В статье представлены результаты испытаний на термический удар необлученных макетов поглощающих элементах (ПЭЛ) реактора ВВЭР-1000 из сплава 42ХНМ с таблетками гафната диспрозия, а также циклические термические испытания и испытания на коррозионную стойкость в пароводяной среде при температуре до 1300°С отдельных таблеток из гафната диспрозия. Испытания и исследования проведены с учетом проектного срока службы ПЭЛ ПС СУЗ ВВЭР-1000 нового поколения в течение 20 лет, среднего значения циклов “останов−пуск” реактора от 15 до 40 и условий проектных аварий для толерантного топлива.

В статье приведены результаты цифровой апробации разработанного алгоритма оптимизации последовательности демонтажа блоков графитовой кладки и оценки сокращения расходов на удаление радиоактивного графита при выводе из эксплуатации реакторных установок РБМК-1000 на примере Ленинградской АЭС за счет сокращения требуемого количества контейнеров для 2 класса удаляемых радиоактивных отходов.

Вывод из эксплуатации ядерных энергетических установок и дезактивация внутриконтурного оборудования от радиоактивных поверхностных отложений при плановых ремонтах реакторов является одной из актуальных проблем атомной отрасли. Широко применяемые радиохимические методы дезактивации приводят к увеличению объемов вторичных радиоактивных отходов, поэтому для эффективного решения проблемы дезактивации нами разрабатывается ионно-плазменная “сухая” технология, основанная на механизмах ионного и термического распыления радиоактивных поверхностных отложений в инертном газе, исключающая формирование жидких радиоактивных отходов. В настоящей статье представлены результаты экспериментальной проверки работоспособности ионно-плазменной технологии в лабораторных условиях на примере распыления металлических образцов сплавов нержавеющей стали, меди, алюминия, латуни. Экспериментально определены диапазоны рабочих параметров технологии.

В настоящей работе исследовалась наноструктура дисперсно-упрочненной оксидами стали 13.5Cr–Fe₃Y ODS, полученной механическим легированием окисленного порошка матричной стали и порошка интерметаллида Fe₃Y. Помимо исходного состояния исследовалось влияние термического старения на наноструктуру этой стали при 650°С в течение 500 и 1000 ч. В исследованных состояниях стали 13.5Cr–Fe₃Y ODS методами просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) обнаружены наноразмерные оксиды (~10–12 нм) с объемной плотностью ~4–7 ⋅ 10²¹ м^–3, поры (~3.0–3.6 нм и ~2–4 ⋅ 10²² м^–3), а также дислокации ~2 ⋅ 10¹⁴ м^–2. При этом согласно данным энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии оксидные частицы преимущественно обогащены по Y и O, а обнаруженные поры содержат до 3 ат. % Ar. Анализ методами атомно-зондовой томографии (АЗТ) выявил наличие кластеров (~3–5 нм и ~8–30 ⋅ 10²² м^–3), преимущественное обогащенных по Y и O. При этом обнаруженные кластеры также содержат Ar в пределах 0.1 ат. %. Сравнение данных по исходному состоянию и состояниям после термического старения обнаружило рост объемной плотности оксидов и уменьшение их размеров с увеличением времени термического старении, при этом объем оксидной фазы при 1000 ч сохраняется относительно исходного состояния в переделах погрешности. Сравнение АЗТ данных показало увеличение объема кластеров при старении до 500 ч и уменьшение объема при 1000 ч. Увеличение числа оксидов при термическом старении до 1000 ч коррелирует с уменьшением объема кластеров в этом же состоянии. Наблюдается существенное (в  ~2 раза) уменьшение объема пор при термическом старении. Плотность дислокаций увеличивается до ~5 ⋅ 10¹⁴ м^–2 при достижении 1000 ч старения.

