Виконано аналіз технічних і законодавчих аспектів ізоляції високоактивних і довгоіснуючих радіоактивних відходів (РАВ) в Україні, міжнародного досвіду створення геологічних сховищ, поточного стану робіт в Україні щодо захоронення РАВ, а також економічне порівняння зберігання та захоронення РАВ. Зроблено висновки про те, що Чорнобильська зона відчуження є найбільш перспективним районом для розміщення геологічного сховища РАВ; необхідно негайно розпочати геологічні дослідження території зони відчуження з метою вибору майданчика для будівництва геологічного сховища; для підвищення ефективності робіт зі створення геологічного сховища необхідно прийняти відповідну Державну програму та створити спеціальний державний фонд для фінансування робіт з проектування, будівництва і введення в експлуатацію геологічного сховища.

Мета роботи - оцінка можливості використання в Україні свердловинного типу конструкції геологічного сховища (СТКГС) для ізоляції високоактивних (ВА) і довгоіснуючих (ДІ) радіоактивних відходів (РАВ). Наведено обгрунтування технологічних типів РАВ, що мають бути віднесеними до ВА та ДІ. Розглянуто можливі тенденції розвитку в Україні ядерного паливного циклу та шляхи вирішення проблеми ізоляції РАВ. Обгрунтовано економічні та технічні переваги від використання СТКГС. Зроблено висновок про високі перспективи використання в Україні геологічного сховища свердловинного типу.

Здійснено аналіз принципів роботи ферментерів з підведенням енергії стисненим газом з урахуванням особливостей гідродинаміки та масопередачі в них, а також простежено еволюційний розвиток сучасних конструкцій. На основі цієї інформації розроблено схему класифікації ферментерів з пневматичним перемішуванням, яка має на меті виявити можливі шляхи проектування та конструювання апаратів такого типу.

Викладено основи роботизації виробництв і побудови робототехнічних систем і технологічних процесів за критеріями високої продуктивності й якості. Увагу приділено системам впорядкування об'єктів роботизації, робочим органам і приводам робототехнічних систем, компоновкам промислових роботів і систем на модульному принципі, системам керування й інформаційного забезпечення. Наведено приклади застосування робототехнічних систем і комплексів в різних галузях народного господарства, зокрема в мікробіологічній, фармацевтичній, біотехнологічній і харчовій промисловості, а також в курсовому проектуванні, під час виконання розрахунково-графічних, лабораторних і практичних занять.

Побудовано систему координат, прив'язану до фюзеляжу гіперзвукового літального апарата, та наведено схему кутів Ейлера. Розглянуто координатні функції пружних переміщень циліндричної частини підвісу поплавкового гіроскопу для плоскої монохроматичної хвилі та дифузного поля. Визначено вплив проникаючого акустичного випромінювання для циклічної та вісенесиметричної дії.

Розглянуто тривимірну модель опису явища взаємодії потужної N-хвилі з приладами інерціального позиціонування. Побудовано програму розрахунків у середовищі MathCad для визначення систематичної складової похибки, що виникає внаслідок дії потужної ударної хвилі на підвіс поплавкового гіроскопа. Проведено числовий аналіз для промислового зразка датчика кутової швидкості. Дані розрахунків порівняно з експериментальними даними, одержаними у ході стендових досліджень. Проаналізовано причини розбіжностей між експериментальними і теоретичними даними, зроблено висновки стосовно можливості використання одержаних результатів.

Наведено результати напівнатурних стендових випробувань гіроскопічного давача кутових швидкостей, уніфікованого на функціональну спроможність в ультразвуковому полі реалій гіперзвукового польоту. Виявлено додаткові зони каустик, що появляються при хвильовому збігу.

Побудовано найбільш узагальнені розрахункові моделі тривимірної взаємодії потужної N-хвилі з лінійно-напруженим підвісом поплавкового гіроскопа в експлуатаційних умовах. Визначено причини виникнення "хибної" кутової швидкості на вхідній осі гіроскопа, її трансформацію в похибку вимірювань. Розкрито природу виникнення додаткових похибок двостепеневого поплавкового гіроскопа в натурних умовах гіперзвукового руху, окреслено умови породження та розвитку у часі та просторі Ейлерових сил інерції як чинника циклічного пружно-напруженого стану імпедансної поверхні поплавкового підвісу в дифузному полі проникаючого акустичного випромінювання, що формує ці похибки. У рівняннях збуреного руху підвісу поплавкового гіроскопа визначено місце та ступінь впливу Ейлерових сил інерції на похибку вимірювань за наджорстких умов гіперзвукового польоту. Аналітично обгрунтовано незмінну присутність ефекту вибірковості з боку дії на гіроскоп двох зовнішніх збурюючих чинників - проникаючого акустичного випромінювання та коливання основи, асинхронного та полігармонічного за структурою. Доведено, що за цих умов у вихідному сигналі гіроскопа, окрім детермінованих складових похибки, незмінно з'являється сталий зсув нуля, подібно до синхронного коливання. Побудовано розрахункові моделі поплавкового підвісу з ненульовою гаусовою кривизною як ефективного засобу боротьби з додатковими похибками гіроскопа в умовах гіперзвукового руху. Створено практичну основу для вирішення задач оптимізації за допомогою побудованих програм обчислень на ПЕОМ.

