Астрономия и исследование космического пространства
| Код | Наименование проблем и их крупных разделов | Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период | Сроки исполнения | |
| Начало | окончание | |||
| 2.5.1. | Происхождение, строение и эволюция Вселенной | Исследование ранних этапов эволюции Вселенной. Разработка космологических моделей с учетом скрытой массы и темной энергии. Исследование космических гамма-всплесков. Развитие теории формирования галактик и основных галактических структур. Исследование химической и динамической эволюции Галактики. Изучение физических процессов в окрестностях сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Изучение аккреционных дисков и процессов аккреции в астрофизических объектах на различных иерархических масштабах во Вселенной. Создание Российской виртуальной обсерватории в рамках проекта «Международная виртуальная обсерватория» с целью объединения архивов наблюдательных данных, астрономических баз данных и каталогов для изучения проблем строения, эволюции и происхождения объектов Вселенной. | ||
| 2.5.2. | Нестационарные звезды и звездные атмосферы | Комплексное исследование нестационарных звезд в различных диапазонах спектра. Исследование звезд на поздних критических стадиях эволюции. Исследование двойных и кратных звезд. Развитие теории аккреции и истечения вещества в окрестности компактных объектов. Исследование физических и химических свойств звездных атмосфер. Развитие теории эволюции звезд Исследование нестационарных процессов взаимодействия звезд и межзвездной среды. | ||
| 2.5.3 | Образование звезд | Теоретические исследования и наблюдения областей звездообразования. Развитие теории ранних стадий образования звезд. Построение теории протозвездных и протопланетных дисков. | ||
| 2.5.4. | Солнечная активность | Мониторинг солнечной активности в различных диапазонах спектра. Исследование солнечно-земных связей. Исследование активных процессов на Солнце. Развитие теории внутреннего строения Солнца.. | ||
| 2.5.5. | Исследование планет | Исследование планет Солнечной системы и экзопланет. Изучение малых тел Солнечной системы. Изучение фундаментальных проблем астероидно-кометной опасности и экологии околоземного космического пространства. Определение динамических параметров Земли по данным наблюдений ИСЗ и развитие единой модели координатно-временного обеспечения.. | ||
| 2.5.6. | Развитие методов внеатмосферной астрономии | Исследования астрофизических объектов в диапазонах спектра, недоступных для наблюдений с Земли. Эксперименты «Спектр–Р» - «Радиоастрон» (радио); «Спектр–УФ» (ультрафиолет); «Спектр–РГ» (рентгеновский и гамма диапазоны спектра); «Спектр–М» - «Миллиметрон» (миллиметровый, субмиллиметровый и дальний инфракрасный диапазоны спектра); «Гамма–400» (гамма–излучение в интервале энергий 30–1000 Гэв.). Исследования магнитосферы, ионосферы и термосферы Земли. Эксперименты «Резонанс» и «Терион–Ф2». Исследования планет, в том числе связанные с забором грунта. Эксперименты «Фобос–Грунт», «Луна–Глоб», «Венера–Д», «Марс–Сервейер». Исследование Солнца. Эксперименты «Коронас–Фотон», «Коронас-К», «Интергелио-Зонд». Интерферометрические исследования, направленные на получение данных о положении, собственных движениях и параллаксах звезд на микросекундном уровне точности. Эксперименты: «Астрометрия», «Спектр–М» - «Миллиметрон». Исследования в области космической биологии и медицины. Эксперимент «Бион–М». Создание малоразмерных КА, запускаемых конверсионными ракетами-носителями для решения задач фундаментальных космических исследований. «МКА–ФКИ». Исследования космических лучей. Эксперименты «ТУС», «НУКЛОН». Проведение научно-исследовательских работ для будущих космических экспериментов. |
Ядерная физика
| Код* | Наименование проблем и их крупных разделов | Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период | Сроки исполнения | |
| Начало | окончание | |||
