С использованием разработанных методов и экспериментальных средств в реакторных условиях при плотности делений 1.0 ⋅ 10¹³ и 1.2 ⋅ 10¹³ 1/(см³ с) проведено исследование ползучести и доспекаемости образцов крупнозернистого топлива типа ВВЭР. Диаграммы деформации при исследовании ползучести в интервале напряжений 10–40 МПа получены при эффективной температуре образцов 943, 1020, 1200 и 1301 К. Показано, что до температуры 1123 К деформация в основном определяется радиационной ползучестью, что подтверждается ее линейной зависимостью от напряжения. При более высокой температуре увеличивается вклад радиационно-термической ползучести, причем ее вклад в общую деформацию возрастает с ростом напряжения. Значения скоростей ползучести, полученные при температурах 1200 и 1301 К, выше, чем для таблеток диоксида урана со стандартным зерном. Диаграмма деформации при исследовании доспекаемости топливного столба высотой 88.32 мм получена при эффективной температуре образцов 960 К. Доспекаемость по высоте составила (0.070−0.095) с учетом погрешности. Показано, что в пределах экспериментальной погрешности радиационная доспекаемость дает малый вклад в результирующую деформацию топлива в сравнении с ползучестью.

Представлен новый алгоритм для работы в составе нового аналогового спектрометра установки ГНС-2 (газо-наполненный сепаратор-2) установленный на циклотроне ДЦ-280. Цель применения алгоритма – поиск оптимального корреляционного временного интервала типа рекойл (ER)–альфа (α) при выполнении C++ программы набора данных. Новый гибкий алгоритм реального времени представлен наряду со стандартным алгоритмом, который применялся на установке ГНС-1 ускорителя У-400 в течение нескольких лет. Отметим, спектрометр работает с применением DSSD (Double Side Strip Detector; 48 × 226 мм² ) кремниевого детектора и газового пентанового детектора низкого давления (1.2 торр; 80 × 230 мм² ). Данный модуль детектирования представлен схематично. Первые результаты тестов на пучке ионов ⁴⁸Ca циклотрона ДЦ-280 ЛЯР (ОИЯИ) также представлены.

Приведено описание технологии формирования криогенного равнотолщинного слоя дейтерия в оболочке, находящейся в экспериментальном боксе. Представлены полученные криогенные слои дейтерия, которые удовлетворяют требованиям разнотолщинности слоя криогенной мишени.

Методом Монте-Карло в рамках двумерной модели слоистого ВТСП исследована динамика вихревой решетки в присутствии неоднородного температурного поля. Получены вихревые конфигурации в сверхпроводнике с “тепловым пятном”. Показано, что характерный размер области, в которой наблюдается плавление решетки вихрей, превышает характерный размер теплового пятна. В численном расчете продемонстрирована возможность направленного перемещения вихрей с помощью градиента температуры.

Рассмотрена возможность использования нейронной сети для вычисления весовых коэффициентов, соответствующих отдельным кривым Брэгга, при формировании равномерного распределения дозы по глубине для целей протонной терапии.

Задача оптимизации динамики пучка в линейном ускорителе сводится к отысканию глобального минимума функционала качества в многомерном пространстве параметров. Для решения задачи применяется генетический стохастический алгоритм, основанный на моделировании многомерного нормального распределения с адаптацией ковариационной матрицы, при этом вычисления матрицы не требуется. Используется модификация алгоритма – мутация популяции, которая позволяет обеспечить достаточное количество проб как вблизи “наилучшей” точки, так и на отдалении от нее и избежать быстрого стягивания выборки к точке локального экстремума. Применение данного метода в задаче оптимизации динамики частиц позволило существенно улучшить характеристики пучка.

С помощью разработанной модели фотоэмиссии электронных сгустков пикосекундной длительности с большим зарядом в сильных ВЧ полях, в которой учтен процесс переноса заряда в полупроводниковой пленке фотокатода, проведен детальный анализ процесса формирования электронного сгустка в ВЧ фотопушке. Исследуются эффекты, оказывающие доминирующее влияние на формирование его эмиттанса и энергетического спектра.