Запропоновано сучасну класифікацію промислових ферментерів з підведенням енергії рідкою фазою. Підведення енергії ініційоване різноманітними конструкціями, якими оснащені апарати для аеробного біосинтезу. Оцінено конфігурацію потоків газорідинної дисперсії, що визначає ефективність гомогенізації культуральної рідини. Визначено можливості застосування ферментерів даного типу в біотехнології крупнотоннажного виробництва мікробних мас.

Розглянуто сучасні конструкції біореакторів для культивування клітинних культур. Проаналізовано способи реалізації технологій глибинного і поверхневого культивування. Побудовано математичну модель у середовищі ANSYS для моделювання процесу перемішування, що відбувається в ролерному апараті. Підібрано початкові та граничні умови задачі моделювання. Встановлено величини і напрями векторів швидкості руху рідини під час перемішування. Визначено максимальні значення напружень зсуву в зоні іммобілізації клітин та їх розвиток у часі.

Запропоновано методологію автоматизованого конструктивного розрахунку ємнісного апарата, який знаходиться під спільною дією декількох видів навантажень. Проведено статичний аналіз дії тиску, осьової сили, згинального моменту та розподіленої поперечної сили. Для модельної ємності із заданими габаритними розмірами й особливостями елементів конструкції, враховуючи фізичні властивості матеріалу, з якого вона виготовлена та параметри технологічного процесу, було проведено комп'ютерний розрахунок у середовищі SolidWorks. Мета розрахунку - визначення оптимальних геометричних параметрів ємності, підбір матеріалу, необхідність її зміцнення за рахунок підвищення жорсткості конструкції. Проаналізовано ефективність використання різних технічних рішень для підвищення міцності та жорсткості конструкції. Для підвищення міцності і стійкості ємнісного обладнання запропоновано використання таких технічних рішень: класичний підхід, реалізований у встановленні поперечних кілець жорсткості; використання тороїдального і плоского переходу для зварювання із сорочкою; використання повздовжніх ребер жорсткості. Проаналізовано вплив на міцність і стійкість елемента обладнання за прикріплення до нього еліптичного днища та кришки з відбортовкою шляхом зварювання. Конфігурація та кількість додаткових елементів жорсткості підбиралися шляхом оптимізації конструкції в середовищі SolidWorks. Усі ці рішення давали позитивні результати з різною ефективністю, однак необхідне рішення має вибиратись з урахуванням конкретної ситуації, особливостей і специфіки технологічного процесу. Надано рекомендації щодо використання конкретних технічних реалізацій. Матеріали проведеного дослідження можуть бути використані як посібник у практичній діяльності інженерів конструкторів і в навчальному процесі, під час проектування ємнісного обладнання різних типорозмірів і продуктивності.

Досліджено роботу ферментера з вібраційною системою перемішування рідкої фази. Культивування біологічних агентів у фармацевтичній біотехнології з метою одержання активних фармацевтичних інгредієнтів потребує конструювання й експлуатації високоефективної та надійної апаратури. Ферментери з вібраційною системою перемішування рідкої фази мають суттєві переваги порівняно з апаратами, у яких використовують обертові перемішуючи пристрої. Ці переваги надають змогу створити контрольовані умови під час культивування біологічних агентів, що є запорукою одержання біологічно активних речовин визначеної якості, безпечності й ефективності для виробництва біологічних лікарських засобів. Запропоновано математичну модель ферментера з вібраційним перемішуванням враховує концепцію про взаємозв'язок між процесами масопередачі й перемішування і визначається специфікою гідродинаміки. Гідродинамічні характеристики ферментера з вібраційною системою перемішування мають суттєвий вплив на можливі механічні ушкодження біологічних агентів і, відповідно, зумовлюють можливі зміни якості активних фармацевтичних інгредієнтів. У зв'язку з цим є актуальним числове моделювання процесу на основі математичної моделі перемішування. Наведено моделювання процесу перемішування за допомогою системи рівнянь. Основними змінними є частота коливань, конструкційні особливості контактних елементів і параметри середовища. Для розрахунку системи рівнянь використано математичний пакет MathCad, який надав змогу визначити характер розподілення концентрацій, що залежить від параметрів коливань,

Наведено визначення і зміст терміну "концепція геологічного захоронення" радіоактивних відходів. Проаналізовано міжнародний і національний досвід розробки концепції геологічного захоронення. Описано особливості внеску в безпеку природних та інженерних бар'єрів геологічних сховищ радіоактивних відходів для різних типів вміщуючих геологічних формації. Показано, що на даному етапі досліджень для умов України найбільш перспективною концепцією геологічного захоронення є концепція захоронення радіоактивних відходів у докембрійських кристалічних формаціях у межах Чорнобильської зони відчуження.