| 2.6.1. | Физика элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий | Развитие квантовой теории поля и теории струн. Создание новых моделей фундаментальных частиц и их взаимодействий. Участие российских научных организаций в глобальном мегапроекте «Большой адронный коллайдер». Решение проблемы происхождения масс элементарных частиц, обнаружение хиггсовского бозона. Поиск новых частиц и явлений за пределами Стандартной модели физики частиц: суперсимметрии, составного строения кварков и лептонов, новых калибровочных взаимодействий. Исследование новых явлений и редких процессов на е+е--коллайдерах промежуточных энергий. Прецизионные измерения свойств мезонов с тяжелыми кварками, исследование СР-нарушения, редких распадов. Изучение свойств адронных резонансов, образующихся в е+е--аннигиляции. Развитие ускорительно-накопительного комплекса в Новосибирске. Исследование спектроскопии мезонных и барионных состояний и свойств К-мезонов. Обнаружение и изучение состояний с экзотическими квантовыми числами, глюониев, гибридных мезонов, высоковозбужденных резонансов. Поиск и исследование новых явлений в редких распадах К-мезонов. Создание новых и модернизация существующих установок на ускорителе У-70. Прецизионные исследования бета-распада нейтрона, поиск электрического дипольного момента нейтрона. | ||
| 2.6.2. | Фундаментальная физика атомного ядра | Исследование новых форм материи (кварк-глюонной плазмы, неупорядоченного цветового конденсата) и свойств экстремальных состояний ядерного вещества в условиях сверхвысоких температур и барионных плотностей, создаваемых в столкновениях релятивистских тяжелых ионов. Получение новых и исследование свойств известных сверхтяжелых элементов, продвижение в область острова стабильности нейтроноизбыточных сверхтяжелых изотопов. Получение долгоживущих легких ядер, исследование их структуры. Исследование Р- и Т- нарушения в ядрах. Исследование ядерных реакций при промежуточных и низких энергиях, нейтрон-ядерных и фотоядерных взаимодействий с целью изучения новых механизмов ядерных реакций, особенностей структуры ядер, характеристик возбужденных ядер. Создание и обновление ядерных баз данных, в том числе для разработок перспективных ядерных технологий и для ядерной астрофизики. | ||
| 2.6.3. | Физика нейтрино и астрофизические аспекты физики элементарных частиц | Прямой поиск масс нейтрино, измерение параметров нейтринных осцилляций, поиск безнейтринного двойного бета-распада и магнитного момента нейтрино. Создание новых методов детектирования нейтрино и технологий получения сверхчистых и изотопно-обогащенных материалов. Измерение потоков космических нейтрино в диапазоне энергий от 100 кэВ (солнечные нейтрино) до 106 ГэВ (нейтрино от внегалактических источников). Развитие Баксанской и Байкальской нейтринных обсерваторий. Создание прямых и косвенных методов детектирования частиц темной материи в подземных, глубоководных, космических экспериментах и в экспериментах на коллайдерах. | ||
| 2.6.4. | Физика космических лучей | Исследование энергетического спектра, состава и угловой анизотропии космических лучей. Исследование временных вариаций потоков космических лучей. Поиск новых частиц естественного происхождения. | ||
| 2.6.5. | Физика и техника ускорителей заряженных частиц | Обеспечение устойчивой эксплуатации и модернизации существующих в России ускорителей элементарных частиц и ионов. Достижение проектных параметров ускорителей ионов ОИЯИ и ИТЭФ. Создание ускоренных пучков ядер в бустере и ускорителе У-70 ИФВЭ. Достижение проектных параметров сильноточного линейного ускорителя протонов ИЯИ РАН. Разработка и сооружение накопителя -группирователя на выходе ускорителя. Разработка проекта модернизации ускорителя с целью получения мегаваттной мощности в пучке. Разработка е+е--коллайдера БИЯФ СО РАН с целью прецизионных исследований свойств чармированных частиц и тау-лептонов. Участие российских научных организаций в развитии Большого адронного коллайдера с целью повышения его светимости в 10-100 раз. Участие в разработке физических основ и технологий международного линейного е+е--коллайдера на энергию 500 ГэВ-1ТэВ. | ||
| 2.6.6. | Создание ускорителей, интенсивных источников нейтронов, мюонов и синхротронного излучения для исследований в физике и других областях науки, для технологических, медицинских, экологических и других применений | Создание и проведение исследований на многофункциональном комплексе нейтронных источников на базе линейного ускорителя протонов ИЯИ РАН. Развитие комплексов лучевой терапии ИТЭФ, ОИЯИ, ФИАН (Протвино) и ИФВЭ. Создание комплексов лучевой терапии онкологических заболеваний и перспективных средств исследований в области радиологии и медицины в ИЯИ РАН и ФЭИ. Развитие новых методов получения различных медицинских изотопов и методов их радиохимического выделения из облученных мишеней. Развитие методов применения радионуклидов для медицинских целей, в том числе генераторов короткоживущих радионуклидов. |
Технические науки
Форма 1.
