Для дезактивации облученных графитовых блоков впервые разрабатывается новый подход “сухая” ионно-плазменная камерная технология дезактивации. Технология основана на применении однородного укороченного плазменного разряда в инертном газе (аргон) для ионной и термической обработки одновременно всех поверхностей графитового блока в специальной камере. Дезактивация графитового блока кладки реактора осуществляется посредством ионного распыления радионуклидов с его поверхностей, а также за счет их термодиффузии из объема блока благодаря нагреву плазменным разрядом. При этом технология позволяет сохранить интегральную целостность дезактивированных блоков графитовой кладки реактора для эффективного захоронения. В статье получены теплофизические параметры ионно-плазменной камерной технологии на примере дезактивации реакторного графита марки ГР-280.

В работе исследованы наномасштабные механизмы радиационного упрочнения дисперсно-упрочненных оксидами (ДУО) жаропрочных сталей ЭП-450 ДУО и ЭП-823 ДУО в имитационных экспериментах на пучках ионов железа Fe²⁺ с энергией 5.6 МэВ при вариации доз радиационного повреждения до 100 сна и температур в диапазоне от 350 до 500°С. Микроструктура исходных и облученных материалов исследована методами просвечивающей электронной микроскопии и атомно-зондовой томографии. Упрочнение радиационно-модифицированного ионами слоя облученных образцов исследовано методом динамического индентирования. Анализ исходного состояния сталей показал, что в стали ЭП-450 ДУО содержится большее количество мелких оксидных частиц (до 20 нм) в сравнении со сталью ЭП-823 ДУО. Кроме того, в стали ЭП-450 ДУО обнаружено на два порядка больше ~10²³ м⁻³ наноразмерых кластеров Y–Ti–Cr–O, чем в стали ЭП-823 ДУО. При низких дозах облучения сталь ЭП-823 ДУО демонстрирует более высокий темп радиационного упрочнения при низких температурах облучения по сравнению со сталью ЭП-450 ДУО, а с повышением температуры темп охрупчивания уменьшается. Этот факт в значительной мере обусловлен образованием высокой плотности наноразмерных радиационно-индуцированных Ni–Mn–Si кластеров в стали ЭП-823 под воздействием облучения. Другие обнаруженные радиационно-индуцированные изменения: перестройка системы оксидов и Y–Ti–Cr–O кластеров, формирование кластеров, преимущественно обогащенных по Cr, а также образование дислокационных петель. Обнаружено, что по мере роста дозы облучения радиационное упрочнения стали ЭП-450 ДУО постепенно возрастает и, в целом, на больших дозах облучения обе стали демонстрируют близкое упрочнение.

Методом магнетронного распыления с использованием гетерофазной мишени TiB₂–TiC, при осаждении на наклонную подложку Si (111), получены покрытия Ti–B–C различного состава. Проведены исследования методами оптической эмиссионной спектроскопии, рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии. Удельное электросопротивление измерено четырехзондовым методом. Покрытия имели плотную малодефектную структуру на основе гексагональной фазы TiB₂ и характеризовались равномерным распределением элементов по толщине. Установлено, что при увеличении содержания титана в покрытиях с 27 до 42 ат. % значение удельного электросопротивления снижалось с 314 до 249 мкОм·см.

Проведено многоуровневое исследование структуры сферических частиц (гранул) быстроза каленного порошка жаропрочного (α + β) сплава на основе титана, полученного PREP методом, который использовался в дальнейшем для изготовления изделий по PM HIP технологии. Методы металлографии, SEM, EDX, OIM использовались для изучения структуры гранул различного размера. Выявлено влияние размера гранул и вакуумной термообработки при температурах в областях (α + β)- и β-фазы на закономерности формирования микроструктуры гранул. Дендритная микроструктура зерен метастабильной β-фазы обнаружена в частицах (гранулах) исходного быстрозакаленного PREP-порошка. Дендритная сегрегация легирующих элементов выявлена отчетливо в более крупных частицах, в частности для Мо. В более мелких частицах наблюдалось образование более высокодисперсной структуры. Определено влияние уменьшения размера гранул на снижение размерного параметра дендритной структуры (SDAS). Построена схематическая TTT диаграмма фазовых превращений в исследованном сплаве, включая кристаллизацию, мартенситное превращение и β → (α + β)-нормальное диффузионное превращение.

В работе представлены результаты по получению и исследованию свойств термостойких диэлектрических композиционных материалов на основе кремнийорганических полимеров для изготовления деталей космических двигателей малой тяги, например, разрядной камеры одного из типов электроракетных двигателей – высокочастотного ионного двигателя. В рамках исследования был предложен состав полимер−керамического материала на основе диметилсилоксанового каучука, армированного порошком α-фазы диоксида кремния. Композит соответствует широкому комплексу требований к материалу разрядных камер, среди которых главным образом следует выделить вибростойкость, радиопрозрачность и термостойкость до 400°С. Установлена взаимосвязь между скоростью нагрева при довулканизации полимер−керамического композита и потерей его массы. Показано, что температурный режим при довулканизации/отжиге в вакууме композита существенным образом влияет на эксплуатационные свойства разрядных камер. Результаты исследования позволили успешно изготовить образцы разрядных камер из данного композита для лабораторной модели высокочастотного ионного двигателя с диаметром пучка 100 мм.

Рассмотрена вероятность P_NEET возбуждения в плазме ядер многозарядных ионов за счет переходов в их электронных оболочках, когда разность энергий ядерного и электронного переходов ΔE_NEET становится малой за счет деформации электронных оболочек ионов при их столкновениях. Показано, что такой резонанс возможен только в двухкомпонентной плазме, содержащей вместе с многозарядными ионами и однозарядные ионы. При ΔE_NEET до ~100 эВ возникновение резонанса может увеличивать вероятность P_NEET на несколько порядков величины. Отмечается, что в плазме также появляется возможность резонансной конверсии возбуждения ядер в возбуждение их электронных оболочек.

Рассмотрены разные геометрии – ограниченный плоский слой и цилиндрический слой вещества, обтекаемый потоком охлаждающей жидкости. Для плоского слоя материала ограниченных размеров, который омывается потоком теплоносителя, приводятся зависимости теплообмена, описывающие весь период процесса затвердевания. Для цилиндрического слоя материала, омываемого теплоносителем, как изнутри, так и снаружи, также приведены аналитические зависимости теплообмена для всего периода процесса затвердевания.

В работе предложена и реализована процедура калибровки счетчиков спектрометра гамма-ядерных переходов, полностью интегрированного в инфраструктуру установки Гиперон+, включая системы триггера и сбора данных установки, при помощи радиоактивных источников ²²Na.

Рассматривается проект крупномасштабной установки – большой кольцевой лазерный гироскоп (БЛГ) с чувствительностью к вариациям скорости вращения и угловым наклонам лабораторной базовой поверхности, а также к вращательной асимметрии показателя преломления оптической среды, в том числе вакуума. С помощью такого инструмента, размещенного в подземной обсерватории, возможно получение информации актуальной для физики элементарных частиц, квантовой теории поля, лазерной физики, астрометрии, глобальной геодинамики и сейсмологии. Прикладным выходом может стать ранний прогноз глобальных катаклизмов типа землетрясений. В качестве практического шага поддержки проекта приведены результаты пробных экспериментов с малогабаритным лазерным гироскопом (ЛГ).

В работе проведен расчет параметров тлеющего разряда в гелии с неоднородным распределением концентрации нейтральных частиц вдоль разрядного промежутка для одномерной осесимметричной геометрии. Такая постановка задачи соответствует условию, генерации разряда между соплом Лаваля с центральным телом, которое является анодом, и кольцевым катодом, расположенным соосно центральному телу при пониженных давлениях. При этом сквозь сопло Лаваля подается сверхзвуковой поток газа, который создает повышенное давление газа вблизи центрального тела – анода, а за пределами сверхзвуковой струи сохраняется высокий вакуум. Тем самым внутренняя структура этого разряда будет зависеть от величины концентрации частиц газа на разных участках межэлектродного пространства. Установлено, что подобный способ организации тлеющего разряда в сверхзвуковом потоке газа позволяет управлять пространственным распределением внутренних характеристик разряда.

В работе рассмотрены универсальные признаки явления динамического разрушения и турбулентности на основе анализа результатов исследований и литературных данных. В явлении динамического разрушения плотность поглощенной энергии, приводящая к разрушению, сравнима с энергетическими параметрами кристаллической решетки E ~ доли эВ/атом, в диапазоне неравновесных состояний t ~ 10^–6–3 ⋅ 10^–10 с. Макроразрушение, меняющее связность тела, возникает при достижении критической плотности каскада центров разрушения – перколяционного кластера, через каскад бифуркаций. Развитая турбулентность является хаотической динамикой, которая связана со стохастической неустойчивостью, перехода, например, через последовательность бифуркаций удвоения периода, через перемежаемость и т.д. В настоящее время строгая математически обоснованная теория явления динамического разрушения конденсированных сред и теория турбулентности отсутствуют, что предполагает для их описания применение скейлинговых соотношений и феноменологических подходов. На основе результатов расчетно-теоретических исследований и анализа литературных данных показана аналогия явлений динамического разрушения металлов и развитой турбулентности, которая заключается в том, что эти процессы имеют близкие значения критических индексов, и попадают в один класс универсальности.

Статья посвящена решению актуальных проблем атомной энергетики: дезактивации и выводу из эксплуатации ядерных энергетических установок (ЯЭУ), “горячих камер”, оборудования для разделения изотопов, переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ) для эффективного замыкании ядерного топливного цикла. Авторами рассматриваются физические принципы ионно-плазменной “сухой” технологии, разрабатываемой для решения указанных проблем, определены рабочие параметры технологии для дезактивации металлоконструкций ЯЭУ, реакторного графита и переработки ОЯТ: давление в потоке газа-носителя 0.1–1 атм., скорость потока инертного газа – носителя 1–10 м/с, плотность тока 1–5 А/см² при рабочем напряжении 100–1000 В. На примере переработки ОЯТ рассчитываются диапазоны парциальных давлений и температур осаждения элементов ОЯТ в процессе его разделения по элементному составу. В силу различия диапазонов температур конденсации каждого из элементов отработанного топлива демонстрируется очищение урана и плутония от большинства продуктов деления МОКС и СНУП отработанного топлива с чистотой не ниже 99%.

Обсуждается стратегия регистрации коллапсирующих звезд в Галактике с помощью пары инструментов: оптоакустического гравитационного детектора ОГРАН и нейтринного сцинтилляционного телескопа БПСТ, расположенных в поземных лабораториях БНО ИЯИ РАН. Ключевым элементом стратегии является поиск коррелированных откликов обоих детекторов, т. н. поиск “нейтрино-гравитационных корреляций”. Дана оценка эффективности различных алгоритмов совместной обработки данных, включая анализ события СН1987А. Методика обработки проиллюстрирована с использованием текущих выходных сигналов указанных инструментов.

В данной работе в условиях 4π-геометрии выполнен анализ событий α-частичной фрагментации ядер ¹²С и ¹⁶O из состава ядерной фотоэмульсии в неупругих взаимодействиях с положительно заряженными адронами с импульсом 7 ГэВ/с. Накопленная статистика событий позволила дать оценку сечения реакции фрагментации ядер ¹²С(h,h')3α и ¹⁶O(h,h')4α в пучке адронов.