in superconducting magnets, IEEE Transaction on Applied Superconductivity, 2002, 12,
1, pp.1561-1564.

Н.А.Черноплеков и др. Сверхпроводимость и перспективные виды электротехнического оборудования для передачи и распределения электроэнергии. Труды VI симпозиума «Электротехника 2010», Москва, 2002.