Энергетика.
| Код | Наименование проблем и их крупных разделов | Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период. | Сроки исполнения | |
| начало | окончание | |||
| 3.1.1. | Современная энергетическая политика и механизмы ее реализации. | Обоснование направлений развития энергетики России в новых экономических условиях. Научное обоснование Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2025 года. Совершенствование инструментария и организационных схем прогнозирования развития электроэнергетики страны в условиях реструктуризации отрасли. Разработка организационных схем взаимосогласованного прогнозирования энергопотребления страны и регионов на средне- и долгосрочную перспективу. Разработка математических моделей и методов управления развитием и функционированием электроэнергетических систем. Научное обоснование процесса реформирования рынка газа в Российской Федерации. Разработка научных основ особенности восточной энергетической политики России. | ||
| 3.1.2.. | Безопасность, надежность, ресурс и экология в энергетике. | Исследование надежности тепло- и электроэнергетических систем и путей ее повышения. Разработка критериев и методов обеспечения надежности систем энергетики в новых экономических условиях. Исследование энергетической безопасности России и ее регионов в условиях стратегических угроз и обоснование направлений и средств обеспечения энергетической безопасности. Разработка критериев, математических моделей и методов для исследования и обеспечения устойчивости и живучести электроэнергетических систем. Исследование влияния конструктивных характеристик, режимов и объемов восстановительных работ на ресурсы элементов и показатели надежности энергетических установок и систем. Разработка математических моделей и методов оптимизации конструкций энергетических установок, их эксплуатации и ремонта, исходя из требований надежности и экономической эффективности. Изучение оптимальных схем электро- и теплоснабжения с использованием пара турбинных, газотурбинных, дизельных мини-ТЭЦ, а так же с использованием возобновляемых источников энергии. Исследования и оптимизация схем энергосбережения промышленных предприятий и объектов жилищно - коммунального хозяйства. Исследование схем теплоснабжения с использованием низкопотенциальных источников тепла и тепловых насосов. Разработка систем аккумулирования тепла для сглаживания сезонных неравномерных потребностей в тепле. Разработка концепции техперевооружения теплообеспечивающих систем для оценки особенностей применения газотурбинных установок в региональных системах. Исследование влияния работы ГТУ на устойчивость энергосистем. Исследования, направленные на сокращение вредного воздействия энергетических систем на окружающую среду. Изучение процессов при сжигании органических топлив, уменьшения вредных выбросов и их преобразования в атмосфере. Исследование возможностей сокращения выбросов СО2 за счет извлечения СО2 из продуктов сгорания. Создание математических моделей процессов сжигания топлив в различных энергетических установках. Разработка новых каталитических процессов гидрооблагораживания моторных топлив. Исследования энергетического использования твердых бытовых отходов, жидких стоков, отходов промышленных предприятий. Исследование гидролиза углеродного газа для получения водорода и твердых углеродных материалов промышленного применения. Исследование пиролиза природного газа в пористой матрице, получаемой при карбонизации древесных отходов. | ||
| 3.1.3. | Теплообмен, гидро-, газо- и плазмодинамика. | Исследование динамики и теплообмена при движении высокотемпературных сред с учетом их диссоциации, ионизации и химических реакций; разработка физических моделей и создание компьютерных программ. Исследования движения гетерогенных сред применительно к проблеме использования двухфазных рабочих тел и твердого топлива в энергетике. | ||
