Image

История создания

  Сухумский физико-технический институт был создан в период зарождения советской атомной науки и техники. В 1945 году, сразу после форсированного развертывания работ по созданию советской атомной бомбы,  в Сухуми (ныне г.Сухум)  на базе бывших санаториев отдыха  «Синоп» и «Агудзеры» были организованы два секретных объекта – Институт  «А» и Институт «Г». В них были сконцентрированы до 300 немецких специалистов и инженеров, привлеченных к работам в рамках Советского атомного проекта.  Основная научная задача, поставленная перед обоими институтами, заключалась  в разработке промышленных методов разделения изотопов урана, создании аппаратуры для анализа и измерения изотопных концентраций, а также вспомогательной аппаратуры для ядерных исследований. В сущности  это означало разработку технологии получения делящегося материала для создания ядерного оружия с целью прекращения монополии США на использование ядерной энергии в военных целях.    Институт «А» возглавил ученый с мировым именем, один из основоположников телевидения и создателей электронного микроскопа – Манфред фон Арденне (1907-1997). Директором Института «Г» был назначен не менее знаменитый ученый, лауреат Нобелевской премии по физике Густав Герц (1887-1975).

  Деятельность немецких специалистов в Институтах «А» и «Г» продолжалась в течение 10 лет с 1945 по 1955 годы. За этот период разрабатывались в основном три метода разделения изотопов урана: газодиффузионный, электромагнитный и центрифужный. Значительная часть результатов этих работ нашла промышленное применение и внедрена на обогатительных заводах урана. К примеру, трубчатые пористые диафрагмы П.Тиссена были внедрены на установках газодиффузионного обогатительного завода, а ионный источник М. Арденне нашел применение на заводе электромагнитного разделения. В том, что СССР первым в мире освоил газоцентрифужную технологию, есть немалая доля результатов работ, проведённых группой М. Штеенбека и Г.Циппе. Кроме того, в этот же период был создан первый в СССР малогабаритный спектрограф с большой разрешающей способностью.


Профессор М. фон Арденне
Профессор М. фон Арденне
Директор Института «А» (1945-1951гг.). Дважды Лауреат Госпремии СССР
Профессор Густав Герц
Профессор Густав Герц
Директор Института «Г» (1945-1951гг.). Лауреат Нобелевской премии. Лауреат Госпремии СССР
Image
Питер Тиссен

 1 июля 1950 г. по постановлению Совета министров СССР на базе обоих объектов был создан Сухумский физико-технический институт (СФТИ), который до распада Советского Союза был частью научно-производственного комплекса Министерства среднего машиностроения СССР.

Накопленный опыт научных исследований "немецкий периода" оказал большое влияние на дальнейшую научно-производственную деятельность института. К 1956 году, с отъездом основной группы немецких специалистов, начался процесс перепрофилирования института на "несекретную тематику" и формирования новых научных направлений.
  

  

 

Институт постепенно вырос в мощный научный центр с современной экспериментальной базой, обеспечивающей проведение полного цикла научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области разделения изотопов, физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза, ускорительной техники, физики полупроводников и прямого преобразования тепловой энергии в электрическую.

Значительная часть исследований по сформированным направлениям доведена до опытных разработок с последующим применением и внедрением их в различных областях атомной науки и техники, так:

  • многолетние исследования по физике плазмы позволили создать высокоэффективные источники ионов, комплекс исследовательских установок и диагностической аппаратуры, наметить пути стабилизации и нагрева плазмы и создания высокоинтенсивных импульсных плазменных источников излучения;
  • исследования по физике низкотемпературной плазмы, электровакуумным материалам, физике и технологии в области термоэмиссионного преобразования энергии позволили создать технологический комплекс для изготовления электрогенерирующих каналов и узлов;
  • исследования по физике твёрдого тела и материаловедению позволили разработать технологии получения чистых материалов, эффективных полупроводниковых сплавов, создание  низкоомных ресурсоспособных коммутаций, термобатарей, блоков и термогенераторов для установок конкретного назначения широкого интервала температур;
  • исследования по разделению изотопов завершены созданием серии высокоэффективных установок и на их основе – опытного производства стабильных изотопов лёгких ядер;
  • масс-спектрометрические исследования завершились созданием серии масс-спектрометров и масс-спектрографов для точного измерения масс ядер и изотопных концентраций;
  • исследования переноса энергии в веществе закончились разработкой и созданием различных типов пластмассовых сцинтилляторов и на их основе высокоэффективных детекторов излучения;
  • исследования по ускорительной технике, ядерной физике и взаимодействию излучения с веществом закончились открытием ряда новых радиоактивных изотопов, схем распада, разработкой методов расчёта ядерных сечений и методических основ излучения короткоживущих изотопов на циклотроне;
  • исследования по ядерно-магнитному резонансу закончились разработкой методических основ анализа вещества с помощью ЯМР и созданием ряда приборов на их основе;
  • радиофизические и радиотехнические исследования вместе с исследованиями по физике плазмы позволили разработать методы конструирования импульсных ускорительных устройств, создать серию электронных ускорителей широкого применения, разработать технические основы и изготовить серию стабилизированных источников питания и статических преобразователей для космических установок;
  • исследования в области теоретической физики вместе с решением прикладных задач привели к установлению новых классов специальных функций, разработке их теории, методов вычисления и применения. Исследования закончились изданием монографий, которые переведены за рубежом.
Корпус института "А"
Корпус института "Г"
В 1958 году СФТИ включился в программу по созданию космической ядерной энергетической установки. Первая в мире установка с преобразованием тепловой энергии ядерного реактора в электрическую с выходной мощностью 500 Вт была запущена в 1964 г.  и проработала 12000 часов, продемонстрировав принципиальную возможность создания таких источников электроэнергии для космических аппаратов. Затем был создан целый ряд радиоизотопных термоэлектрических генераторов, как для космического, так и наземного применения.
04.jpg
Группа сотрудиков ГНПО-СФТИ со специалистами РНЦ КИ (Москва) и ТРИНИТИ (Троицк) на экспериментальной сессии по проведению исследований наземного моделирования астрофизических процессов на установке КПФ – 4
02.jpg
ГАЗОДИНАМИЧЕСКАЯ ЛОВУШКА (ГДЛ)
01.jpg
ТОКАМАК «ТМР»
03.png
Экспериментальный электровакуумный стенд для термических и электрофизических исследований термоэмиссионных преобразователей

В направлении термоэмиссионного преобразования энергии в СФТИ проводились исследования поверхностных структур тугоплавких металлов и сплавов, химического состава поверхностей, эмиссионных характеристик материалов, режимов работы преобразователей.  Была разработана технология создания одноэлементных и многоэлементных электрогенерирующих каналов, которые легли в основу создания ядерной энергетической установки Енисей» и «Топаз» космического базирования.

В 1981 году за успехи в развитии науки и техники СФТИ был награждён Орденом Трудового Красного Знамени.

Первым директором института до 1951 года был Уполномоченный Совета Министров СССР Александр Иванович Кочлавашвили. Затем в разные годы институт возглавляли:

Мигулин Владимир Васильевич – 1951-1954 гг.;

Исаев Борис Михайлович – 1954-1958 гг.;    

Кварцхава Илья Филиппович – 1958-1961;

Гвердцители Ираклий Григорьевич – 1961-1969;

Леонтьев Николай Иванович – 1969-1974;

Салуквадзе Реваз Георгиевич – 1974-1993;

Камлия Расим Аркадьевич – 1994-1996.

Все они внесли большой вклад в развитие научных направлений.

С 1996 года институтом руководит Марколия Анатолий Иванович, в настоящее время – директор Государственного научного учреждения «Сухумский физико-технический институт Академии наук Абхазии» (ГНУ «СФТИ АНА»).
В трудных условиях Отечественной войны 1992–1993 гг. в Абхазии и экономической блокады были в основном сохранены научно-технологическая база и основной состав сотрудников. Институту удалось возобновить прерванные связи с предприятиями Госкорпораций «Росатом» и «Роскосмос».

А.И.Марколия -генеральный директор, академик, д.т.н.

В настоящее время продолжаются исследования по физике плазмы. В 2005 году запущена плазмофокусная установка четвёртого поколения КПФ-4. По энергетике она входит в тройку крупнейших в мире. Ведутся исследования по моделированию астрофизических джетов и воздействия высокоростных (~100 км/с) плазменных потоков на материалах.

Продолжаются также работы по термоэлектрическому и термоэмиссионному преобразованию энергии. С 2015 года они сосредотоочены в ООО «ЭРА-ИСТОК, работающем на базе имущества СФТИ. На данном этапе исследования связаны с поиском новых, более дешёвых термоэлектрических материалов, работающих в широком диапазоне температур и сохраняющих длительныйй ресурс.