Новый эксперимент по измерению электрических дипольных моментов (ЭДМ) элементарных частиц, основанный на методе измерения частоты спин-прецессии поляризованного пучка, был предложен к реализации на ускорителе NICA (ОИЯИ, Дубна). Эксперименты с поляризованными пучками требуют длительного времени когерентности спина, порядка 1000 с; предложенный же метод вовлекает дополнительную сложность (позволяющую увеличить точность измерений на несколько порядков): как часть его CW−CCW процедуры инжекции, требуется смена полярности ведущего поля ускорителя. Для реализации последнего требуется калибровочная процедура, во время которой ось поляризации пучка меняет ориентацию из радиального (использующегося при измерениях) в вертикальное (использующееся при калибровке) направление. При адиабатическом изменении направления спин-векторы частиц пучка следуют за направлением оси поляризации, что негативно сказывается на эффективности калибровки; однако, если производить это изменение неадиабатически, возникает вопрос о сохранении спиновой когерентности пучка. Ответ на этот вопрос и есть цель данного исследования.

Предметом исследования данной статьи является анализ аппарата конечных цепей Маркова для оценки вероятности выхода из строя элементов системы атомной промышленности по причине человеческого фактора, являющегося неотъемлемой частью этой функциональной среды. Стохастическая природа обслуживающего персонала в атомной промышленности порождается интервальностью его индивидуальных свойств. Решение найдено в использовании конечных цепей Маркова для нескольких ситуаций. Первая модель исследует вероятность перехода из обычных условий в стрессовые и возникновение в них ошибки. Вторая модель рассматривает вероятность перехода к критической и не критической ошибке из обычного режима функционирования атомной промышленности. Третья модель оценивает вероятность появления ошибок: аппаратной и по причине человеческого фактора. Четвертая модель описывает систему, которая может выйти из строя любо из-за ошибок, совершенных обслуживающим персоналом, либо из-за сбоев оборудования. Пятая модель описывает систему, которая может выйти из строя только из-за аппаратных ошибок, но ошибки обслуживающего персонала могут ухудшить еe производительность.

Вычисляется сечение поглощения нейтрино от искусственных источников ³⁷Ar, ⁵¹Cr и ⁶⁵Zn ядрами селена-82. При проведении расчетов используются данные эксперимента по изучению реакции перезарядки ⁸²Se(³ He,t)⁸²Br. Показано, что ⁸²Se является перспективным изотопом для постановки калибровочных экспериментов, направленных на поиск новых типов нейтрино.

Предложен метод восстановления нейтронного поля, создаваемого вакуумной ускорительной трубкой с метало-тритиевой мишенью сложной конфигурации. Он использует данные нейтронных измерений на разборном вакуумном стенде с дейтериевой мишенью малого размера. Метод обеспечивает радиационную безопасность работ. Приводятся конкретные примеры его применения в процессе исследования ионных диодов, разрабатываемых в НИЯУ МИФИ.

Главной особенностью дейтронного ускорителя является то, что в случае ускорения частиц с соотношением заряда к массе 1 : 2, длина резонатора практически удваивается по сравнению с ускорителем протонов на ту же энергию. В случае конечной энергии, превышающей 1.0 МэВ на нуклон длина резонатора становится критически большой L_cav ≈ 3λ, где λ-длина волны рабочей моды ТЕ211, что приводит к малому частотному разделению между рабочей квадрупольной модой ТЕ211 и дипольными модами ТЕ11n. Для разделения мод предлагается использовать окна связи между соседними сегментами резонатора, которые в свою очередь изменяют распределение поля вдоль резонатора. Равномерность восстанавливается с помощью плунжеров, размещенных вдоль резонатора в каждом из четырех сегментов. Результатом работы является расчет ускоряющего резонатора RFQ со следующими основными параметрами: тип ионов – дейтроны или Не⁺⁺, рабочая частота 202 МГц, энергия инжекции 75 кэВ, длина 4.3 м, импульсная мощность питания не более 300 кВт, энергия ускоренных ионов 1.25 МэВ/нуклон, импульсный ток дейтронов 50 мА и Не⁺⁺ 10 мА. На основе выполненных электродинамических расчетов и расчетов динамики пучка выполнено конструирование резонатора RFQ.

