Shortcuts

Stehiometrijas ietekme uz radiācijas izraisītiem efektiem nākotnes kodoltermiskās sintēzes reaktoru uzlabotos divfāžu funkcionālajos materiālos

Projekta nosaukums latviski: Stehiometrijas ietekme uz radiācijas izraisītiem efektiem nākotnes kodoltermiskās sintēzes reaktoru uzlabotos divfāžu funkcionālajos materiālos

Projekta nosaukums angliski: Influence of stoichiometry on radiation-induced effects in advanced two-phase functional materials for future thermonuclear fusion reactors

Projekta numurs: lzp-2024/1-0162

Projekta īstenotājs: Latvijas Universitāte (LU)

Projekta sadarbības partneri: LU Cietvielu fizikas institūts

Projekta vadītājs: Artūrs Zariņš

Projekta īstenošanā vadošā iestāde LU ir Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes Ķīmiskās fizikas institūts

Projekta īstenošanas periods: 01.01.2025. – 31.12.2027.

Projekta kopējais finansējums: 300 000 EUR, tajā skaitā LU projekta daļai piešķirtais finansējums: 180 000 EUR

Plānotie projekta rezultāti:

  • 3 oriģināli zinātniskie raksti, kas publicēti, iesniegti vai pieņemti publicēšanai Web of Science vai SCOPUS datubāzēs iekļautajos Q1 vai Q2 kvartiles izdevumos;
  • 1 iesniegts projekta pieteikums starptautiskā pētniecības un attīstības projektu konkursā (konkurss ārvalstīs vai iesniedzis starptautisks konsorcijs);
  • 1 iesniegts projekta pieteikums Latvijas pētniecības un attīstības projektu konkursā;
  • 20 citi pētniecības specifikai atbilstoši sasniedzamie projekta rezultāti, kas papildina iepriekšminētos, t.sk., dalība starptautiskās un vietējās zinātniskās konferencēs, publiskos pasākumos un vasaras skolās, aizstāvēts bakalaura un maģistra darbs, kā arī organizētas ekskursijas laboratorijās.

Zinātniskā grupa:

LU – vadošais pētnieks, Dr. Artūrs Zariņš; vadošais pētnieks, Dr. Artis Kons; zinātniskā asistente, Bc. Laura Dace Pakalniete; laborante Annija Liepkalne.

LU Cietvielu fizikas institūts – vadošais pētnieks, Dr. Andris Antuzevičs; pētniece, PhD Guna Doķe; vadošā pētniece, PhD Guna Krieķe; zinātniskais asistents, Mg. Jēkabs Cīrulis.

Informācija par projektu:

Modificētās tritiju ģenerējošās keramikas minilodītes, kas sastāv no litija ortosilikāta kā primārās fāzes un litija metatitanāta kā sekundārās fāzes, tiek attīstītas Eiropas Savienībā kā standarta materiāls tritija ģenerēšanai nākotnes kodoltermiskās sintēzes reaktoros. Šī lietišķā pētniecības projekta mērķis ir raksturot stehiometrijas ietekmi uz radiācijas izraisītiem efektiem vienfāžu un divfāžu litija ortosilikāta un litija metatitāna paraugos rentgenstarojuma ietekmē. Izmantojot cietvielu sintēzes metodi, iegūs paraugus bez un ar litija, silīcija un titāna deficītu vai pārākumu, kā arī veiks to raksturošanu ar dažādām fizikāli ķīmiskām analīzes metodēm. Kristālisko fāžu režģa parametru un atomu stāvokļu iespējamo izmaiņu noteikšanai izmantos Ritvelda metodi augstas izšķirtspējas pulvera rentgendiffraktogramu (PXRD) analīzei. Radušos un uzkrātos paramagnētiskos radiācijas defektu centrus analizēs ar elektronu paramagnētiskās rezonanses (EPR) spektroskopiju. Iegūtos zinātniskos rezultātus publicēs starptautiski citējamos žurnālos vai konferenču materiālos (Q1 un Q2), kas ir indeksēti Scopus un Web of Science datubāzēs. Iegūtos rezultātus izmantos, lai sagatavotu projektu pieteikumus iesniegšanai Latvijas un starptautiskos pētniecības un attīstības projektu konkursos. Šis projekts dos ieguldījumu Viedās specializācijas stratēģijas (RIS3) jomā “Viedā enerģētika” un starptautiskās kodolenerģētikas nozares attīstībā.