| Разработка многожидкостных теоретических моделей для дисперсного, дисперсно-кольцевого и пузырькового режимов двухфазного потока. Исследование фундаментальных проблем тепломассообмена при течениях жидкости и газов в микро- и нанопористых материалах при наличии фазовых превращений и электрохимических реакций. Разработка физических и численных моделей описания высокоскоростных неравновесных газо-плазменных потоков, в том числе во внешних электрических и магнитных полях. Разработка методов снижения пиковых тепловых и динамических нагрузок на сверхзвуковые летательные аппараты с помощью электрических и магнитных полей. Исследование теплофизических свойств дисперсных систем: газ - жидкость, газ - твердые частицы, твердая фаза - жидкость; теплофизика и реология пылеугольных и водо-угольных систем. Создание системы справочных данных по термодинамическим и транспортным свойствам широкого класса газожидкостных систем: индивидуальных веществ, смесей и растворов. | ||||
| 3.1.4. | Теплофизические и электрофизические свойства веществ в широком диапазоне параметров. | Разработка экспериментальных методов изучения теплофизических электрофизических и механических свойств веществ в широком диапазоне параметров с использованием ударно-волновых, электровзрывных, лазерных, электронно- и ионнопучковых методов воздействия. Экспериментальное и теоретическое изучение экстремальных состояний вещества. Изучение процессов термической и плотностной ионизации и диссоциации. Изучение теплофизических, электрофизических, оптических и структурных характеристик сильнонеидеальных неупорядоченных сред. Исследование околокритических состояний металлов; явлений металлизации, диэлектризации и высокотемпературного кипения металлов. Разработка теоретических моделей расчета уравнений состояния, состава, электропроводности, оптических, кинетических и транспортных свойств сильно неидеальных химических реагирующих сред. Разработка расчетных методик, полуэмпирических моделей и баз теплофизических данных. | ||
| Получение опытных данных и разработка теоретических моделей процессов фазовых превращений жидкость-газ в конечных системах при воздействии внешних полей и в пористых средах. Разработка методов термодинамического анализа свойств наноматериалов в зависимости от параметров состояния, состава, структуры; специфика теплофизических свойств и справочных данных для наноструктур. Экспериментальные исследования в широком диапазоне параметров теплофизических свойств конструкционных материалов новой техники: металлы, керамики, композитные материалы, материалы для ядерной и водородной энергетики. Экспериментальные и расчетно-теоретические исследования свойств твердых веществ в кристаллическом и аморфном состоянии в широком диапазоне температур и давлений. Свойства вещества в области фазовых переходов и с учетом кинетики процессов. Развитие методов теплофизического эксперимента в направлении расширения диапазона параметров, автоматизации эксперимента и повышения точности измерений. Методы экспериментального изучения высокотемпературных свойств вещества: милли- и микросекундная техника; левитационные методы; методы лазерного, пучкового, взрывного и электровзрывного воздействий. Теплофизические исследования для создания эталонов свойств и реперных точек шкал температур и давлений. Теплофизика и гидродинамика в процессах получения и переработки реологически сложных материалов и сред (нефть, нефтепродукты, продукты нефтепереработки, кровь, лимфатические жидкости, спецвещества, порох и т.п.). Использование принципов и методов статистической физики для прогнозирования теплофизических свойств газов, жидкостей, плазмы и твердых тел. Компьютерное моделирование термодинамических и транспортных свойств высокотемпературных сред квантовомеханическими методами молекулярной динамики и Монте-Карло. Применение новых информационных технологий для создания распределенных баз данных и информационно-вычислительных систем по теплофизическим свойствам веществ и материалов. Комплексные исследования теплофизических свойств в метастабильных состояниях вещества: переохлажденный пар и жидкость, перегретые жидкости и твердые тела, неравновесная плазма. | ||||
