Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

Laboratorul Plasmă de Temperatură Joasă din INFLPR, la un nivel de consacrare înaltă

23 Octombrie 2019




În cadrul colaborării cu Institutul Unificat pentru Cercetări Nucleare - JINR Dubna, Rusia, au fost realizate membrane nanometrice, asociind metodelor nucleare metode ale plasmei. „Astfel de membrane, posedând asimetrie de umectabilitate, sunt promiţătoare pentru aplicaţii în procesele de ultrafiltrare şi nanofiltrare”, subliniază dr. Veronica Sătulu.

La rândul său, grupul de cercetare Plasme Tranziente Pulsate - PTP a dezvoltat de-a lungul timpului o multitudine de sisteme bazate pe utilizarea unor descărcări pulsate de înaltă tensiune pentru aplicații din cele mai diverse, multe dintre ele în colaborare cu laboratoare de cercetare internaționale. Menționăm aici descărcările corona în aer la presiune atmosferică, utilizate pentru procesarea unor materiale anorganice, cât și organice, dezvoltarea de metode de creștere suplimentară a densității plasmei prin injecție sincronă de ioni și specii metastabile în vederea implantării ionice, precum și a unor procedee care utilizează plasme înalt ionizate. Este de la sine înțeles că numai prin progrese semnificative în controlul duratei, amplitudinii, a frecvenţei modulate, etc. a pulsurilor de mare putere utilizate în instalaţiile de depunere cu plasmă se poate ajunge la sinteza de noi materiale, capabile să reziste la condiţii extreme termice, radiologice, mecanice, chimice - de mare interes în fuziune, reactoare rapide, instalaţii care utilizează laseri de mare putere, aplicaţii aerospaţiale, etc. „Avem şansa, pe baza competențelor dezvoltate în INFLPR şi în colaborări internaţionale, să optimizăm funcţionarea unor astfel de sisteme şi să impunem pe plan internaţional şi naţional procedee proprii şi de interes crescut, atât pentru întreaga comunitate științifică mondială, cât și pentru industrie”, precizează dr. Mihai Ganciu.



În ultimii ani, mai precis din anul 2013, grupul PTP a pornit pe un nou drum, ce vizează cercetări în domeniul laserilor de mare putere și interacția radiației cu materia, mai întâi prin proiectul LEOPARD (centru de competențe ROSA) și mai apoi prin contractele cu Agenţia Spaţială Europeană – ESA: 1. „Feasibility Study for the Use of the Romanian CETAL Infrastructure” – Emulation of the Jovian Radiation Environment in support of the JUICE mission(ERAJUICE) 2014-2017, 2. „Laser Plasma Accelerators as tools for Radiation Hardeness Assessment (RHA) Studies and Tests in support of ESA space missions (PARAHARD)” (2017-2020). „Dat fiind faptul că în relaţia cu ESA accentul este apăsat pe brevetarea soluțiilor, toate progresele realizate au fost acoperite prin cereri de brevete la nivel național şi internaţional, precum RO130134-A2; 26.08.2014, International Patent Application WO2015030619-A1, intitulat System and method for testing components, circuits and complex systems using syncronized and pulsed laser fluxes consisting of laser accelerated particles“, evidenţiază dr Bogdan Mihalcea.

„Primul articol referitor la accelerarea laser a electronilor şi protonilor publicat de cercetători din România - Appl. Sci. 2019, 9(10), 2052 (link https://doi.org/10.3390/app9102052) - apărut după nu mai puțin de 6 ani de muncă susținută într-o echipă multidisciplinară, se referă la accelerarea de electroni şi protoni pentru aplicaţii spaţiale, și a ajuns la peste 500 de vizualizări ale textului integral, dovedindu-se de mare interes pentru comunitate”, subliniază dr. Andreea Groza

Grupurile Procese Elementare în Plasmă şi Aplicaţii (PEPA) și Acoperiri în plasmă și-au structurat activitatea în zona dezvoltării aplicațiilor și a capabilităților sursei de plasmă originale, Arcul Termionic în Vid (TVA), dezvoltată în cadrul laboratorului în anii 1980 (Musa et al., 1983, Rev. Roum. Phys., vol.28, iss10, p. 907). La început, cercetările au fost direcţionate către diagnoza şi stabilitatea acestei noi surse de plasmă. După anul 2000, odată cu apariţia în cadrul laboratorului a expertizei în domeniul sintezei de materiale noi cu ajutorul plasmei şi caracterizării suprafeţelor şi filmelor, cercetarea s-a îndreptat către obţinerea de noi materiale prin utilizarea plasmei TVA. S-a pornit de la straturi subţiri din metale pure, după care s-au obținut straturi subţiri cu proprietăţi de alunecare cu coeficient de frecare redus, straturi dure, precum și sisteme multistrat pentru aplicații precum efect magnetorezistiv gigantic. Cele două grupuri de cercetare au urmat traiectorii diferite, ambele de succes, lărgind astfel aria de cunoaștere, dar și de servicii, în zone vaste, de la cercetarea de fuziune la aplicații medicale.

