Александр Фертман Директор по науке Кластера ядерных технологий

1. Применение радиационных технологий в индустрии Александр Фертман Директор по науке Кластера ядерных технологий

2. Радиационные технологии приоритетное направление дляКластер Ядерных Технологий Фонда Сколково Источники радиации и поля Лазеры Ускорители Изотопы Плазма Магниты Эффекты Изучение структур Изменение свойств материалов Разрушение связей Рынки Наука (LHC, FAIR, XFEL) Энергия (переработка выбросов, обработка нефти) Безопасногсть (системы инспекции) Промышленность (шины, кабели, микроэлектроника) Продукты питания (обработка, дезинфеция) Медицина (диагностика и терапия) 2 2

3. Market priorities for implementation of nuclear and radiation technologies • Nuclear industry • Medicine and biotechnologies • Microelectronics • Manufacturing and processing industries • Security and safety • Food and water markets • Ecological sustainability • Scientific market

4. Кластер ЯТ Сколково и Технологическая платформа «Радиационные технологии» Технологическая платформа – механизм определения приоритетов и специализации России в глобальной системе разделения труда в сфере радиационных технологий • В Кластере ЯТ сегодня более 85 компаний участников. Более 50% связаны с РТ • Координатор техплатформы– Некоммерческое партнерство «Общество профессионалов в области радиационных технологий» ) • В состав технологической платформы входят более 80 организаций (НИИ, университеты, бизнес и др.) Медицина Изотопы Ускорители и Управление излучением и электромагнит-ными полями Индустриальное облучение и НК Микроэлектроника Оборудование технологии Плазма Магнитные поля Лазеры Пища и вода Безопасность Рынки

5. Стратегия привлечения участников и стратегическая программа исследований СПИ – 1.0 ЗАДАЧА: формирование критической массы проектов, выделенных в качестве приоритетных в рамках технологической платформы на основе качественного анализа СПИ – 2.0 ЗАДАЧИ: Повышение качества портфеля проектов ТП РТ за счет формирования требований к проектам со стороны глобальных технологических лидеров Формирование новой повестки – специализации России в кооперации с глобальными центрами компетенций 1 1 2 2011 2017 2015 2013

6. Принципиальная схема дорожной карты (НИУ ВШЭ)

7. Использование дорожных карт (НИУ ВШЭ)

8. Обработка композитов рентгеновским излучением

9. Промышленные рынки для использования электронных пучков – 2012 г.

10. Радиационные технологии в производстве цементного клинкера Открытое в 1970-80 годы группой учёных Ленинграда, Новосибирска, Алма-Аты и Еревана явление радиационно-термической активации твёрдофазных реакций в неорганических системах позволяет кардинально интенсифицировать и сделать намного более «дружественным» по отношению к окружающей среде производство многих энергоёмких, высокотемпературных продуктов. • Пучок электронов высокой энергии (1,5 – 2 МэВ) передаёт её всему объёму облучаемого вещества одновременно, исключая фактор теплопроводности, лимитирующий скорость процесса. • Помимо чисто термического эффекта скоростного обжига имеет место явление радиационно-термической активации. * РТ-активация применительно к получению цементного клинкера – это: • снижение на 150-200°С температуры физико-химических превращений; • образование портландцементного клинкера из сухой сырьевой смеси при мощности поглощённой дозы 200-400 Вт/г за 5-15 с (во вращающихся печах на это уходит более часа). • Основы РТ-технологии цемента разработаны в 1970-80-ые годы институтом «Гипроцемент» в содружестве с НИИЭФА (Ленинград) и Институтом ядерной физики (Новосибирск)..

11. Ionizing Radiation and a Wood – Based Biorefinery • Electron beam irradiation is an environmentally friendly pretreatment method for the production of bio-fuels and chemicals from wood. • Increases the hot water extraction of lignin and hemicellulose. • Reduces the recalcitrance of cellulose. • Increases the rate of enzymatic hydrolysis. • Reduces the energy needed for milling. • Can be used to sterilize wood chips.

12. Промышленная метрология

13. Isotope Hydrology for Water Management • Mapping underground water streams • Improved water management • Investigating contamination UNIQUE TECHNIQUE TO STUDY WATER DYNAMICS Serving Basic Human Needs

14. Атмосферная плазма для поточной обработки текстиляи волокна

15. Potentially Big Business:Electron Beam Flue Gas Cleaning Pilot plants for turning toxic SO2 and NO2 from fossil fuel burning into fertilizerMianyang, Sichuan; Poland • Improvements needed: • Efficiency and robustness of accelerator • Stable but thin windows for beam • Heavy metal contamination of fertilizer?

16. Результаты форсайта: ключевые тренды, определяющие повестку развития радиационных технологий Технологический синтез для решения глобальных проблем Обеспечение 100% доставки дозы в мишень Технологизация новых применений РТ • Кратное снижение стоимости оборудования 0 • С биотехнологиями: новые средства доставки маркеров и лекарств; радиационная конверсия биомассы • С роботехникой: роботизированные радиохирургические системы • С индустрией новых материалов: использование РТ в 3D-печати; • С IT : • биоимиджинг, квантовые компьютеры • C нанотехнологиями – выращивание наноструктур по темплэйтам трековых мембран для спинтроники • Совершенствование технологий управления излучением • Совершенствование технологий регистрации излучения • Совершенствование технологий «определения мишени» • Создание комплексных систем • Внедрение «удешевляющих инноваций» • Снижение стоимости сопутствующих технологий • Компактизация оборудования • Микроэлектроника • Строительство • Переработка-отходов • Пищевая отрасль • Экология • Энергетика (радиационная конверсия)

17. Приоритетные направления новой повестки развития радиационных технологий • Новые методы ускорения заряженных частиц (лазерно-плазменное ускорение, диэлектрики и т.д.) • Радиационная обработка полимеров (в том числе натуральных) – импланты, гидрогели, средства доставки лекарств • Радиационные технологии в новой микроэлектронике - EUV источники, новые резисты, снижение энергии имплантации • Радиационные технологии в строительстве – создание новых материалов, диагностика, обеззараживание • Конвергенция с биотехнологиями: • индустрия - лесопереработка, энергетика, экология, • медицина и косметология - Tissue Engineering • Конвергенция с нанотехнологиями– формирование наночастиц и регулярных структур, порошковая металлургия, Ion beam modification of materials