Внедряются новые технологии получения и подготовки термоэлектрических материалов. Начато освоение тонкоплёночных технологий.

Отдел вакуумно-плазменных технологий (ОВПТ) занимается вопросами:

  • модификации поверхностей конструкционных материалов путём воздействия на них потоками энергии плазмы и ускоренных нейтральных частиц;
  • отработкой формирования плёнок полупроводников и металлов (защитных и коммутационных) на установках «Батискаф», разработанной и созданной в ГНУ «СФТИ АНА» и заводской «Булат».

В будущем планируется заниматься вопросами

  • отработки формирования и нанесения плёнок полупроводников и металлов с целью создания плёночного термоэлектрического генератора (ПТЭГ) малой мощности:
  • отработкой формирования и нанесени полупроводниковых плёнок толщиной ∆ = (10-100) нм на диэлектрическую основу из лавсана с последующим исследованием их электрических характеристик.

Отдел пламенно-импульсных процессов (ОПИП) занимается фундаментальными исследованиями в области физики плазмы и ядерной физики. Исследование поведения высокотемпературной плазмы проводятся на установке плазменный фокус «Феникс». На плазменном фокусе КПФ-4 исследуются нейтронный выход и выход жесткого рентгеновского излучения из плазмы при экспериментах на различных газах (водород, аргон, дейтерий), а также формирование высокоскоростных плазменных образований, которые используются для моделирования процессов в молодых звёздных объектах.

На установке «Гелиос» ведётся работа по исследованию возможности инициирования ядерных процессов в плотной низкотемпературной неидеальной плазме, которая создаётся электровзрывом тонких металлических проводников в высоком вакууме. На основании данных, полученных на физических и биологических детекторах, обнаружено, что сильноточные  электровзрывы вольфрамовой проволочки сопровождаются возникновением проникающего излучения.

Все работы проводятся в тесном научном сотрудничестве с ведущими исследовательскими институтами Российской Федерации.

В последние годы в ГНУ «СФТИ АНА» развивается новая тема – получение эфирных масел из растений, произрастающих на территории Абхазии. Сконструирована и изготовлена полупромышленная установка с высокоскоростным нагревом растительного сырья. Объём контейнера ~ 1 м3. Ведётся  отработка режимов на различных видах растений и определяется выход эфирных масел.

Отдел возобновляемых источников энергии (ВИЭ) занимается вопросами исследования возможности использования возобновляемых источников энергии в Республике Абхазия для функционирования и развития народно-хозяйственных объектов. В связи с чем, в план НИР АНА на 2020-2022 годы была включена актуальная тема: «Методология формирования автономной энергетической системы на основе возобновляемых источников энергии в условиях Абхазии».

Основная цель работы заключается в разработке методологии использования автономных энергетических комплексов (АЭК) с расширенным рядом возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и выявление наиболее значимых автономных энергетических установок для удаленных не имеющих централизованного энергообеспечения потребителей на основе математической дискретной стохастической имитационной компьютерной модели в программе Matlab/Simulink. Алгоритм и компьютерная программа расчета дает оптимальный по составу и соотношением долей мощностей оборудования АЭК на основе ВИЭ.

В рамках выполнения темы НИР разрабатывается и исследуется методология использования следующих автономных энергетических комплексов, в различных сочетаниях энергоустановок на основе ВИЭ, в компьютерной имитационной программе Matlab/Simulink:

  1. Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП).
  2. Солнечные коллекторы (СК).
  3. Мини и микро-гидроэлектростанции (микро-ГЭС);
  4. Энергоустановки использующие тепловую энергию земли, воды и воздуха – тепловые насосы (ТН).

Абхазия обладает исключительным многообразием возобновляемых источников энергии, поэтому основными задачами отдела на ближайшую перспективу является комплексное использование возобновляемых источников энергии, исходя из практической и экономической целесообразности для конкретного потребителя.

Image
Image

АԤСНЫ АНАУКАКӘА РАКАДЕМИА
АҲӘЫНҬҚАРРАТӘ ҬҴААРАДЫРРАТӘ ЕИҾКААРА
«АҞӘАТӘИ АФИЗИКА-ТЕХНИКАТӘ ИНСТИТУТ»

АКАДЕМИЯ НАУК АБХАЗИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«СУХУМСКИЙ ФИЗИКО – ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»