În acest moment, grupul de cercetare Procese Elementare în Plasmă şi Aplicaţii este puternic implicat în zona cercetărilor privind materialele în contact direct cu plasma de fuziune, materiale care suportă fluxuri imense de energie și de particule în timpul descărcărilor din instalațiile de fuziune. Proiectul de fuziune nucleară ITER, în cadrul căruia va fi operațional cel mai mare reactor experimental, necesită cercetări extinse cu privire la comportarea straturilor de beriliu. Astfel, grupul PEPA derulează activități prin programul EUROfusion, în proiectul ILW (ITER Like Wall) derulat la JET (JointEuropean Torus) – Culham, UK, datorită tehnologiei dezvoltate în grup pentru depunerea straturilor de beriliu utilizând metoda TVA. „Acest fapt a permis acoperirea a peste 1000 piese din Inconel cu straturi de Be de 10 µm. Au fost dezvoltate de asemenea procedee de obținere a unor plăci marker Be/Ni/Be, un număr de peste 40 de astfel de “cărămizi inteligente” fiind inserate în peretele JET- ILW. Pentru a avea o imagine a succesului acestui proiect derulat în Laboratorul Plasmă de Temperatură Joasă, prezentăm câteva informații financiare: valoarea totală a lucrărilor care a acoperit activitățile de cercetare și de realizare a tuturor acestor repere a fost de peste 1.500.000 €, din care contribuţia UE a fost de 70%, iar contribuţia părţii române (MEdC) de 30%”, precizează dr. Cristian Lungu.



Un domeniu extrem de important dezvoltat în grupul de cercetare PEPA este cel al analizelor prin metode specifice, aplicate plăcilor aflate în contact direct cu plasma de fuziune, ulterior expunerii, precum și secționarea și analiza plăcilor martor expuse în reactorul de fuziune JET (Culham, UK). „Pentru a simula comportamentul din punct de vedere al desorbţiei şi retenţiei deuteriului din straturile subţiri cu conţinut de beriliu, a fost dezvoltat un sistem nou de depunere în plasmă, cu ajutorul căruia se pot obține în laborator, prin co-depuneri ale beriliului şi a gazului deuteriu neutru sau ionizat, materiale cu incluziuni gazoase similare celor din reactorul de fuziune. Metodele ştiinţifice de depunere și de caracterizare a acestor straturi aduc contracte economice valoroase, cumulând peste 200.000 € numai din zona ITER. Mai mult decât atât, ele mențin poziția de lider a INFLPR în cooperarea internațională de înalt nivel care se derulează în cadrul programului de fuziune și conduc la publicarea de articole în reviste valoroase și extrem de citate, precum Nucl. Fusion 57 (2017) 102001 (41pp)(link https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa5e28)”, remarcă dr. Corneliu Poroșnicu.

Grupul de cercetare Acoperiri în plasmă activează în domeniul sintezei de materiale noi prin extinderea capabilităţilor de excepţie ale Arcului Termionic în Vid (TVA). Cercetările fundamentale susținute în zona dezvoltării sursei de plasmă au avansat, aceasta căpătând veleităţi noi. „Pornind de la capabilitatea sursei de plasmă de a sintetiza straturi uni-material (de metal sau carbon), astăzi putem obţine cu această plasmă straturi de compuşi chimici (nitruri, oxizi etc), rezultat prezentat pentru prima dată în 2013 la TechConnect World Summit and Innovation Showcase de la Washington DC, SUA.

Lista materialelor ce pot fi sintetizate cu această sursă de plasmă s-a extins, cuprinzând astăzi şi straturi omogene din compozite de diverse metale şi de metale şi carbon, foițe ultrasubţiri și compacte şi microparticule sferice. Acestea au deschis orizonturi noi de cercetare fundamentală şi au stat la baza unor proiecte naţionale şi, mai nou, internaţionale.



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite