НИОКР направлен на разработку 2D (двухкоординатного) газоразрядного детектора тепловых нейтронов, который предназначен для использования в дифрактометрах и спектрометрах применяемых в различных нейтронных исследовательских центрах. В рамках НИОКР 1-ого года будет выполнена разработка, создание, исследование и доработка испытательного образца предусилителя сигналов c низкой диссипацией энергии, низкой задержкой и высокой стабильностью во времени, что позволит обеспечить его работу в непосредственной близости от систем регистрации нейтронного излучения даже в случае их размещения в вакууме. В рамках НИОКР 2-ого года будет выполнена разработка, создание, исследование и доработка испытательного образца блока аппаратного анализа сигналов, а также разработка методов для непосредственной предварительной обработки сигналов от позиционно-чувствительных счетчиков нейтронов на основе газа-конвертера 3He. В частности, на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) будет осуществлен анализ амплитуд поступающих от системы регистрации сигналов, их сопоставление и определение координаты события с высокой точностью. В результат реализации проекта командой проекта будет решены технические задачи, которые позволят существенно улучшить характеристики детектора, а именно: Увеличить скорость регистрации нейтронов от 10Е4 до 10Е5 нейтронов в сек (то есть на порядок) по сравнению с существующими аналогами. Улучшить пространственное разрешение не менее, чем на 30% по отношению к текущему состоянию технологий (до 1,5*2 мм*мм). Снизить стоимость придетекторной и регистрирующей электроники по отношению к существующим на рынке аналогам (не менее, чем на 50%). Обеспечить повышение быстродействия позиционно-чувствительных систем регистрации при сохранении стабильности их работы, с нынешних 10 кГц до 100 кГц. Актуальность реализации проекта обусловлена тем, что развитие методик исследования материалов с помощью нейтронов и оснащения исследовательских станций современным оборудованием открывает широкие возможности для современной химии, фармакологии, медицины, электроники и промышленности. В качестве нескольких примеров можно привести новые кардиологические препараты, «смазки» для человеческих суставов, увеличение экстракции нефти из нефтяных пластов, новые экологически чистые растворители, новые сверхпрочные стали. Все это неизбежно ведет к решению целого ряда технических и технологических барьеров при решении широкого круга задач. Основными заказчиками на высокотехнологичном рынке производства детекторных систем для нейтронных исследований в Российской Федерации являются три центра нейтронных исследований. Ими являются Национальный Исследовательский Центр (НИЦ) "Курчатовский институт" - Петербургский Институт Ядерной Физики (ПИЯФ), г. Гатчина, с вводимым в строй нейтронным реактором ПИК НИЦ «Курчатовский институт», г. Москва, с модернизированным реактором ИР-8 и Объединенный Институт Ядерных Исследований, г. Дубна, с импульсным источником нейтронов ИБР-2. Так например, в ближайшие 5 лет на реакторе ПИК будут оснащены не менее 25 новых нейтронных исследовательских установок, для каждой из которых требуется уникальная системах регистрации нейтронного излучения. Итак, основным отличием компонент систем регистрации нейтронного излучения, создаваемым в рамках НИОКР, от мировых аналогов, является обеспечение повышения быстродействия позиционно-чувствительных систем регистрации при сохранении стабильности их работы при регистрации с 10*10Е3 до 100 *10Е3 нейтронов в секунду. Данный результат оказывается возможным при перепроектировании существующих решений, использовании современной компонентной базы и оптимизация размещения компонент систем регистрации относительно общепринятых сегодня. Так, размещение предусилителей сигналов в вакууме позволит существенно сократить путь сигналов малой амплитуды по транспортной системе и снизить влияние фоновых шумов. Использование современной компонентной базы, при этом, позволит сохранить эксплуатационные характеристики на уровне предусилителей не приспособленных для работы в вакуумной среде, а именно усиление на уровне 2 В/пКл, и время обработки поступающих сигналов не должна превышать ~1 мкс, для сохранения вероятности наложений-пропуска сигнала на уровне не более 10% от входной загрузки до 100 *10Е3 нейтронов в секунду . Аппаратное решение проблемы обработки данных в ПЛИС, в свою очередь, позволит существенно снизить объем передаваемой информации от детекторной системы на управляющий ПК. Это позволит увеличить скорость обработки конечных данных и количество каналов регистрации нейтронного излучения. Кроме того, ожидается существенное, не менее, чем двухкратное, снижение стоимости регистрирующей и придетекторной электроники по отношению к существующим на рынке аналогам. Это, в свою очередь, позволит снизить конечную стоимость систем регистрации нейтронов не менее, чем на 20%. По факту успешной реализации НИОКР команда проекта намерена выйти на рынок детекторных систем с собственным коммерческим продуктом, превосходящим мировые аналоги по ключевым параметрам. С целью повышения финансовой устойчивости компании, а также ввиду ограниченного роста рынка сбыта основной продукции, командой проекта также рассматриваются дополнительные направления коммерциализации результатов НИОКР, в частности, технические решения могут также применяться в составе установок с другими типами детекторов, что значительно расширяет потенциальный рынок сбыта.

Производитель: ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ДЕТЕКТРОН"

Другое