Экспериментальная физика

В. В. Турутин, В. М. Мартынов, А. В. Козачек, Д. П. Спирин ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ГЕНЕРАТОРОВ ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Представлен созданный в ИЯРФ РФЯЦ-ВНИИЭФ стенд для проведения электрических испытаний генераторов импульсных напряжений. Для зарядки емкостных накопителей генераторов используется модернизированный источник высокого напряжения от рентгеновской установки «ИРИС-3». Запуск разрядников генераторов осуществляется от блочных импульсных наносекундных генераторов БИНГ-5 и БИНГ-6.
В процессе испытаний определяется электропрочности элементов и генераторов в целом, время задержки срабатывания и длительности импульса напряжения на резистивной нагрузке.

И. В. Филатов, А. О. Бакумов, С. В. Воеводин, А. С. Долотов, М. М. Иванов, И. Г. Федосеев, В. А. Чернышов, П. А. Шарабанов, Ю. М. Шибитов ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКА ИОНИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.
      
Представлены результаты исследования источника ионизации на основе несамостоятельного разряда c оксидным термоэлектронным катодом. В диапазоне анодных напряжений 0…500 °В при давлении 5·10^-7 Торр исследованы эмиссионные характеристики термокатода в режиме вакуумного диода. В Ar и He в диапазоне давлений 10^-4…5·10^-3 Торр, анодных напряжениях 0…120 °В и индукции внешнего продольного магнитного поля 0…80 мТл исследован несамостоятельный разряд.

Д. С. Фарафонов, Б. П. Миронычев ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКЦИИ НАСЫЩЕНИЯ СЕРДЕЧНИКОВ ИЗ АМОРФНОГО ФЕРРОМАГНИТНОГО СПЛАВА 2НСР
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.
      
Аморфные ферромагнитные сплавы, обладающие высоким значением магнитной индукции насыщения, применяются в мощных импульсных ускорителях в качестве материала сердечников. Основной характеристикой ферромагнитного материала является кривая намагничивания (петля гистерезиса); от формы этой кривой, и, в особенности, от значения индукции насыщения зависит эффективность работы сердечника, его габариты и стоимость.
Работа посвящена экспериментальному определению индукции насыщения сердечника из аморфного ферромагнитного сплава в области времен порядка десятков наносекунд. Эксперименты проводились на специальном стенде, представляющем собой колебательный контур с малым значением индуктивности, благодаря чему возможна эффективная передача энергии в сердечник.
В результате серии экспериментов получено значение индукции насыщения B_s=1,24±0,01 Тл, что с учетом коэффициента заполнения сердечника, равного 0,7-0,8, согласуется с заявленным производителем значением 1,6 Тл.

Д. С. Фарафонов, Д. С. Губин МОДЕЛИРОВАНИЕ УСКОРИТЕЛЬНОЙ ТРУБКИ ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО СИЛЬНОТОЧНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ «ГАММА-1»
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.
      
В импульсных установках особое место занимает изолятор, разделяющий объемы, заполненные жидким диэлектриком и вакуумом. Необходимо обеспечение достаточной электрической прочности узла и его эффективности в смысле передачи мощности в нагрузку. 
В работе произведено моделирование различных вариантов разрабатываемой ускорительной трубки для модуля установки «Гамма». Показано, что работоспособность трубки обеспечивается при помощи диэлектрической линзы; вычислена мощность на согласованной нагрузке.

Д. В. Ханин, М. А. Сырунин, В. Ю. Мельцас, Г. Ф. Портнягина ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ФРАГМЕНТАЦИИ ТОНКИХ СФЕРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК С ПОМОЩЬЮ ИМПУЛЬСНОЙ ПРОТОННОЙ РАДИОГРАФИИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г.Саров, Нижегородской обл.
      
В работе представлены результаты расчетно-экспериментальных исследований дробления и разлета тонких полусферических оболочек из стали Ст-20 и алюминиевого сплава АМг-6, относительной толщиной примерно ~37%, нагруженных изнутри взрывом заряда ВВ. C помощью протонной радиографии удалось зафиксировать картину развития процесса дробления оболочек, а также установить скорости, количество и средние размеры образующихся осколков. По двумерной программе ДИАДА-2D проведено численное моделирование процессов набора скорости, фрагментации оболочек и дальнейшего разлета осколков. В процессе расчета дополнительно были выявлены некоторые характерные особенности фрагментации полусферических оболочек при внутреннем взрывном нагружении. По представленным расчетным и экспериментальным данным сделано заключение о том, что используемая модель расчета удовлетворительно, описывает экспериментальные результаты, а сам метод протонной радиографии перспективен для получения информации о количественных и временных параметрах при исследовании начальной стадии высокоскоростного разрушения и фрагментации оболочек из конструкционных материалов.

З.С. Цибиков, В.Е., Аблесимов, А.А. Базанов, Г.В. Карпов, А.И.Краев, А.Т. Шахалкин ПОДГОТОВКА ПЛАЗМОФОКУСНОЙ РАЗРЯДНОЙ КАМЕРЫ К ВЗРЫВНОМУ ЭКСПЕРИМЕНТУ      
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.
      
