The object of research, development or design (in Russian) : Высокоэффективные термоэлектрические материалы и радиационно-безопасные изотопы

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жоғары тиімді термоэлектрлік материалдар және радиациядан қауіпсіз изотоптар

Aim of work (in Russian) : Целью проекта являются разработка и создание высокоэффективного радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ), научно-технических основ его производства, сочетающих высокоэффективный термоэлектрический материал и радиационно-безопасные изотопы с оптимальными техническими параметрами. Создание макета РИТЕГ.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты тиімділігі жоғары термоэлектрлік материал мен оңтайлы техникалық параметрлері бар радиациялық-қауіпсіз изотоптарды үйлестіретін радиоизотопты термоэлектрлік генераторды, оны өндірудің ғылыми-техникалық негіздерін әзірлеу және жасау болып табылады. Радиоизотопты термоэлектрлік генератордың макетін құру.

Методы исследования (на русском) : В качестве методов получения суперионных ВЭТЭМ мы используем: ампульный твердофазный синтез, золь-гель метод, низкотемпературный синтез, ЭГД- метод нанодиспергирования (электрогидродинамический удар), холодное и горячее прессование и другие. В качестве методов управления оптимальными параметрами (нестехиометрия, концентрация легирующей примеси, размеры частиц) получаемых материалов применяются: легирование и замещение, кулонометрическое титрование, наноструктуризация и термообработка. Для аттестации применяются методы: рентгеновского дифракционного и флюоресцентного анализа, сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии и другие. Выбранные методы являются хорошо апробированными, достоверными и проверенными, входят в современный арсенал надежных технических средств ЭПИ функциональных энергетических материалов и других. Для измерения электронной и ионной проводимости, коэффициентов термо-эдс, диффузии используются современные измерительные ячейки с соответствующими электронными и ионными фильтрами и зондами. Методика измерений учитывает смешанную электронно-ионную проводимость ВЭТЭМ, концентрационную поляризацию в материале и его временную зависимость для определения коэффициента химической диффузии. Электронное удельное сопротивление и коэффициент Зеебека измеряются на установке ZEM-3M8. Теплоемкость и теплопроводность определяются приборами Netzsch LFA457 и Netzsch DSC 200F3. Для надежного определения теплопроводности мы используем метод сравнения с эталоном.

Методы исследования (на казахском) : Суперионды ЖТТЭМ алу әдістері ретінде мыналарды қолданамыз: ампулалық қатты фазалы синтез, золь-гель әдісі, төмен температуралы синтез, ЭГД –нанодиспергирлеу әдісі (электрогидродинамикалық соққы), суық және ыстық баспалау және басқалары. Алынған материалдардың оңтайлы параметрлерін (нестехиометрия, легирленген қоспа концентрациясы, бөлшектердің өлшемдері) басқару әдістері ретінде қолданылады: қоспамен легирлеу және алмастыру, кулонометриялық титрлеу, наноқұрылымдау және термиялық өңдеу. Аттестаттау үшін мынадай әдістер қолданылады: рентгендік дифракциялық және флуоресценттік талдау, сканерлеуші электрондық және атомдық-күш микроскопиясы және басқалар. Таңдалған әдістер жақсы апробацияланған, сенімді және дәлелденген, ЭҚЗ функционалды энергетикалық материалдардың және басқалардың сенімді техникалық құралдарының заманауи арсеналына кіреді. Электрондық және иондық өткізгіштікті, термо-ЭҚК коэффициенттерін, диффузияны өлшеу үшін сәйкес электронды және иондық сүзгілері мен зондтары бар заманауи өлшеу ұяшықтары қолданылады. Өлшеу әдістемесі ЖТТЭМ -нің аралас электронды-иондық өткізгіштігін, материалдағы концентрациялық поляризацияны, химиялық диффузия коэффициентін анықтау үшін оның уақытқа тәуелділігін ескереді. Электрондық меншікті кедергі мен Зеебек коэффициенті ZEM-3M8 қондырғысында өлшенеді. Жылу сыйымдылығы мен жылу өткізгіштігі Netzsch LFA457 және Netzsch DSC 200F3 құрылғыларымен анықталады. Жылу өткізгіштігін сенімді анықтау үшін біз эталонмен салыстыру әдісін қолданамыз.

Obtained results and novelty (in Russian) : Идея настоящего Проекта заключается в создании радиоизотопного термоэлектрического генератора с улучшенной эффективностью преобразования энергии. Для этого применяются высокоэффективный термоэлектрический материал и радиационно-безопасные изотопы с оптимальными параметрами– с последующей разработкой научно-технических основ производства. В настоящее время радионуклид 238Pu является остродефицитным из-за завершения его производства. Научной новизной Проекта является разработка новых высокоэффективных РИТЭГ на основе 241Am – нового радионуклида с большим временным ресурсом. Благодаря этому достигаются: максимум КПД, меньшая масса и оптимальные размеры, радиационная безопасность для РИТЕГ при исследованиях космоса, в работе электроники в труднодоступных регионах Казахстана и мира.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бұл жобаның идеясы энергияны түрлендіру тиімділігі жақсартылған радиоизотоптық термоэлектрлік генераторды құру болып табылады. Ол үшін жоғары тиімді термоэлектрлік материал және оңтайлы параметрлері бар радиациялық қауіпсіз изотоптар қолданылады-кейіннен өндірістің ғылыми– техникалық негіздерін әзірлеу қолданылады. Қазіргі уақытта 238pu радионуклид өндірісінің аяқталуына байланысты өте тапшы болып табылады. Жобаның ғылыми жаңалығы – 241Am негізінде жаңа жоғары тиімді РИТЭГ әзірлеу-үлкен уақыт ресурсы бар жаңа радионуклид. Осының арқасында мыналарға қол жеткізіледі: ең жоғары тиімділік, аз масса және оңтайлы өлшемдер, ғарышты зерттеу кезінде РИТЭГ үшін Радиациялық қауіпсіздік, Қазақстан мен әлемнің жету қиын өңірлерінде электроника жұмысында.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Новые материалы и развитие перспективных наукоемких технологий

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жаңа материалдар және перспективалық ғылымды қажет ететін технологияларды әзірлеу

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілген жоқ

Efficiency (in Russian) : Все работы выполнены в соответствие с календарным планом

Efficiency (in Kazakh) : Барлық жұмыстар күнтізбелік жоспарға сәйкес орындалды

Field of application (in Russian) : Высокоэффективные радиоизотопные термоэлектрические генераторы могут применяться военно-космическими организациями СНГ и мира; предприятиями, выпускающие термоэлектрические генераторы и полупроводниковые холодильники: для питания сигнальной и другой аппаратуры в труднодоступных местах.

Field of application (in Kazakh) : Тиімділігі жоғары радиоизотопты термоэлектрлік генераторларды ТМД және әлемнің әскери ғарыштық ұйымдары пайдалана алады; термоэлектрлік генераторлар мен жартылай өткізгіш тоңазытқыштар шығаратын кәсіпорындар: қол жеткізу қиын жерлерде сигналды және басқа жабдықты қуаттандыруға арналған.