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).
Профессор М. фон Арденне
Директор Института «А» (1945-1951гг.). Дважды Лауреат Госпремии СССР
Профессор Густав Герц
Директор Института «Г» (1945-1951гг.). Лауреат Нобелевской премии. Лауреат Госпремии СССР
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.
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
Параметры осесимметричной «ГДЛ»:
Большое пробочное отношен≤ 60. Длина− 5 м. Магнитное поле в пробках≤ 15 Т.
Мощность ВЧ системы − 2 МВт, частота− 2…5 МГц.
Инжектор плазмы: - плазменная пушка, - линейный тета-пинч.
ГАЗОДИНАМИЧЕСКАЯ ЛОВУШКА (ГДЛ)
Предназначен для разработки альфвеновского метода нагрева плазмы и генерации в ней стационарного тока. Основная особенность ТМР – мощная, развитая ВЧ система (16 антенн) для генерации бегущих альфвеновских волн.
Установка «ТМР» - токамак «Т-4» (ранее работал в ИАЭ им. И.В. Курчатова) в существенно модернизированном варианте.
ТОКАМАК «ТМР»
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:
- Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП).
- Солнечные коллекторы (СК).
- Мини и микро-гидроэлектростанции (микро-ГЭС);
- 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.