| Исследование электрофизических свойств композитных метаматериалов с резонансными включениями, с отрицательными значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей. Электрофизические свойства магнитных оксидов – материалов с магнитосопротивлением, перенос электронов в режимах фазового расслоения: сопротивление, магнитосопротивление, магнитная восприимчивость шумов. Разработка методов формирования упорядоченных и слабоупорядоченных структур различных масштабов и линейных размеров – нанокомпозитов, макроскопических сборок магнитофотонных кристаллов, сред с отрицательными диэлектрическими и/или магнитными проницаемостями. | ||||
| 3.1.5. | Низкотемпературная плазма и перспективные технологии на ее основе. | Исследование процессов взаимодействия низкотемпературной плазмы с поверхностями и разработка методов управления плазменными потоками для развития методов модификации поверхностей с целью придания им термостойкости и износостойкости в условиях повышенного тепло- и массообмена. Исследование взаимодействия электромагнитных волн с поверхностными плазменными образованиями (плазменными панелями) и разработка методов оптимизации режимов разряда. Исследования в области “пылевой” низкотемпературной плазмы. Разработка экспериментальных методов генерации и изучения плазмы с конденсированной дисперсной фазой в СВЧ- и тлеющем разрядах, в продуктах сгорания, в радиактивной плазме и плазме ультрафиолетового излучения. Изучение явлений кулоновской конденсации, структурообразования, гидродинамических и электродинамических явлений, волн и неустойчивостей; ударноволновые и солитонные явления. Коллективные взаимодействия и самоорганизующиеся структуры в пылевой плазме. Пылевая плазма в условиях криогенных температур и микрогравитации на космической станции. Технологические применения пылевой плазмы: в устройствах микроэлектроники, порошковые каталитические и биоактивные материалы, кластеры, наночастицы и т. п. Изучение зажигания и горения обедненных воздушно-топливных смесей, стимулированных неравновесными плазменными образованиями. Разработка методов направленного воздействия неравновесной разрядной плазмы на процессы горения топливно-воздушных смесей для обеспечения низкой токсичности продуктов сгорания. | ||
| 3.1.6. | Исследования в области современной электротехники. | Исследование влияния неустойчивостей (вихревая, электромагнитная и т. п.) на токонесущую способность жестких сверхпроводников с целью нахождения предельной токонесущей способности. Исследование электродинамики высокотемпературных сверхпроводников: макротурбулентная неустойчивость, эффекты несоизмеримости вихревой и кристаллической решеток, влияние поверхности планарных точечных эффектов, сверхпроводящие элементы мезоскопических размеров. Изучение детонационных явлений в сверхпроводниках. Исследование переходов в электрохимических устройствах на основе элементов ВТСП в нормальное состояние вызванной перегревной неустойчивостью. Создание компактного транспортабельного имитатора разрядов молнии на основе взрывомагнитного генератора для проведения натурных испытаний ЛЭП и силовых распределительных подстанций. Разработка и создание средств удаленного функционального воздействия на электронные устройства контроля и управления различных систем. Исследования физики мощных импульсных разрядов в газах высокого давления и их применения: создание и исследование различных типов генераторов плотной плазмы и систем их электропитания; импульсные генераторы плазмы и электротермическое ускорение тел и исследования и создание новых плазменных технологий в интересах энергетики и энергосбережения, природоохранных плазменных технологий по переработке, обезвреживанию и утилизации техногенных образований и отходов. Создание и применение мощных импульсных источников энергии различных типов. Исследования в области специальных электрических машин. Разработка и создание высокоскоростных электродинамических ускорителей макротел для практического моделирования стойкости конструкций к ударным воздействиям в аварийных ситуациях. Создание компактного источника мощных электромагнитных излучений с перестраиваемыми параметрами для изучения устойчивости к ЭМ воздействиям различных электронных и электротехнических систем. Исследования электромагнитных, теплофизических и прочностных характеристик низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводников (колец, проводов и т. д.) для использования их в электроэнергетике. Создание и исследование лабораторных моделей электротехнических устройств из сверхпроводниковых материалов с целью разработки электротехнического оборудования: источников бесперебойного питания и защиты потребителей от кратковременных провалов напряжения, защиты сетей от возмущения и др. | ||
