На предприятии проделан огромный объем научно-технических мероприятий по обеспечению массового производства кристаллов с заданными свойствами 

В настоящее время экономика Мурманской области ориентирована, главным образом, на эксплуатацию природных ресурсов. Удельный вес высокотехнологических предприятий крайне мал. ОАО «Северные кристаллы» (г. Апатиты), пожалуй, единственное предприятие в области, которое в полном смысле этого слова является высокотехнологическим.

Предприятие существует 20 лет. За последние 6 лет в него были вложены большие средства на модернизацию технологического оборудования, разработку новых наукоемких технологий и подготовку высококвалифицированных кадров. В результате сейчас предприятие имеет полный цикл технологий производства различных оксидных монокристаллических материалов, начиная от подготовки сырья и заканчивая получением подложек для изготовления электронных компонентов. Цикл технологий включает в себя четыре основных этапа производства: синтез шихты, выращивание монокристаллов методом Чохральского, механическое и химико-механическое формообразование, термическая обработка.

Сегодня на предприятии налажен выпуск оксидных монокристаллов и изделий из них от традиционных пьезо-пластин до голографических ячеек памяти, которые применяются в производстве систем передачи информации и средств связи, навигации, цифрового телевидения и медицинской техники, научных исследованиях и т.д., а также используются предприятиями военно-промышленного комплекса. Производство данных материалов можно отнести к разделу базовых высокотехнологических производств, обеспечивающих экономическую и оборонную независимость России. Предприятие полностью обеспечивает российский рынок материалами для акусто-оптоэлектроники из оксидных монокристаллов ниобата лития. Качество продукции соответствует мировому уровню, что подтверждено в условиях жесткой конкуренции на международном рынке с ведущими электронными фирмами США, Германии, Японии и Китая.

Наибольшего успеха и международного признания предприятие достигло в ходе участия (в кооперации с РНЦ «Курчатовский институт») в реализации грандиозного международного проекта Европейского центра ядерных исследований «Большой адронный коллайдер» (ЦЕРН, Швейцария). Большой адронный коллайдер - это ускоритель частиц, благодаря которому физики смогут проникнуть так глубоко внутрь материи, как никогда ранее. Эксперименты на коллайдере предполагается начать в 2009 году. Их суть заключается в изучении столкновении двух пучков протонов с суммарной энергией 14 ТэВ на один протон. Эта энергия в миллионы раз больше, чем энергия, выделяемая в единичном акте термоядерного синтеза. Кроме того, будут проводиться эксперименты с ядрами свинца, сталкивающимися при энергии 1150 ТэВ. Обладая самой высокой энергией из всех ускорителей в мире, этот коллайдер так же будет иметь самые интенсивные пучки. Столкновения в нем будут порождать тысячи частиц, поэтому их отслеживание - гигантская по сложности задача. Ключ к успеху всего проекта - понимание того, что происходит во время столкновений. Для этих целей под землей на глубине 100 метров будут построены 4 огромных детектора – ATLAS, CMS, ALICE и LHCb.

РНЦ «Курчатовский институт» и ОАО «Северные кристаллы» с 2000 года участвуют в работах по созданию фотонного спектрометра PHOS для эксперимента ALICE. Цель эксперимента ALICE - найти и изучить кварк-глюонную плазму.

Основная задача детектора ALICE - регистрация огромного числа частиц, которые возникают в результате столкновений. Одним из основных компонентов установки ALICE является фотонный спектрометр PHOS, ориентированный на поиск прямых тепловых фотонов из кварк-глюонной плазмы, несущих неискаженную информацию о наиболее сжатой и горячей стадии взаимодействия. По проекту спектрометр должен быть оснащен 17280 сцинтилляционными детекторами с поперечным сечением 22x22 мм и длиной 180 мм из оптических монокристаллов вольфрамата свинца. Для их изготовления требовалось за пять лет вырастить такое же количество крупногабаритных монокристаллов, что было возможно только при наличии такого мощного ростового производства, какое имелось в ОАО «Северные кристаллы» (рис 1).

По решению Правительства РФ поставка сцинтилляторов являлась материальным вкладом России за участие отечественных физиков в экспериментах Европейского Центра ядерных исследований.

Для реализации этой работы на предприятии был проделан огромный объем научно-технических мероприятий как по созданию научного обеспечения технологии массового производства кристаллов с заданными свойствами, так и по модернизации существующего технологического оборудования. Также была произведена разработка и изготовление специального технологического оборудования, необходимого для получения сцинтилляторов требуемого качества. Были проведены глубокие научные исследования по влиянию режимов синтеза порошковой и перекристаллизованной шихты, легирования, роста, отжига кристаллов, а также материала тигля ростовой установки на оптические, сцинтилляционные и радиационные характеристики сцинтилляторов. На пятидесяти модернизированных установках РУМО была достигнута производительность до 400 кристаллов в месяц и в течение четырех лет произведено и поставлено более 15000 сцинтилляторов из вольфрамата свинца, полностью удовлетворяющих спецификациям проекта ALICE (рис. 2).

За эту работу в 2004 году ОАО «Северные кристаллы» было награждено международной премией "The ALICE Award of the Year 2004" (рис. 3)

Дальнейшее развитие ОАО «Северные кристаллы» мы связываем не только с расширением ассортимента и повышением качества производимых кристаллов, но и с организацией малых инновационных предприятий (по профилю особой экономической зоны в г. Апатиты), которые будут производить из наших кристаллов телевизионные фильтры на поверхностно-акустических волнах, модуляторы лазерного излучения, оптические затворы для оптоволоконных линий связи, детекторы для промышленной томографии и интроскопии, детекторы позитронно-эмиссионных томографов, детекторы мамографов, диоды и диодные матрицы для электроосвещения. Для этого потребуется продолжить начатое успешное научно-техническое сотрудничество с Кольским научным Центром РАН, РНЦ «Курчатовский институт», ФГУП НИИ «Полюс» (Москва), Московским Институтом стали и сплавов, Институтом общей физики РАН и Научно-исследовательским Институтом лазерных исследований (С-Петербург).

С.Я. Белогловский, С.Ф. Бурачас, Ю.А Савельев

Журнал "СЕВЕР промышленный" № 3 2007 г.

Еще статьи на тему "Технологии":

Информационные технологии в охране леса от пожаров

Участие в выставке «Море. Ресурсы. Технологии -2012»

Современные химические технологии

Энергосберегающие технологии в ЖКХ

Технологии XXI века в агропромышленном комплексе России

Искусство сеятеля - школа интенсивной технологии