Представлены результаты комплексного многомасштабного исследования структуры и распределения бора в зоне разрушения жаропрочного никелевого суперсплава EP741NP, полученного по PM HIP технологии с использованием быстрозакаленного PREP порошка, после высокотемпературного испытания на растяжение. Прямым ядерно-физическим методом трековой авторадиографии в сочетании с металлографическим (LM), (SEM), (EDX) и OIM методами проведено детальное изучение макро-, мезо-, микроструктуры и распределения бора в зоне разрушения. Выявлен эффект динамического деформационного старения (DSA) с участием бора на стадии разрушения, заключающийся в интенсивной миграции бора в зоне пластической деформации шейки с аномально высоким эффективным коэффициентом диффузии и образовании крупных аллотриоморфнных выделений боридной фазы M ₃ B ₂ на мезо масштабной петле сдвига и мезо масштабных полосах сдвига типа полос Портевен-Ле Шателье (PLC) в короне петли, локализованных вокруг раскрывающейся мезо масштабной трещины в области локализованной деформации шейки. Выявленный эффект DSA с участием бора аналогичен эффекту DSA с участием углерода и образованием полос PLC, декорированных дисперсными карбидами в суперсплавах на основе никеля и аустенитных коррозионно-стойких сталях на стадии деформационного упрочнения.

Разработана и испытана методика измерения нагрузочных характеристик аксиального и радиального подшипников. Проведено исследование нагрузочных характеристик подшипников разной геометрии на основе современных сверхпроводящих лент. Получены и проанализированы зависимости вертикальных и латеральных сил от величины соответствующего смещения, проведено сравнение устойчивости подшипников. Методика подходит для измерений в режиме охлаждения в нулевом поле (ZFC) и в поле (FC) при температуре кипения жидкого азота.

На основании теории взаимодействия электронов с веществом (Бете, Гайтлер, Блох) при их многократном рассеянии (Гоудсмит, Саундерсон) были получены аналитические выражения для коэффициента пропускания электронов и выхода энергии тормозного излучения. Эти выражения зависят от материала и толщины мишени и начальной кинетической энергии электрона. Также было получено с несущественными упрощениями аналитическое выражение для пробега электронов, с применением W-функции Ламберта.

При моделировании нейтронных dd-генераторов необходимо учитывать падение энергии дейтронов на шаге моделирования, которое приводит к быстрому падению сечений неупругих dd-взаимодействий. Предложен алгоритм оптимального выбора шага моделирования для неупругого dd-взаимодействия, учитывающий снижение энергии дейтронов на шаге. С использованием закона Линдхарда (при малых энергиях энергетические потери заряженной частицы пропорциональны ее скорости) разработан алгоритм коррекции потерь энергии дейтронов на шаге. Использование этих алгоритмов позволяет ускорить моделирование мишени нейтронного dd-генератора на порядок.

Проведено исследование спектрометрических характеристик образца 50 × 50 × 700 мм пластикового сцинтиллятора российского производства на основе полистирола, получено значение энергетического разрешения (13.3 ± 0.5)% для энергии 1 МэВ в единицах полной ширины на половине высоты, продемонстрирована однородность светособирания. Показано, что российский пластиковый сцинтиллятор по своим характеристикам не уступает зарубежным аналогам

Определены собственные и взаимные индуктивности центрального индуктора, катушек PF1–PF6 электромагнитной системы токамака МИФИСТ-0 и разрядной камеры токамака в диапазоне частот от 50 Гц до 15000 Гц. Установлено, что в области низких частот до ~200 Гц для определения взаимных наводок наиболее сильно связанных катушек возможно представить разрядную камеру как один короткозамкнутый виток, индуктивно связанный с катушками полоидальной системы.

