Научные программы организаций
Гранты РНФ на реализацию комплексных научных программ организаций

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Программа «Фундаментальные основы энергетики будущего»

Лаборатория диагностики пылевой плазмы ОИВТ РАН

Лаборатория работает в рамках направления программы института «Теплофизика экстремальных состояний вещества в новой энергетике» (руководитель – академик Олег Петров). Направление включает исследования в области физики экстремальных состояний вещества, возникающих при сверхбыстром воздействии фемтосекундных лазерных импульсов, изучение свойств ультрахолодных газовых сред, полученных при помощи лазерного охлаждения, а также рассмотрение комплексной плазмы. Такие исследования могут иметь множество приложений: создание новых источников энергии на основе управляемого термоядерного синтеза, новых материалов и новых источников излучения для диагностики окружающей среды, материаловедения, биологии и медицины и многие другие.

аборатория лазерного воздействия проводит с помощью мощных лазеров фундаментальные исследования экстремальных состояний, образующихся в сильно нагретом и сжатом поверхностном слое вещества и в плазме. Лаборатория разрабатывает методы диагностики предельных прочностных свойств различных материалов, технологии наностуктурирования функциональных поверхностей, фемтосекундные технологии для биологии и клеточной хирургии. В последние годы здесь развивается новое направление исследований – взаимодействие фемтосекундных однопериодных импульсов дальнего инфракрасного спектра излучения с веществом. Создан уникальный, не имеющий аналогов в мире источник фемтосекундных импульсов. Руководитель – доктор физико-математических наук Михаил Агранат.

Уникальная научная установка «Сфера» ОИВТ РАН

Исследования на установке «Сфера» (руководитель – кандидат технических наук Вячеслав Петухов) проводят в рамках направления программы института «Теплофизика, технологии и безопасность новой энергетики» (руководитель – член-корреспондент РАН Геннадий Канель). Для обеспечения безопасности производства водорода в области энергетики, транспорта и водородной безопасности атомной энергетики необходимы исчерпывающие сведения о закономерностях воспламенения и горения водородо-воздушных смесей в больших объемах при определенных условиях. Поэтому ученые получают новые экспериментальные и расчетные данные по критическим условиям возникновения и распространения детонации водородо-воздушных смесей в свободном и частично ограниченном газовых зарядах большого объема. Создаваемые на основе этих знаний разработки позволят предотвратить формирование детонации в замкнутых помещениях. Кроме того, сотрудники работают над проблемами теплообмена жидких металлов при наличии сильных магнитных полей. Особое место занимают разрабатываемые средства диагностики таких состояний, что имеет большое значение при создании термоядерных реакторов-токамаков – установок для протекания управляемого термоядерного синтеза.

Уникальная научная установка «Сфера» позволяет изучать процессы горения, взрыва и детонации в смесях горючих газов с воздухом в больших объемах, исследовать нестационарные режимы горения газовых смесей, при которых развиваются давления, превышающие давления, возникающие при детонационных режимах. Такие режимы представляют повышенную опасность, особенно на атомных станциях и в угольных шахтах, поэтому разрабатываются способы их избегания.

Лаборатория лазерного воздействия ОИВТ РАН

Лаборатория работает в рамках направления программы института «Теплофизика экстремальных состояний вещества в новой энергетике» (руководитель – академик Олег Петров). Направление включает исследования в области физики экстремальных состояний вещества, возникающих при сверхбыстром воздействии фемтосекундных лазерных импульсов, изучение свойств ультрахолодных газовых сред, полученных при помощи лазерного охлаждения, а также рассмотрение комплексной плазмы. Такие исследования могут иметь множество приложений: создание новых источников энергии на основе управляемого термоядерного синтеза, новых материалов и новых источников излучения для диагностики окружающей среды, материаловедения, биологии и медицины и многие другие.

Лаборатория лазерного воздействия проводит с помощью мощных лазеров фундаментальные исследования экстремальных состояний, образующихся в сильно нагретом и сжатом поверхностном слое вещества и в плазме. Лаборатория разрабатывает методы диагностики предельных прочностных свойств различных материалов, технологии наностуктурирования функциональных поверхностей, фемтосекундные технологии для биологии и клеточной хирургии. В последние годы здесь развивается новое направление исследований – взаимодействие фемтосекундных однопериодных импульсов дальнего инфракрасного спектра излучения с веществом. Создан уникальный, не имеющий аналогов в мире источник фемтосекундных импульсов. Руководитель – доктор физико-математических наук Михаил Агранат.

