ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ РЕЦИРКУЛЯТОРА SALO

И.С. Гук, А.Н. Довбня, Г.Г. Ковалёв, С.Г. Кононенко, А.Ю. Мыциков, Ф.А. Пеев

Full Text :   (1700 kB)

Анотація
Проект включает в себя электромагнитную систему двух колец рециркуляции и систему инжекции пучка. Для создания первого кольца рециркуляции предполагается использовать 10 дипольных и 12 квадрупольных магнитов накопительного кольца EUTERPE, переданных ННЦ ХФТИ Эндховенским техническим университетом. При выборе конструкции дипольного магнита второго кольца рециркулятора и других магнитных элементов использовалось трёхмерное моделирование поля. Для второго кольца разработана конструкция квадруполи с градиентом 26 т/м. Всего на кольце размещены четыре таких квадруполи. Семь дипольных магнитов и 13 квадруполей размещены в тракте инжекции пучка в ускоряющую систему. Некоторое количество этих квадруполей может использоваться в каналах вывода пучка на мишени. Для изменения положения пучка разработаны корректоры, позволяющие изменять траекторию пучка в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: рециркулятор, ускоритель электронов, магнит, квадруполь, корректор.

ВАРИАНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ЭЛЕКТРОННОГО УСКОРИТЕЛЯ SALO В КАЧЕСТВЕ ДРАЙВЕРА ПОДКРИТИЧЕСКОЙ СБОРКИ

И.С. Гук, А.Н. Довбня, С.Г. Кононенко, М. Ван дер Вил., Я.И.M. Ботман, Ф.А. Пеев

Full Text :   (800 kB)

Анотація
Рассматривается возможность создания в ННЦ ХФТИ электронного ускорителя с нейтронообразующей мишенью (драйвера) для управления подкритической сборкой, использующего сверхпроводящую ускоряющую структуру TESLA. Первый вариант предполагает использование в качестве драйвера части оборудования разрабатываемого проекта ускорительного комплекса SALO. Используется сверхпроводящая ВЧ пушка, канал транспортировки и инжекции пучка в ускоряющую структуру, шесть ускоряющих модулей и магнитная система первой арки рециркулятора. Предполагается получить пучок с энергией 130 МэВ и средней мощностью в пучке 130 кВт. Рассмотрены возможные каналы вывода пучка на подкритическую сборку. Анализируются варианты фокусировки пучка на мишени. Второй вариант предполагает создание линейного сверхпроводящего ускорителя с выводом пучка в существующий зал, где можно разместить подкритическую сборку. Этот вариант позволяет полностью исключить капитальное строительство, что существенно уменьшит стоимость установки.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: рециркулятор, ускоритель электронов, подкритическая сборка, сверхпроводящая ускоряющая структура, канал транспортировки.

МАГНИТНЫЙ ДИПОЛЬНЫЙ РЕЗОНАНС В ЯДРЕ ²⁷AL

А.С. Качан, И.В. Кургуз, И.С. Ковтуненко, В.М. Мищенко, В.А. Панин

Full Text :   (320 kB)

Анотація
Изучен гамма-распад резонансно-подобной структуры, наблюдаемой в реакции ²⁶Mg(p,γ)²⁷Al в области энергий ускоренных протонов E_p = 0,8-3,0 МэВ. Измерены функция возбуждения данной реакции, спектры гамма-квантов, образующихся при распаде резонансов с E_p = 2234, 2383, 2406, 2496, 2539 кэВ, составляющих данную резонансно-подобную структуру. Идентифицирован М1-резонанс на основном и возбуждённых состояниях данного ядра ²⁷Al с Е* = 844 и 1014 кэВ. Определена полная сила М1- резонанса на основном состоянии данного ядра. Положение и полная сила М1-резонанса на основном состоянии объясняется с учетом сил спаривания.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: реакция ²⁶Mg(p,γ)²⁷Al, M1-резонанс, M1-переход, энергия спаривания, гигантский резонанс.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТИЦ ОСНОВНЫХ КЭД И ФОНОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ВЫСОКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ФОТОНОВ С МАТЕРИАЛОМ МИШЕНИ ФОТОННОГО ПОЛЯРИМЕТРА

Д.Д. Бурдейный, В.Б. Ганенко, Ю.П. Пересунько , И.М. Шаповал, Г.А. Ващенко

Full Text :   (2700 kB, Eng.) 