| 3.1.7. | Проблемы сильноточной импульсной энергетики. | Исследование и разработка комбинированных биполярно-полевых тиристоров с характеристиками, аналогичными повышенными характеристикам. Проведение комплекса исследований и разработка конструкции и технологии изготовления на пластинах с эпи-пленками основных приборов силовой электроники - диодов Шоттки и биполярных диодов, полевых и биполярных транзисторов. Исследования процессов возбуждения и перемещения ударно-ионизационных волн в кремнии, создание на основе этих исследований быстродействующих кремниевых переключающих приборов на ток в импульсе в 10-20 кА с временем нарастания 0,2 - 2 наносекунды и частотой повторения 0,1-1,0 кГц, разработка схемотехники и создание сверхмощных генераторов импульсов на основе этих приборов, организация их промышленного производства. Теоретическое и экспериментальное исследование процессов возбуждения туннельно-ударно-ионизационных волн в кремнии, создание на основе этих исследований сверхбыстродействующих кремниевых переключающих приборов на ток в импульсе 0,1 - 1,0 кА с временем нарастания 20 - 50 пикосекунд и частотой повторения 0,1 - 1,0 МГц для импульсной техники с высоким разрешением и других приложений. Исследование процесса наносекундного восстановления мощных кремниевых диодов при переключении из проводящего в блокирующее состояние и разработка на основе этих исследований быстрых кремниевых размыкателей тока с амплитудой в десятки килоампер за время 1,0 - 10 наносекунд. Разработка схемотехники и создание генераторов с напряжением в сотни киловольт для систем очистки промышленных газовых выбросов от токсичных веществ и ряда других технологий. Исследование процессов протекания мегаамперных токов в кремниевых приборах, создание мощных переключающих приборов на ток в импульсе до 1,0 МА с временем нарастания 10 - 50 микросекунд, разработка схемотехники и создание генераторов мегаамперных импульсов тока. Создание сильноточной импульсной энергетики на основе карбида кремния (SiC). Разработка физических основ и создание взрывомагнитных генераторов с выходной энергией свыше 1 МДж. Разработка и создание импульсных энергетических систем нового поколения с терраваттным уровнем мощности для источников рентгеновского излучения сверхвысокой интенсивности, а также импульсных периодических высоковольтных генераторов со средней мощностью более 100 кВт для генерации сверхмощного СВЧ и СШП-излучения. | ||
| 3.1.8. | Прямое преобразование энергии, возобновляемые источники энергии и водородная энергетика. | Изучение и разработка методов прямого преобразования кинетической энергии газового потока в электрическую энергию в плазмо-газодинамических и МГД генераторах применительно к бортовым системам энергоснабжения летательных аппаратов. Исследование особенностей прямого преобразования энергии при высокоскоростном обтекании тел в условиях высоких значений чисел Кнудсена и параметра Холла. Научные и инженерные проблемы солнечной энергетики. Изучение физических процессов преобразования солнечной энергии в полупроводниковых элементах. Оптитмизация их структуры, динамики носителей, деградации специальных характеристик и т. п. Создание технических устройств солнечной энергетики и их оптимизация. Исследования в области создания нетрадиционных возобновляемых, экологически чистых источников энергии в т.