Лаборатория теплофизических свойств материалов ОИВТ РАН

Лаборатория работает в рамках направления программы института «Теплофизика экстремальных состояний вещества в новой энергетике» (руководитель – академик Олег Петров). Направление включает исследования в области физики экстремальных состояний вещества, возникающих при сверхбыстром воздействии фемтосекундных лазерных импульсов, изучение свойств ультрахолодных газовых сред, полученных при помощи лазерного охлаждения, а также рассмотрение комплексной плазмы. Такие исследования могут иметь множество приложений: создание новых источников энергии на основе управляемого термоядерного синтеза, новых материалов и новых источников излучения для диагностики окружающей среды, материаловедения, биологии и медицины и многие другие.

Лаборатория теплофизических свойств материалов проводит исследования, посвященные теоретическому и экспериментальному изучению ультрахолодного газа ридберговских атомов и ультрахолодной неидеальной плазмы. Эти исследования связаны с бурно развивающимся направлением создания квантовых компьютеров. Кроме того, исследования полезны для понимания процессов захвата антиводорода в основном состоянии на установках в Европейском Центре ядерных исследований (ЦЕРН). Руководитель – доктор физико-математических наук Борис Зеленер.

Лаборатория энергоаккумулирующих веществ ОИВТ РАН

Лаборатория работает в рамках направления программы института «Новые энергетические технологии с использованием альтернативных источников и накопителей энергии» (руководитель – Евгений Школьников). Такие исследования позволят совершенствовать системы централизованной, распределенной и автономной энергетики на основе более широкого использования местных, включая возобновляемые, энергетических ресурсов, применения современных материалов, методов аккумулирования энергии и новых источников энергии и энергоносителей.

Лаборатория энергоаккумулирующих веществ проводит исследования процессов образования и диссоциации гидрата метана. Гидрат метана представляет собой твердый раствор, где растворителем является вода, в объемную кристаллическую структуру которой внедрены молекулы метана. Свойства гидрата метана позволяют рассматривать его в качестве одного из вариантов хранения и транспортировки природного газа метана. Сегодня на рынке существуют две технологии мобильного хранения и транспортировки природного газа – сжиженный природный газ и природный газ под давлением, но они имеют недостатки. Газогидраты для транспортировки природного газа могут быть использованы для освоения малых газовых месторождений или шельфовых месторождений, где есть проблемы с прокладкой труб. Еще одним потенциальным направлением использования газовых гидратов может стать Арктика. В арктических условиях такой «газогидратный лед» может храниться годами, и по необходимости природный газ может извлекаться из него и использоваться в энергетических целях – проведение тепла и электричества. Руководитель – кандидат технических наук Михаил Власкин.

Лаборатория использования жидкометаллических и солевых теплоносителей ОИВТ РАН

Лаборатория проводит исследования в рамках направления программы института «Теплофизика, технологии и безопасность новой энергетики» (руководитель – член-корреспондент РАН Геннадий Канель). Для обеспечения безопасности производства водорода для задач энергетики, транспорта и водородной безопасности атомной энергетики необходимы исчерпывающие сведения о закономерностях воспламенения и горения водородо-воздушных смесей в больших объемах при определенных условиях. Поэтому ученые получают новые экспериментальные и расчетные данные по критическим условиям возникновения и распространения детонации водородо-воздушных смесей. Создаваемые на основе этих знаний разработки позволят предотвратить формирование детонации в замкнутых помещениях. Кроме того, сотрудники работают над проблемами теплообмена жидких металлов при наличии сильных магнитных полей. Особое место занимают разрабатываемые средства диагностики таких состояний, что имеет большое значение при создании токамаков – реакторов для протекания управляемого термоядерного синтеза.

Лаборатория изучает особенности теплообмена жидкометаллических теплоносителей и расплавов солей в энергоустановках, таких, как токамаки. Правильное представление о закономерностях течения жидкости в этих условиях способно упростить конструкцию систем охлаждения и увеличить их ресурс. Руководитель – кандидат технических наук Иван Беляев.