Анотація
Изучены угловые и энергетические распределения частиц, образующихся при взаимодействии поляризованных фотонов с энергией 50-3000 МэВ с мишенью фотонного поляриметра. Определены оптимальные кинематические условия использования процессов рождения пар и триплетов для измерения линейной поляризации фотонов. Фоторождение пар может быть использовано в диапазоне энергий до 2-3ГэВ, если координатные микростриповые детекторы с шагом в ~100мкм позволят измерять азимутальные распределения линии сегментов между электроном и позитроном пары пересекаемых детекторную плоскость. Определены условия уменьшения вклада основного фонового процесса рождения δ-электронов, сильно влияющего на еффективность применения процесса фоторождения триплетов. Для эффективного подавления фона в виде δ-электронов целесообразно ввести дифференцированный порог для регистрации электронов отдачи в зависимости от их полярного угла. Такой метод может уменьшить вклад δ-электронов до ~10% в наиболее пригодных для измерения поляризации угловых интервалах 10-400.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: фотонный пучок, линейная поляризация, фотонный поляриметр, фоторождение пар и триплетов, комптоновское рассеяние, электроны отдачи, δ-электроны.

УСКОРЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ ПРИ ИОННОМ ОБЛУЧЕНИИ

А.И. Калиниченко, С. С. Перепелкин, В.Е. Стрельницкий

Full Text :   (400 kB)

Анотація
В модели приповерхностного нелокального термоупругого пика (ТУП) исследуется термоактивация кинетических процессов в нанокристаллическом материале при облучении ионами с энергией от 25 до 1000 эВ. Показано, что параметры ТУП иона (радиус, эффективное время жизни, температура и давление), а также число термоактивированных переходов в пике существенно зависят от размера кристаллита d. На примерах пиков ионов B⁺ и Al⁺, порождаемых, соответственно, в нанокристаллических мишенях BN и AlN, исследуется энергетическая зависимость указанных параметров для наноматериалов с различными размерами кристаллитов. Обсуждаются количественные и качественные различия в предсказаниях предлагаемой модели и модели точечного теплового пика Зейца - Кёхлера.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: нанокристаллический материал, ионная имплантация, тепловой пик, кинетический процесс.

ПЕРЕНОС ПРИМЕСНЫХ ИОНОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДРЕЙФОВОЙ ВОЛНЫ

А.Ю. Антуфьев, А.А. Шишкин, Ж.С. Кононенко, Б. Вейссов

Full Text :   (600 kB, Eng.) 

Анотація
Перенос тяжелых ионов примеси рассмотрен вблизи смежных рациональных магнитных поверхностей при наличии электрического потенциала дрейфовой волны. Аналитическое исследование проделано для упрощенной модели магнитного поля в тороидальной магнитной ловушке с вращательным преобразованием магнитных силовых линий. Исследование с помощью численных методов проведено для винтовой плазмы. Орбиты пробных частиц построены путем численного интегрирования системы уравнений Ньютона для заряженной частицы в магнитном поле и квазистатическом электрическом поле. В качестве пробной частицы взят ион вольфрама.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: электрическое поле дрейфовой волны, электростатические острова, переход частицы в запертое состояние, перенос примесного иона, винтовое магнитное поле.

ВЫХОД ПРОДУКТОВ СИНТЕЗА D+D В ТОРСАТРОНЕ LHD

А.В. Еремин, А.А. Шишкин

Full Text :   (290 kB, Eng.) 

Анотація
Изучение проблемы проведено на основании уравнений баланса энергии и частиц с одновременным рассмотрением временной эволюции параметров плазмы. Изучены процессы достижения горения и работа в стационарном режиме для различных сценариев подачи топлива в экспериментальную установку. Разработаны такие сценарии подачи топлива в систему удержания, которые позволяют достигать превышения плотности продуктов синтеза на два порядка при равных затратах внешней мощности нагрева. Показано, что, изменяя закон подачи топлива в систему (исходные параметры в уравнениях баланса), можно управлять количеством образующихся продуктов синтеза в пределах двух порядков.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: термоядерная плазма, сценарии поджига, удержание, эволюция параметров плазмы, удаление трития, сценарии подачи топлива.

ПРЕДЕЛ СОВПАДЕНИЯ И СТРУКТУРА ОБОБЩЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В МУЛЬТИГРАВИТАЦИИ

С.А. Дуплий, А.Т.Котвицкий

Full Text :   (180 kB, Eng.) 