ч. на базе получения синтез-газа. Исследование процессов преобразования энергии солнечного излучения, древесных отходов, геотермального, сбросного и природного тепла среднего и низкого температурного потенциала в полезные виды энергии и разработка опытно-демонстрационных установок и систем эффективного использования возобновляемых источников энергии в различных секторах экономики для электро-, тепло- и хладоснабжения. Исследование энергетической, экологической и экономической эффективности систем водородной энергетики разных типов. Разработка энергетически и экономически эффективных технологий для всех звеньев водородной энергетики: получение водорода и других энергоносителей, их транспорт, хранение, переработка и использование у конечных потребителей с целью производства электрической, механической и тепловой энергии. Создание малогабаритных водородо-воздушных (метаноло-воздушных) топливных элементов с плотностью мощности 50 мВт/см2 для автономного питания приборов и оборудования высокой технологии (миникомпьютеров, мобильных телефонов, датчиков текущей информации и т.п.). Построение математической модели блока топливных водородных элементов. Решение проблемы коррозионной стойкости биполярных пластин водородо-воздушных топливных элементов за счет методов обработки, нанесения покрытия, синтеза новых поверхностных слоёв. Исследования, направленные на оптимизацию структуры и композиционного состава (платина, рутений, осмий) катализационного слоя метаноло-воздушного топливного элемента. Исследования и разработка портативных топливных процессоров и систем хранения водорода и первичных топлив, интегрированных в состав портативных систем энергообеспечения. Исследование и разработки новых методов и технологических процессов производства водорода из природных топлив и за счет возобновляемых энергоресурсов, высокоэффективных катализаторов электродных реакций и мембран, обеспечивающих создание аппаратов для получения водорода путем электролиза воды (в т. ч. высокотемпературного) с высокой эффективностью. Исследования особенностей рабочих процессов при сжигания водорода углеводородных топлив в паротурбинных, парогазовых и дизельных энергоустановках. Исследования и разработка новых (в том числе наноструктурных) водород поглощающих материалов в твердофазном состоянии, обеспечивающих безопасное хранение водорода в количествах не менее 3% весовых при температурах не выше 1200С. Исследование процессов и разработка новых высокоэффективных технологии ожижения водорода и его хранения в жидком состоянии , в том числе с использованием необратимых систем (гидрореагирующие материалы, комплексные гидриды и т.п.) для автономных систем и транспорта. | ||
| 3.1.9. | Проблемы атомной и термоядерной энергетики. | Новые концепции, схемы и подходы в ядерной энергетике. Анализ безопасности места и перспектив ядерной энергетики. Разработка методов, физических и математических моделей трехмерного анализа в реальном времени нейтронных и энергетических характеристик ядерных реакторов в целях создания интеллектуальных систем управления АЭС. Развитие научных основ и методологии сравнительного анализа и ранжирования экологических рисков различной природы на основе методов искусственного интеллекта и неклассической статистики и вероятностно-детерминистических методов анализа безопасности. Исследования явлений, процессов и свойств материалов, разработка методов, комплексов физических и математических моделей для решения проблем повышения безопасности атомной энергетики. Исследования проблем повышения безопасности и снижения экологического воздействия на окружающую среду и населения объектов атомной энергетики. Развитие фундаментальных основ, методов и моделей научно-технической поддержки принятия решений и создание на их основе информационно-моделирующих и экспертных систем поддержки принятия решений по защите населения и окружающей среды при радиационных авариях. Развитие вероятностно-детерминистических методов многофакторного анализа и выработки оптимальной стратегии комплексной утилизации и вывода из эксплуатации ядерно- и радиационно-опасных объектов. Разработка научных основ и опытных образцов современного поколения программно-технических средств радиационного мониторинга. Инженерные проблемы термоядерной энергетики. Изучение и анализ термоядерной энергетики на основе магнитного и инерционного удержания. Активное участие в сооружении и запуске ИТЭР, создание материалов для реактора. Создание современной экспериментальной базы для исследований в области магнитного и инерционного удержания. Изучение физических явлений в высокотемпературной и сверхплотной плазме термоядерных реакторов. Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оптимизированных режимов нагрева, удержания и динамики плазмы в магнитных ловушках и системах инерционного синтеза. Расчетно-теоретическое и экспериментальное обоснование схем поджига термоядерных мишеней, подготовка и проведение критических экспериментов. | ||