Работа посвящена разработке и испытанию импульсной системы питания магнитных катушек учебно-исследовательского токамака МИФИСТ-0, включающей конденсаторные накопители, устройства их автоматизированной зарядки, мониторинга состояния, синхронизированной коммутации на катушки тороидального, полоидального поля и на центральный соленоид, а также системы защиты. Подробно рассмотрены технические аспекты разработанной системы с позиций простоты, масштабируемости, отказоустойчивости, ремонтопригодности, а также возможности самостоятельной модификации. Реализованные решения, включающие принципиальные электрические схемы, разработанные платы и блоки, могут быть полезными на электрофизических установках со схожими параметрами и задачами.

Представлена расчетная методика скорости конденсации сверхтекучего гелия в камере источника ультрахолодных нейтронов для реактора ПИК. Получена теоретическая скорость конденсации гелия равная 5.36 л/ч. Для апробации результатов расчета проведен натурный эксперимент по конденсации гелия в замкнутой емкости. Для эксперимента использовался гелиевый криостат КГ60/300-1, подключенный к технологическому комплексу получения сверхтекучего гелия для источника УХН. Температура в криостате поддерживалась вакуумной откачкой. Скорость ожижения в ходе эксперимента составила 1.64 л/ч, что с хорошей точностью подтверждает предложенную теоретическую расчетную модель, которая предсказывала скорость ожижения равной 1.72 л/ч. Рассчитано время выхода источника УХН на рабочий температурный режим – 6.5 ч при суммарном расходе жидкого гелия 64 л. Эта оценка будет учитываться при планировании штатной работы источника УХН для реактора ПИК.

Представлены результаты разработки, создания и использования унифицированной станции кристаллических дефлекторов (СКД), обеспечивающей вывод протонного пучка непосредственно из вакуумной камеры ускорителя У-70. Данная станция применяется для вывода протонного пучка с помощью эффекта каналирования заряженных частиц в кристаллах. Станция осуществляет тонкие угловые и линейные перемещения кристаллических дефлекторов, находясь в жестких условиях работы: в циклическом переменном магнитном поле ускорителя, в условиях высокого вакуума, при высокой мощности дозы радиации. Подробно описаны составные части унифицированной СКД и их взаимная связь. Представлен комплекс автоматизированного управления унифицированной СКД. Показаны преимущества унифицированной СКД, относительно станций предыдущего поколения. Приводятся результаты применения унифицированной СКД при выводе пучка протонов на несколько экспериментальных установок в сеансах работы ускорительного комплекса У-70.

Исследована возможность применения лазерного гироскопа с круговой поляризацией волн и зеемановской частотной подставкой для проведения различного типа геофизических измерений. Приведены первые результаты измерений скорости вращения Земли зеемановским лазерным гироскопом с периметром 20 см в подземной лаборатории БНО ИЯИ РАН в условиях максимального исключения внешних воздействующих факторов – с термостабилизацией, экранированием э/м полей, минимизацией сейсмических шумов. Отмечено увеличение чувствительности регистрации на порядок (до 10^–3 °/ч) по сравнению с ранее проведенными экспериментами в городской наземной лаборатории. Показана возможность непрерывной работы установки в удаленном режиме более 6 мес.

В работе методами атомно-зондовой томографии и просвечивающей электронной микроскопии проведен анализ изменений микроструктуры, размеров зерен и локального химического состава сплава W–Cr–Y в результате вакуумного отжига при температурах 1000 и 1200°C. В исходном состоянии сплав характеризуется зернами со средним размером ~1 мкм, по границам которых располагаются частицы, обогащенные иттрием и кислородом с размерами от 10 до 180 нм. Отжиг приводит к рекристаллизации материала с уменьшением среднего размера зерен до 100 нм при температуре 1000°C и до 270 нм при температуре 1200°C. Дополнительно наблюдается растворение оксидов иттрия и формирование новых наноразмерных кластеров во внутризеренной области, состав и объемная плотность которых, зависят от условий отжига.