Анотація
В работе проанализирована обобщенная структура взаимодействия в моделях мультигравитации. В введенном пределе совпадения получено уравнение совместности для потенциала взаимодействия, которое изучается при слабых возмущениях метрики. Исследованы наиболее общие свойства инвариантного объема и скалярного потенциала в мультигравитации. Получена общая формула для инвариантного объема с использованием трех видов средних: арифметического, геометрического и гармонического. В пределе слабого поля для бигравитации получено массовое слагаемое типа Паули-Фирца.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: предел совпадения, уравнение совместности, инвариантный объем, предел слабого поля, скалярный потенциал.

ПРИМЕНЕНИЕ ГАММА-АКТИВАЦИОННОГО МЕТОДА К ИССЛЕДОВАНИЮ ВОЗРАСТНОЙ ДИНАМИКИ СОДЕРЖАНИЯ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОЛОСАХ ДЕТЕЙ

И.И. Залюбовский, Н.П. Дикий, Е.П. Медведева, И.Д. Федорец, Т.В. Фролова, С.П. Шкляр

Full Text :   (530 kB)

Анотація
Представляются результаты применения гамма-активационного метода к исследованию содержания элементов в волосах детей в зависимости от возраста, пола и некоторых соматических заболеваний. Образцы волос, весом около 1 г каждый, собранные у 205 школьников (95 мальчиков и 110 девочек, возрастом от 9 до 16 лет) одной из пригородных школ, облучались тормозным гамма-излучением, вызываемым пучком электронов с энергий 25 МэВ и током до 700 мкА из мощного электронного ускорителя. Предел детектирования составлял от 10^-5 %масс (для Са и Pb) до 10^-7 %. Особое внимание уделялось исследованию аналитических возможностей метода. Показано, что с помощью соответствующего усовершенствования экспериментальной методики, гамма-активационный метод может с успехом применяться не только для многоэлементного анализа биологических материалов, но и для исследования предпатологических состояний биологических систем.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: гамма-активационный метод, элементный анализ, тормозное излучение, образцы волос, предел детектирования.

КАНАЛЫ ВЫВОДА ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ РЕЦИРКУЛЯТОРА SALO НА ФИЗИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

В.Б. Ганенко, И.С. Гук, А.Н. Довбня, С.Г. Кононенко, А.С. Тарасенко

Full Text :   (340 kB)

Анотація
Приведено расположение планируемых экспериментальных физических установок, использующих пучки рециркулятора SALO - базовой установки ИЯФиВЭ ННЦ ХФТИ. Исходя из предложенной программы исследований, сформулированы требования к параметрам пучка, выводимого на экспериментальные установки. Выбраны магнитооптические структуры каналов вывода пучка из рециркулятора, обеспечивающие требуемые параметры пучка на физических мишенях. Приведены рассчитанные для этих каналов огибающие пучка и исследовано влияние погрешности ввода пучка в пучковые линии на отклонение его от идеальной траектории.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: рециркулятор, ускоритель электронов, магнит, квадруполь, корректор.

СИСТЕМА ДОПУСКОВ, КОРРЕКЦИИ И ИНДИКАЦИИ МАГНИТООПТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ РЕЦИРКУЛЯТОРА SALO

И.С. Гук, С.Г. Кононенко, А.С. Тарасенко

Full Text :   (390 kB)

Анотація
Обсуждается концепция выбора магнитооптической системы рециркулятора SALO с точки зрения оптимизации допусков на точность юстировки магнитных элементов и оптимизации системы коррекции положения пучка. Выбран блочно-индивидуальный метод юстировки магнитных элементов. Путем численного моделирования выбрана система коррекции и исследована её эффективность. Приводятся значения допусков на точность юстировки магнитных элементов и требования к параметрам системы индикации положения пучка.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: рециркулятор, ускоритель электронов, юстировка, коррекция, магнит.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕНОСА ЗАРЯДА В CdTe (CdZnTe) ДЕТЕКТОРАХ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ

А.А. Захарченко, В.Е. Кутний, Д.В. Наконечный, И.М. Прохорец, А.В. Рыбка, М.А. Хажмурадов

Full Text :   (490 kB)

Анотація
Дан сравнительный анализ методов определения параметров переноса заряда (μτ)_e и (μτ)_h в рабочем веществе спектрометрических и дозиметрических детекторов на базе высокоомных полупроводников. Рассмотрена задача определения этих параметров в планарных CdTe (CdZnTe) детекторах гамма-излучения с использованием их экспериментальных дозиметрических характеристик и данных моделирования γ-спектров. Разработана методика определения транспортных параметров тестируемых детекторов, основанная на измерении эффективности сбора заряда в низкоэнергетической области γ-спектра (например, по линии 59,54 кэВ ²⁴¹Am), измерении чувствительности детектора в высокоэнергетической области (например, по линии 661,67 кэВ ¹³⁷Cs) и сопоставлении этих данных с данными моделирования. Предложенный метод может использоваться при проектировании новых спектрометрических и дозиметрических приборов для контроля радиационной безопасности и контроля характеристик приборов в процессе эксплуатации в мощных радиационных полях.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: CdTe, CdZnTe, детектор, гамма-излучение, подвижность, время жизни, эффективность сбора заряда, метод Монте-Карло.

НИЗКОФОНОВЫЙ СПЕКТРОМЕТР ПОВЕРХНОСТНОЙ АЛЬФА-АКТИВНОСТИ БОЛЬШИХ ОБРАЗЦОВ

Ю.М. Гаврилюк, А.М. Гангапшев, В.В. Казалов, В.В. Кузьминов, С.М.Панасенко, С.С.Раткевич, И.Д.Федорец

Full Text :   (800 kB)

Анотація
Описана конструкция импульсной ионной ионизационной камеры для измерения поверхностной альфа-активности различных образцов. Созданный на основе ионизационной камеры низкофоновый спектрометр вместе с соответствующими методами регистрации и обработки сигналов позволяет достичь высокой чувствительности прямых измерений сверхмалых уровней поверхностной альфа-активности. Он дает возможность решить проблему контроля сверхчистых материалов, с нарушенным равновесием в цепи распадов уранового и ториевого рядов, используемых при создании детекторов для исследования редких ядерных процессов. Описана процедура моделирования формы импульсов тока в зависимости от ориентации и местоположения треков альфа-частиц в камере. Приведены результаты измерений с альфа-источником, а также с образцами меди, нержавеющей стали и светоотражающей плёнки VM2000.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: альфа-частица, трек, структура, импульсная ионная ионизационная камера, форма импульса, моделирование, поверхностная альфа-активность.

ЭФФЕКТЫ СВЕТОРАССЕЯНИЯ В ПЛАСТМАССОВОМ СЦИНТИЛЛЯТОРЕ

Н.П. Хлапова, Я.С. Шпилевой, В.Г. Сенчишин, А.П. Гаврик, Н.С. Луцай, В.Н. Лебедев

Full Text :   (390 kB)

Анотація
С целью выяснения механизмов ослабления света в пластмассовом сцинтилляторе (ПС) на серии образцов, отличающихся режимом полимеризации, исследованы их абсорбционные и рассеивающие свойства. Проведен численный анализ оптических потерь в сцинтилляторе на полистирольной основе стандартного состава (98,5%PST + 1,5% p-TP + 0,02% POPOP). Приведены результаты измерения спектрального светорассеяния, объемной длины ослабления света и уровня внутренних напряжений в образцах ПС. Показана возможность количественной оценки вкладов абсорбционных потерь, рассеяния Релея и рассеяния Лява-Ми в суммарные оптические потери ПС. Наблюдаемое в образцах с дополнительным отжигом резкое снижение релеевской составляющей потерь (с 1850 до 380 дБ/км) объясняется уменьшением локальной гетерогенности полимерной матрицы данных образцов ПС, благодаря снижению в них уровня внутренних "замороженных" деформаций макромолекул.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: пластмассовый сцинтиллятор, прозрачность, моделирование спектральных потерь, светорассеяние, внутренние напряжения, высокотемпературный отжиг.

ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНОЙ ДУГИ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ TiN ПОКРЫТИЙ НА ИЗДЕЛИЯХ МАЛЫХ РАЗМЕРОВ

В.М. Хороших, С.А. Леонов, В.А. Белоус, Г. И. Носов, Г.Н. Куриленко

Full Text :   (400 kB)

Анотація
Проведены зондовые измерения параметров плазмы вакуумной дуги с титановым катодом при наличии азота в объеме вакуумной камеры. Изучены особенности получения покрытий на образцах малых размеров (порядка протяженности слоя объемного заряда ионов на границе плазма - поверхность конденсации). Исследования показали, что с ростом давления газа в разрядном промежутке происходит увеличение концентрации плазмы, обусловленное снижением энергии ионов металла при столкновениях с частицами газа. Столкновения ионов металла с молекулами газа приводят к хаотизации плазмы. Снижение энергии ионов и хаотизация плазменного потока обусловливают высокие скорости осаждения покрытий на основе нитрида титана в области давлении азота ~ 1,5…2 Па на образцах малого размера. В области давлений азота ~ 1,5…2 Па при обработке изделий следует учитывать их взаимное влияние друг на друга.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: вакуумная дуга, осаждение покрытий, зондовые измерения, геометрия подложки, плазменный поток, концентрация плазмы, энергия ионов.

ДВИЖЕНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЗАРЯДОВ В ПОСТОЯННОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА И ЛИНЕЙНОГО ТОКА, ТЕКУЩЕГО ВДОЛЬ ЕГО ОСИ

Ю.А. Кирочкин, А.Ю. Кирочкин

Full Text :   (200 kB)

Анотація
Получены траектории движения релятивистских заряженных частиц в постоянных радиальном электрическом и азимутальном магнитном полях. Показано, что при определенных условиях движение положительных и отрицательных зарядов может происходить по одинаковым замкнутым траекториям. Найдено условие применимости нерелятивистских траекторий. Обсуждается возможность образования вихревых колец положительных и отрицательных зарядов и их слияние в одно вихревое кольцо.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: электромагнитное поле, заряд, движение, траектория, вихрь.

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА ВВЭР-1000, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ СУХОГО ХРАНЕНИЯ

С.А. Письменецкий, В.Б. Пышкин, В.Г. Рудычев, Е.В. Рудычев

Full Text :   (500 kB)

Анотація
На основе базы данных JEF-2.2 разработан пакет SpectrOJAT, позволяющий для произвольного набора и концентрации радионуклидов рассчитать спектральный состав гамма-квантов. Спектральные распределения могут быть рассчитаны как для наперед заданных энергетических интервалов, так и средних энергий гамма-квантов, а также в произвольный момент времени. Для отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), предназначенного для сухого хранения, выполнены сравнения спектров SpectrOJAT с рассчитанными в пакете FISPACT для фиксированных энергетических интервалов. При уточнении базы данных JEF-2.2 получено хорошее согласие во всем диапазоне энергий гамма-квантов. Получены спектральные распределения от ОЯТ в виде необходимом для выполнения расчетов защитных свойств контейнеров хранения. Получены зависимости изменения спектральных распределений от времени при хранении ОЯТ. Показан резкий спад высокоэнергетической составляющей спектра от времени хранения.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: отработавшее ядерное топливо, сухое хранение ОЯТ, спектр гамма-квантов, ВВЭР-1000, особенности многолетней выдержки.

СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПЛАЗМЕННЫЙ ИСТОЧНИК

В.В. Власов

Full Text :   (400 kB)

Анотація
В работе представлена методика расчета параметров цилиндрического резонатора, используемого в качестве СВЧ источника плазмы в магнитном поле, результаты изучения русловий существования СВЧ разряда при давлении рабочего газа (воздух) порядка 10^-5 мм рт.ст. Экспериментально определены условия зажигания разряда в условиях электронного циклотронного резонанса. Показано, что с его помощью создается плазма с плотностью не ниже 10¹⁰ см^-3, максимальной плотностью токов в потоке порядка 600 мкА/см².

КЛЮЧОВІ СЛОВА: плазменный источник, генератор сверхвысокочастотных колебаний, внешнее неоднородное магнитное поле, сверхвысокочастотное электромагнитное поле, электронные циклотронный резонанс, плотность плазмы.

КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОД GAMMAPEAKS ДЛЯ ОБРАБОТКИ γ-СПЕКТРОВ

А.Ю. Бережной, С.Н. Утенков

Full Text :   (330 kB)

Анотація
Разработана компьютерная программа GAMMAPEAKS (версия 1.0), предназначенная для обработки γ-спектров, полученных в результате экспериментальных исследований ядерных реакций. Приведены основные характеристики и принципы работы данной программы. Программа основана на аппроксимации пиков гауссовской функцией с переменной дисперсией. Предусмотрена энергетическая калибровка спектра. Приведены основные характеристики и принципы работы данной программы.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: ядерные реакции, γ-спектры, компьютерное моделирование, энергетическая калибровка, сечение реакции, радиационная силовая функция.