| 3.1.10. | Энергоресурсосбережение и энергоэффективные технологии. Повышение эффективно-сти комплексного использования природных топлив. | Повышение эффективности систем энергетики на основе энергосберегающих технологий: принципы, критерии и методы обоснования перспективных направлений. Разработка научно-обоснованной системы приоритетов развития энергетических технологий на основе системно-технологических моделей. Исследования по повышению отдачи пластов на месторождениях нефти и газа. Изучение эффективности вибрационных и волновых методов воздействия на углеводородо содержащие пласты. Изучение процессов фильтрации углеводородов в пористых коллекторах. Изучение ретроградной конденсации при разработке газосодержащих месторождений. Разработка новых методов газификации твердых топлив для широкого внедрения угля в топливно-энергетическом балансе. Разработка энергетически и экономически эффективных технологий малой, в том числе автономной, энергетики для комбинированного производства электроэнергии и тепла на основе местных твердых органических топлив. Разработка технологии модификации прозрачных поверхностей нанесением металл-диэлектрических многослойных пленок для защиты персонала и оборудования от интенсивного радиоизлучения и для защиты преобразователей солнечной энергии. Теплофизические, технико-экономические исследования с учетом региональных условий использования различных топлив для парогазовых, газотурбинных и гибридных (топливные элементы + ГТУ) энергоустановок. Исследование энергосберегающих технологий в черной металлургии для агрегатов, работающих в условиях высоких температур и значительных механических нагрузок. Теоретические и экспериментальные исследования основных физико-химических процессов, лежащих в основе создания экологически чистых энергохимических технологий, сочетающих производство синтетических моторных топлив и водорода с выработкой электроэнергии. Разработка демонстрационных и опытно-промышленных образцов, реализующих ряд энергохимических технологий с использованием модифицированных двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин. Исследование, научное обоснование и разработка методов повышения эффективности получения моторных топлив из природного газа с высокими экологическими и эксплуатационными характеристиками. |
Форма 1
Механика
| Код | Наименование проблем и их крупных разделов | Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период | Сроки исполнения | |
| начало | Окончание | |||
| 3.2.1. | Общая механика. Динамика космических тел и управляемых аппаратов, транспортных систем | Развитие теории устойчивости движения и теории гамильтоновых систем. Разработка методов анализа сложных динамических систем, включая явления бифуркации и хаоса. Исследование и моделирование динамики ударного взаимодействия и движения с трением в сложных механических системах. Исследование динамики систем многих тел и развитие методов компьютерного моделирования движения систем тел с приложением к динамике летательных аппаратов, ракетно-космических систем, судов и подводных аппаратов, робототехнических и транспортных систем. Создание и разработка принципов движения мобильных роботов для перемещения в различных средах и сложных условиях. Исследование динамики и управления движением мехатронных систем, микро- и нано- электромеханических систем. Развитие методов и вычислительных алгоритмов оптимального и субоптимального управления по обратной связи для сложных механических систем со многими степенями свободы. Развитие теории и методов управления движением динамических систем в условиях неопределенности. Разработка и исследование динамики навигационных си< Наши рекомендации |