Preview

Ядерная физика и инжиниринг

Расширенный поиск
Том 15, № 3 (2024)

Безопасное обращение с ядерными материалами

211-217 20
Аннотация

В работе рассмотрены основные пассивные и активные нейтронные методы обнаружения делящегося вещества в образце, применяемые, например, в досмотровых установках и при контроле отходов ядерного топливного цикла. Приведены расчеты для оценки возможности использования данных методов при обнаружении обогащенного урана. Подробно рассмотрен метод по анализу времени жизни нейтрона в материалах установки (DDA). Разработана модель для обнаружения наличия 235U в образце DDA методом с использованием инструментов пакета программ Geant4. В разработанной модели предложен и проверен критерий определения массы U235. Предлагаемые модель и критерий могут значительно упростить процесс разработки и оптимизации параметров дорогостоящих устройств по обнаружению делящихся веществ за счет создания цифровой модели

Радиационная стойкость материалов и аппаратуры

218-223 9
Аннотация

Проведено сравнительное исследование содержание дейтерия в со-осажденных из плазмы магнетронного разряда на молибденовые подложки вольфрам-дейтериевых слоях толщиной 50, 250 и 750 нм. Измерения проводились методом in vacuo термодесорбционной спектроскопии без контакта с атмосферой. Проведено моделирование экспериментальных данных в коде ТМАР7, получены концентрации и энергии ловушек, при которых достигается наилучшее согласие с экспериментом. Содержание дейтерия в пленках, осажденных при температуре ~100°С, составило 3–5 ат. %. Показано, что толщина пленок не оказывает существенного влияния на характеристики центров захвата удержания дейтерия, хотя вид спектров для наиболее толстых пленок несколько отличается.

224-231 12
Аннотация

Экспериментально изучено воздействие высокодозного, с флюенсом >1018 см–2, облучения ионами водорода, гелия и неона с энергией от нескольких сотен эВ до 30 кэВ на морфологию поверхности углеродного волокна из полиакрилонитрила (ПАН). Магнетронное распыление ионами низких, менее 1 кэВ энергий углеродных волокон приводит к формированию на поверхности вискероподобного рельефа. Такого типа рельеф при облучении ионами с энергией 30 кэВ образуется на начальной стадии высокодозного облучения при флюенсах ~ 1016 см–2. При больших флюенсах >1018 см–2 в зависимости от сорта ионов формируются субмикронные продольные или поперечные гофры. Полученные результаты обсуждаются в рамках существующих моделей образования ионно-индуцированных морфологических элементов на поверхности графитоподобных материалов.

232-239 2
Аннотация

Представлены результаты исследования влияния деформационного наноструктурирования на образование конусообразного рельефа на поверхности ультрамелкозернистого вольфрама со средним размером зерен 300 нм при высокодозном облучении ионами аргона с энергией 30 кэВ. Изучена термическая стабильность полученного конусообразного рельефа на поверхности и ультрамелкозернистой структуры в объеме вольфрама при нагреве до 1400°С. Проведены измерения микротвердости.

Математическое моделирование в ядерных технологиях

240-244 31
Аннотация

Представлены расчетные кривые качания для спектрометрической схемы двухкристального дифрактометра из кристаллов InSb в геометрии Лауэ–Лауэ для диапазонов длин волн нейтронов, соответствующих слабому потенциальному и сильному резонансному поглощению. Приведено сравнение вида и формы кривых, рассчитанных по расширенному выражению с учетом сечения поглощения и рассчитанных по выражению Комптона–Алиссона.

245-253 10
Аннотация

Данная статья связана с появлением ссылки на мою работу, как работу, в которой выражение для плотности индуцированного заряда зарядом, находящимся между двумя плоскопараллельными бесконечными металлическими пластинами, находится в виде бесконечного ряда. Действительно, в моей работе есть формулы, полученные мною для функции Грина, поверхностной плотности индуцированного заряда на плоскопараллельных пластинах, записанные в виде бесконечных рядов. Однако работа была посвящена методу конформного преобразования исходной задачи к более простой задаче, позволяющей получить аналитические выражения для указанных величин. В настоящей статье я хотел бы внести ясность в создавшейся ситуации, и обрисовать преимущество метода конформного преобразования с учетом осевой симметрии задачи по сравнению с решением задачи в виде бесконечных рядов.

Ускорители заряженных частиц для ядерных технологий

254-258 10
Аннотация

Сеточные электростатические линзы часто используются в системах транспортировки пучка низкой энергии для согласования с ускорителями. Современная вычислительная техника и программное обеспечение позволяют рассматривать сетку, как набор проволок с заданным диаметром и размером ячейки. В работе представлены результаты численного моделирования системы извлечения пучка лазерно-плазменного источника ионов и электростатической линзы – системы согласования с линейным ускорителем И-4, и их сравнение с экспериментальными данными.

259-266 11
Аннотация

Рассмотрена структура проектируемого в НИЯУ МИФИ компактного рентгеновского источника на обратном комптоновском рассеянии и динамика пучка в ЛУЭ и накопительном кольце. Исследованы особенности коллективных эффектов в накопительных кольцах таких установок по сравнению с источниками СИ четвертого поколения. Рассчитаны пороги продольной микроволновой неустойчивости и поперечной неустойчивости связанных мод.

267-272 12
Аннотация

Рассмотрена возможность использования для линейного ускорителя гибридной квадрупольной линзы на постоянных магнитах с корректирующей катушкой. Разработана конструкция линзы и проведена ее оптимизация для получения достаточного по величине градиента магнитного поля в апертуре. В специализированном программном комплексе осуществлены расчеты для выявления соответствия характеристик линзы предъявляемым требованиям. Проведено исследование влияния разброса намагниченности постоянных магнитов на качество поля.

273-281 12
Аннотация

Рассмотрены возможности применения упорядоченных трехмерных матриц фотонных кристаллов для генерации гигагерцового, оптического и нейтронного излучений при взаимодействии с ними пучка высокоэнергетических электронов. Показаны оптические спектры высвечивания фотонных кристаллов при взаимодействии с ними пучка релятивистских электронов. Проведены эксперименты по получению двумерных изображений объектов в гамма- и нейтронных потоках при взаимодействии пучка электронов с материалом фотонного кристалла. В работе рассмотрены различные нейтроногенерирующие мишени, для которых были рассчитаны соответствующие выходы нейтронов. Полученные в результате эксперимента характеристики электромагнитных и нейтронных полей также приведены в статье.

Твердые тела в экстремальных условиях

282-290 12
Аннотация

В работе исследуются закономерности захвата водорода под действием облучения циркониевых сплавов Э110 и Э635 потоком электронов (400 эВ, 0.8 мА/см2) в различных газовых средах, содержащих кислород и водород (Ar + O2 + H2; Ar + H2O). Изучается влияние температуры поверхности на характер наводороживания циркониевых сплавов при электронном облучении. Показано, что ни выдержка, ни облучение электронами в газовой среде, содержащей смесь H2 и O2, при 700 К в течение 20 ч не приводят к изменению уровня водорода в сплаве Э110, в то время как из сплава Э635 водород частично выходит в процессе эксперимента. Количество водорода в циркониевых сплавах после выдержки в газовой среде, содержащей H2O, в аналогичном температурно-временном режиме также меняется незначительно, однако, если в этих условиях облучать сплавы электронами, то в них становится в 1.5–2 раза больше водорода. При повышении температуры образцов до 900 К электронное облучение в присутствии паров воды, наоборот, снижает захват водорода в сплавы Э110 и Э635, по сравнению с выдержкой в той же газовой среде без облучения. Сделан вывод о том, что электронное облучение воздействует на баланс поверхностных реакций образования гидроксильных групп из адсорбированных молекул воды и обратных им реакций образования молекул воды из поверхностных гидроксилов. Направление смещения баланса этих реакций зависит от температуры поверхности.

291-299 9
Аннотация

Данная работа посвящена методике проведения экспериментов по исследованию процесса охлаждения газо-капельным потоком низкого давления в условиях высоких энергетических нагрузок на приемную поверхность макета модуля литиевого дивертора (МЛД). В работе подробно описана конструкция макета МЛД, все основные системы, параметры и схема стенда для проведения испытаний. Рассчитаны рабочие режимы водяной и газовой систем охлаждения при тепловом воздействии на макет МЛД мощностью равной 5 МВт/м2. Приведено описание эксперимента по отработке методики охлаждения макета МЛД газо-капельным потоком низкого давления.

Физика наноструктур

300-304 10
Аннотация

В работе представлены результаты исследования применения плазменных технологий для создания материалов с антимикробными свойствами, а именно, применения высокочастотной (ВЧ) плазменной обработки для модификации полипропиленовых (ПП) нетканых материалов антибактериальными препаратами на основе наночастиц серебра, модификации кожевенных материалов катодно-ионной бомбардировкой с формированием нитридных наноструктур, исследованы антибактериальные свойства полученных материалов. Показано, что применение ВЧ плазменной модификации позволяет получать одноразовые материалы медицинского назначения, характеризующиеся выраженной антибактериальной активностью по всей площади их поверхности, а кожевенный материал с конденсированными нитридными слоями обладает барьерным эффектом по миграции ионов, антимикробной активностью в отсутствие цитотоксичности, что делает этот материал перспективным для изготовления элементов протезирования.

305-310 13
Аннотация

В работе представлены характеристики процесса конденсации нитридных покрытий из плазменной фазы с ионной бомбардировкой (КИБ) с тремя электродуговыми испарителями титана и гафния на металлическую и коллагеновую подложки. Линейная расчетная скорость осаждения покрытия нитрида титана составила при токе дугового испарителя 65 А от 4.44 до 4.95 мкм/ч. Скорость роста покрытия из нитрида гафния при токе дугового испарителя 75 А находилась в области от 0.72 о 0.82 мкм/ч с доверительной вероятностью 0.9. При конденсации нитридов от двух гафниевых испарителей скорость роста покрытия составила 1.65 нм/с. Прочность натурального белкового волокнистого материала с нитридгафниевым покрытием не ухудшилась и предел прочности составил 10–12 МПа, также не изменился размер пор и паропроницаемость, исходя из температуры сваривания в 100°С наноструктура коллагена сохранилась стабильной. Наноструктура конденсатов представляет многослойную композицию с толщиной слоев 5–12 нм. Конденсаты нитридов на коллагене образуются в виде чешуйчатых структур, а также нитей диаметром 30 нм и длиной до 5 мкм. Установлена высокая устойчивость к коррозии и твердость, что позволяет рекомендовать полученный материал для снижения асептической неустойчивости металлических медицинских имплантов в эндопротезировании.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-5629 (Print)
ISSN 2079-5637 (Online)