При запитке транспортабельных плазмофокусных источников нейтронов от взрывомагнитных генераторов (ВМГ) токами более одного мегаампера существует проблема обеспечения во взрывном эксперименте гарантированной величины нейтронного выхода. Часто происходит так, что плазменная камера, нормально работающая в лабораторных условиях, при той же амплитуде разрядного тока во взрывном эксперименте дает нулевой, или практически нулевой, выход нейтронов. Это может быть связано с тем, что один и тот же разрядный ток во взрывном и лабораторном экспериментах достигается при существенно различающихся максимальных напряжениях на входе в камеру. Повышенное напряжение во взрывных экспериментах может являться причиной вторичных пробоев внутри камеры, приводящих к срыву генерации нейтронов. В связи с этим, для плазмофокусных экспериментов был разработан ВМГ с пониженной амплитудой импульса выходного напряжения и затянутой длительностью настолько, чтобы при снижении амплитуды напряжения перебрасываемый в нагрузку максимальный ток оставался бы неизменным. В ВМГ, состоящем из спирального генератора и секционированного взрывного размыкателя тока (ВРТ), изменение формы импульса напряжения достигается за счет разновременности срабатывания секций ВРТ. Задача нахождения оптимальных конструктивных параметров ВРТ для экспериментов с плазмофокусной камерой является самосогласованной, поскольку изменяющаяся в процессе разряда индуктивность камеры L(t) зависит от протекающего тока и сама, в свою очередь, влияет на ток. Для решения задачи в первом приближении были проведены эксперименты на энергоемкой конденсаторной батареи установки КАСКАД. Количество используемых секций установки и зарядное напряжение конденсаторов выбирались такими, чтобы обеспечить в разряде те же уровни энергии и тока, что и в предстоящих взрывных экспериментах. В результате экспериментов была измерена временная зависимость L(t) и найдена максимальная величина напряжения на входе в камеру, при котором сохраняется стабильность работы устройства. Кроме того, определены оптимальные давления дейтерия и найдено минимальное число тренировочных импульсов, необходимых для вывода камеры на стабильный режим работы.

Б.В. Цыганков, В.В. Хвостов РАЗРАБОТКА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ СИСТЕМЫ СИНХРОННОГО ЗАПУСКА ОСЦИЛЛОГРАФОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.
      
В Институте ядерной и радиационной физики ФГУП “РФЯЦ-ВНИИЭФ” разрабатывается линейный индукционный ускоритель электронов, предназначенный для использования в импульсной рентгенографии быстропротекающих процессов. Для проведения современных физических экспериментов на мощном импульсном линейном ускорителе электронов с характерными временами процессов в единицы и десятки наносекунд создана скоростная многоканальная измерительная автоматизированная системы регистрации (АСР), где в качестве оцифровывающих устройств используются четырехканальные регистраторы с внешним запуском TDS3034B фирмы Tektronix. Учитывая особенности проводимых экспериментов, большое количество осциллографов и время регистрируемых сигналов, централизованная система синхронного запуска осциллографов (CCЗ) для АСР должна обеспечивать несинхронность пуска осциллографов не хуже ± 1 нс и гальваническую изоляцию каждого осциллографа друг от друга и от запускающей системы не менее 6 кВ. Разработанная ССЗ имеет блочно-модульный принцип построения. Многоканальный программируемый генератор пусковых сигналов генерирует пусковой импульс на одном электрическом выходе, демультиплексор оптических сигналов – выполняет функцию размножения и электрооптического преобразования. Пусковой импульс подается по персонализированным оптическим линиям связи на каждый осциллограф АСР, где впоследствии преобразовывается в электрический сигнал с помощью разработанного оптоэлектронного преобразователя. Каждый преобразователь располагается на задней панели осциллографа и подсоединяются к нему с помощью выходного BNC разъема. 
Использование ССЗ в АСР электрических параметров линейного индукционного ускорителя позволяет исключить затраты на приобретение дорогостоящего специализированного дополнительного оборудования фирмы Tektronix, не использовать в качестве пусковых сигналов оцифровывающие каналы осциллографов, гальванически развязать каждый осциллографа друг от друга и от запускающей системы.

А.В.Юрлов, В.А.Пушков, А.И.Абакумов, А.В.Кальманов, А.А. Седов, А.В.Родионов РЕАКЦИЯ ВВ НА ОСНОВЕ ОКТОГЕНА НА НИЗКОСКОРОСТНОЕ НАГРУЖЕНИЕ СТАЛЬНЫМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ УДАРНИКОМ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г.Саров, Нижегородской обл.
      
Исследования взрывчатых превращений при низкоскоростном механическом воздействии активно проводятся во РФЯЦ-ВНИИЭФ с 70-годов прошлого века. Исследования проводились при воздействии на ВВ пули, сферического осколка, плоских ударников, цилиндрического ударника с полусферическим торцом, стрежня Гопкинсона. Получаемые результаты подвергаются численному моделированию с удовлетворительным согласием расчетных и экспериментальных данных. Однако из-за сложности процесса взрывчатого превращения на сегодня нет полных данных об условиях его инициирования.
В ряду различных низкоскоростных механических воздействий на ВВ возможно воздействие элементов в виде штыря или протяженного ударника. В настоящем докладе представлены методика и некоторые результаты экспериментального исследования реакции полусферических образцов (наружный диаметр ~100 мм) из флегматизированного октогена на низкоскоростное механическое воздействие стального ударника при скоростях удара V_уд.=55-75 м/с. В опытах для регистрации процесса внедрения ударника в образец ВВ применялся радиоинтерферометр. 
По результатам экспериментов определены количественные данные условий начала возникновения взрывчатого превращения флегматизированного октогена и кинематики движения продуктов взрывчатого превращения.