Гранты

Сегодня ионизирующее излучение все шире используется в различных технологиях, медицинской диагностике и лучевой терапии, геолого-археологических методах датирования, радиационной обработке пищевых продуктов и т.д. К сожалению, при этом возникают серьезные риски в первую очередь для людей, вовлеченных в эту деятельность. Для минимизации рисков необходим постоянный контроль, позволяющий достоверно оценивать дозы облучения. Это можно делать различными способами, но самым востребованным является люминесцентный метод дозиметрии. Он основан на том, что в некоторых материалах электроны и дырки, которые образуются под действием ионизирующего излучения, локализуются на центрах захвата (ловушках). Их количество пропорционально поглощенной энергии, и чтобы ее оценить, нужно высвободить захваченные электроны и дырки, для чего используются термическая или оптическая стимуляция. Возникающая при этом люминесценция и отражает дозу полученного облучения. Проблема состоит в создании подходящих материалов. Хороший дозиметрический материал должен накапливать энергию ионизирующего излучения и удерживать ее без потерь в течение длительного времени, а интенсивность стимулированного излучения должна быть пропорциональна накопленной дозе облучения. Кроме того, реакция такого материала на облучение должна хорошо моделировать реакцию биологических объектов.

Недавно выяснилось, что всем этим требованиям отвечает литий-магниевый фосфат с формулой LiMgPO₄, поэтому им заинтересовались несколько научных групп в разных странах мира. Одна из них возникла в результате кооперации сотрудников Института химии твердого тела и Института физики металлов УрО РАН. На выполнение работы был получен грант РНФ «Комплексное изучение фосфатов и боратов как оптических матриц для твердотельных радиационных дозиметров (руководитель — главный научный сотрудник ИХТТ УрО РАН доктор химических наук Дина Георгиевна Келлерман). Главная нагрузка легла на молодых сотрудников физика Рината Мансуровича Абашева и химика Михаила Олеговича Калинкина. Ринат — кандидат физико-математических наук, а Михаил в этом году окончил аспирантуру и готовится в ближайшее время защитить диссертацию. Недавно к работе подключились и совсем молодые ребята. Дмитрий Акулов только что окончил УрФУ и поступил в аспирантуру, но у него уже есть несколько публикаций в очень престижных журналах и патент, а Илья Малыгин пока еще студент Института естественных наук и математики того же университета.

12 июня главный федеральный инспектор по Свердловской области Данила Трубинов вручил молодым ученым свидетельства победителей конкурса на право получения грантов Президента Российской Федерации. Торжественное мероприятие состоялось в рамках международной выставки и форума промышленности и инноваций «ИННОПРОМ-2018». В Свердловской области грантополучателями стали:

в номинации «Физика и астрономия» — кандидаты наук Синицын Владимир Евгеньевич, Кулеш Никита Александрович (Уральский федеральный университет), Бессонов Владимир Дмитриевич (Институт физики металлов УрО РАН);

в номинации «Химия, новые материалы и химические технологии» — доктор наук Ананьев Максим Васильевич (Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН), кандидат наук Иргашев Роман Ахметович (Институт органического синтеза УрО РАН);

Будущее литий-ионных аккумуляторов — за кремнием, считают уральские электрохимики. Они уже показали, что использование наноструктурированных материалов на основе кремния повышает эффективность работы ЛИА.

— Это достигается за счет повышения удельной емкости анодного материала, — поясняет участник проекта кандидат химических наук Андрей Исаков. — Сейчас в литий-ионных аккумуляторах основу материала отрицательного электрода составляют соединения углерода, который представлен порошковой фракцией и емкость которого по литию не так уж велика, около 370 мА˙ч/г. Углеродные материалы плохо переносят резкие изменения температуры, из-за этого снижаются их емкость и соответственно срок службы батареи. Кремний обладает на порядок более высокой удельной емкостью —  4200 мА˙ч/г. Его использование в сочетании с углеродом, имеющим хорошую электропроводность, позволит не только значительно улучшить характеристики ЛИА, но и без особых проблем вписаться в существующие технологические процессы.