Разработана система экстракции и формирования пучка ионов с возможностью продольного перемещения системы электродов относительно плазменного электрода для ЭЦР источника с рабочей частотой 2.46 ГГц. Проведена оптимизация извлекающей системы электродов и фокусирующей электростатической линзы. Выполнено моделирование динамики пучков протонов и ионов He²⁺ в источнике.

В рамках проекта BELA (Based on ECR ion source Linear Accelerator), предназначенного для решения различных задач, создается инжекционный комплекс на базе нескольких ионных источников. Одной из задач является многопучковое облучение конструкционных материалов ядерных и термоядерных энергетических установок для анализа их радиационной стойкости. Тяжелые (Fe) и легкие (H/He) ионные пучки будут облучать мишень в одной и той же камере одновременно. Для генерации пучков легких ионов разрабатывается компактный ионный источник на основе электронноциклотронного резонанса (ЭЦР источник). Статья содержит описание конструкции ЭЦР-источника легких ионов и предварительные результаты по генерации пучка ионов гелия.

Ресурс ядерных установок, в значительной мере, ограничен деградацией конструкционных или функциональных материалов. Под действием высокоэнергетичных нейтронов в материале возникают дефекты кристаллической решетки и происходит накопление продуктов трансмутации (гелия и водорода) в структуре материала. Аттестация конструкционных материалов с использованием реакторного облучения занимает несколько лет, а сами образцы материалов становятся активированными, что затрудняет последующие послереакторные испытания. Имитационные эксперименты на пучке тяжелых ионов, позволяющие анализировать радиационную стойкость конструкционных материалов атомных и термоядерных реакторов проводятся в Курчатовском Комплексе Теоретической и Экспериментальной Физики (ККТЭФ НИЦ КИ) с 2009 г. Имитационные эксперименты на ускорителе позволяю провести высокодозные испытания не более чем за несколько суток с контролем условий его проведения (температура образцов мишени, поток ионов, доза облучения). В статье представлено описание проводимых на тяжелоионном ускорителе ТИПр имитационных облучений.

Канал транспортировки пучков низкой энергии LEBT предназначен для транспортировки пучков многозарядных ионов с A/Z от 4 до 8 (вплоть до ²⁰⁹Bi²⁷⁺) от лазерно-плазменного источника тяжелых ионов и форинжектора-экстрактора напряжением 70 кВ до начальной части линейного ускорителя. LEBT состоит из: транспортной линии, обеспечивающей сепарацию рабочей фракции ионного пучка, и участка согласования пучка с ускоряющей секцией RFQ. Расчет динамики ионного пучка широкого спектра по зарядности выполнен в трехмерной модели пространственного распределения поля магнитных элементов. В результате моделирования динамики частиц удалось обеспечить 4-мерное согласование ионов висмута с ускоряющей секцией RFQ при минимальном росте эмиттанса в LEBT.

В данной работе исследуются способы улучшения решеточной реализации расширенной модели Хаббарда с целью вычисления квантово-механических операторов повышенной сложности. Стандартный способ не возволяет исключить все расходимости в наблюдаемой, что мешает получению устойчивого распределения по конфигурациям в методе Монте-Карло. На конкретных вычислениях демонстрируется положительный эффект от применения двух подходов: введения дополнительных полей Хаббарда и подбора параметризации преобразования Хаббарда–Стратоновича.