PROJEKTĀ PAVEIKTAIS:

Publikācijas:

  1. A. Antuzevics, G. Krieke, J. Cirulis, M. Rzepna, M. Gonzalez, J.M. Leys, R. Knitter, A. Zarins. Paramagnetic radiation-induced defect centres and their correlation with the optical properties of irradiated advanced ceramic breeder pebbles. Nuclear Materials and Energy, 45 (2025) 102035. https://doi.org/10.1016/j.nme.2025.102035(impact factor: 2.7, Q1, open access)

  2. L.D. Pakalniete, A. Liepkalne, L. Avotina, A. Kons, A. Antuzevics, G. Krieke, G. Doke, J. Cirulis, A. Zarins. Influence of lithium precursor deficiency and excess during solid-state synthesis on radiation-induced effects in two-phase Li4SiO4-Li2TiO3 composite material. Journal of Nuclear Materials, 632 (2026) 156865, https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2026.156865(impact factor: 3.2, Q1)

Dalība starptautiskās konferencēs:

  1. A. Zarins, L.D. Pakalniete, A. Liepkalne, L. Avotina, A. Kons, G. Krieke, J. Cirulis, A. Antuzevics. Influence of lithium precursor deficiency and excess during solid-state synthesis on radiation-induced effects in biphasic Li4SiO4-Li2TiO3 ceramics. 22nd International Workshop on Ceramic Breeder Blanket Interactions (CBBI-22), 6-8 October 2025, Kyoto, Japan. Proceedings, Kyoto, Japan, 2025, p. 163 – 169.

  2. L.D. Pakalniete, A. Liepkalne, L. Avotina, A. Kons, A. Antuzevics, G. Krieke, M. Rzepna, A. Shaimerdenov, A. Zarins. Characterisation of paramagnetic radiation-induced defect centres in biphasic Li4SiO4-Li2TiO3 ceramics under exposure to various types of ionising radiation. International Conference Functional Materials and Nanotechnologies 2026 (FM&NT 2026), 15-18 June 2026, Riga, Latvia. Book of abstracts, Riga, Latvia, 2026, p. 283 – 284.

  3. G. Krieke, L.D. Pakalniete, A. Antuzevics, A. Liepkalne, L. Avotina, A. Kons, G. Doke, J. Cirulis, A. Zarins. The role of radiation-induced defects on spectroscopic properties of lithium orthosilicate, lithium metatitanate and their composites. International Conference Functional Materials and Nanotechnologies 2026 (FM&NT 2026), 15-18 June 2026,  Riga, Latvia. Book of abstracts, Riga, Latvia, 2026, p. 251 -252.

Dalība vietējās konferencēs:

  1. A. Antuzevics, L.D. Pakalniete, A. Liepkalne, L. Avotina, A. Kons, G. Krieke, J. Cirulis, A. Zarins. Investigation of paramagnetic radiation-induced defect centres in lithium orthosilicate – lithium metatitanate ceramics. 41st International Scientific Conference of the ISSP UL, 3-7 March 2025, Riga, Latvia. https://www.cfi.lu.lv/fileadmin/user_upload/lu_portal/projekti/cfi/CFI_konferences/2025/Abstracts/M7/M7-7.pdf

  2. L.D. Pakalniete, A. Antuzevics, A. Liepkalne, L. Avotina, A. Kons, G. Krieke, A. Zarins. Formation of paramagnetic radiation-induced defect centres in two-phase lithium orthosilicate-lithium metatitanate composite material. 84th International Scientific Conference of the UL, 16 April 2026, Riga, Latvia. Book of Abstracts, Riga, Latvia, 2026, p. 741 – 742.

  3. A. Liepkalne, L.D. Pakalniete, A. Kons, L. Avotina, A. Antuzevics, M. Rzepna, A. Zarins. Radiation stability characterisation of lithium-containing ceramic materials with different crystalline phase compositions for application in nuclear fusion reactors. 84th International Scientific Conference of the UL, 16 April 2026, Riga, Latvia. Book of Abstracts, Riga, Latvia, 2026, p. 731 – 732.

Izstrādāts maģistra darbs:

L.D. Pakalniete. Ķīmiskā sastāva izmaiņu ietekme uz jonizējošā starojuma izraisītu paramagnētisko centru veidošanos litiju saturošā keramikā. Maģistra darbs, 2026.

Dalība publiskos pasākumos:

  • Studentu kurpes 2026 (20.04.2026. – 30.04.2026.);

  • Ēnu dienas 2026 (01.04.2026.);

  • Zinātnieku nakts 2025 (26.09.2025.);

  • Ēnu dienas 2025 (04.04.2025.);

  • Mutiska prezentācija LU Medicīnas un dzīvības zinātņu fakultātes studējošajiem mācību procesa ietvaros (23.03.2026);

  • Intervija LU Medicīnas un dzīvības zinātņu fakultātes studējošajiem mācību procesa ietvaros (11.12.2025.);

  • četras ekskursijas ārvalstu studējošajiem un zinātniekiem (26.11.2025., 20.05.2025., 12.05.2025. un 29.04.2025.). 

Dalība vasaras skolās:

Karlsrūes Starptautiskā skola par kodolsintēzes tehnoloģijām 2025 (07.05.2025. – 15.05.2025., Karlsrūe, Vācija).