В работе рассмотрены универсальные признаки явления динамического разрушения, диспергирования металлов и развитой турбулентности. Показано, что критическое поведение нелинейных систем различной физической природы связано с явлениями самоорганизации, динамического хаоса и со стохастической неустойчивостью. Этому поведению предшествует возникновение в системах масштабно-инвариантных пространственно-временных диссипативных иерархических структур, возникающих через каскад бифуркаций. Результаты проведенных исследований ряда неравновесных процессов показали, что кинетика возникновения диссипативных структур имеет свойства последовательности событий, временные интервалы между которыми имеют статистически самоподобные распределения. Спектр сингулярностей мультифрактальной меры, описывающий ряд времен ожиданий, является характеристикой рассмотренных нелинейных процессов. С физической точки зрения спектр сингулярностей f(α) можно рассматривать как количественную характеристику неравновесных систем, находящихся в процессе бифуркационных переходов.

Экспериментально изучено воздействие высокодозного облучения на морфологию и структуру высокоориентированного пиролитического графита УПВ-1Т ионами углерода с энергией 30 кэВ и гелия с энергиями 10 и 30 кэВ в интервале температур от 50 до 600°С с флюенсом (1.0 – 4.5) ⋅ 10¹⁸ ион/см². Показано, что имплантация ионов гелия приводит как к эффектам динамического отжига радиационных нарушений кристаллической структуры графита, так и к эффектам внедрения гелия при имитации взаимодействия продуктов термоядерного синтеза с графитовыми материалами.

Возможными продуктами адрон-ядерных взаимодействий в пучке адронов промежуточных энергий 5–10 ГэВ являются вторичные возбужденные ядра. При переходах из возбужденного состояния в основное или другое возбужденное состояние такие ядра испускают фотоны мегаэлектронвольтных энергий, соответствующих разности уровней перехода возбуждения ядер. Энергетические спектры фотонов девозбуждения ядер являются их характерными особенностями. Поэтому детектирование указанных фотонов гамма-ядерных переходов позволяет провести идентификацию ядер, образующихся в конечном состоянии такой реакции. В свою очередь изучение корреляции спектров возбуждения вторичных ядер с типом и параметрами адронных систем, вылетающих при этом в переднюю полусферу реакции, открывает возможности для исследования динамики адрон-ядерных взаимодействий. В настоящей работе представлены первые результаты измерения спектров гамма-ядерных переходов в эксперименте Гиперон+ в тестовом сеансе по набору статистики адрон-ядерных взаимодействий с импульсом 7 ГэВ/с на углеродной мишени (12C) при помощи спектрометра гамма-ядерных переходов (GNT). Полученные данные можно интерпретировать как наблюдение ряда гамма-переходов ядер 11C, образующихся в конечном состоянии событий, отобранных триггером на взаимодействие частиц пучка с мишенью

В статье представлены результаты исследований сверхбыстрой фотоиндуцированной динамики коэффициента отражения сверхпроводящих композитов на основе слоистых купратов семейства REBCO (RE = Y) на подложке сплава Hastelloy C-276 в диапазоне температур 5–200 К. Показано, что сверхбыстрые отклики коэффициента отражения на возбуждение фемтосекундными световыми импульсами содержат компоненты, обусловленные нормальной и сверхпроводящей подсистемами. Вклад от нормальной компоненты проявляет более быструю релаксацию, ~0.2 пс, его амплитуда пропорциональна плотности энергии накачки в широком диапазоне ее величин. Для отклика сверхпроводящей компоненты, наблюдающейся ниже T_c = 92 K, наблюдается более длинная релаксация, ~2.5 пс, а вариация амплитуды с плотностью энергии накачки проявляет излом при ~14 мкДж/см². Амплитуда отклика сверхпроводящей компоненты изменяется с температурой в соответствии с предсказаниями феноменологической модели Ротварфа и Тейлора. Тонкопленочные композиты на базе YBa₂Cu₃O_7–x по данным сверхбыстрой лазерной спектроскопии имеют свойства, очень близкие к свойствам этих соединений в форме монокристаллов.