Выпуск 15/2011

Научно-исследовательское издание «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ»

РАЗДЕЛ 3. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, ФИЗИКА ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ

УДК 539.172.13
ИЗМЕРЕНИЕ ФУНКЦИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕАКЦИИ 7LI(t, p)9LI ПО РЕГИСТРАЦИИ ЗАПАЗДЫВАЮЩИХ НЕЙТРОНОВ / Л. Н. Генералов, С. Н. Абрамович, Ю. И. Виноградов
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

На электростатическом тандемном ускорителе ЭГП-10 (РФЯЦ-ВНИИЭФ) в интервале энергии налетающих тритонов Et = 5–11,3 МэВ измерена функция возбуждения реакции ⁷Li(t, p)⁹Li. Измерения выполнены по регистрации запаздывающих нейтронов, которые образуются после распада ядер ⁹Li. Нейтроны регистрировались 4π-детектором на основе ³He-счетчиков в полиэтиленовом замедлителе. Использовался импульсный режим облучения мишени LiF (210 мкг·см^–2) естественного изотопного состава на танталовой подложке. Абсолютизация функции возбуждения выполнена по сечениям реакции ⁷Li(p, n).

УДК 539.172.4
ИЗМЕРЕНИЯ СЕЧЕНИЯ ДЕЛЕНИЯ 242gAm (T1/2 = 16,02 ч) / Э. Ф. Фомушкин, В. В. Гаврилов, М. Ф. Андреев, А. М. Швецов, В. Н. Вячин, Н. И. Иосилевич, А. А. Портнов¹, В. И. Квасов¹, А. Ф. Кожин¹, А. Ф. Редкин¹, М. Чедвик², Т. Кавано²
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»;
¹ Московский инженерно-физический институт, Москва;
² Лос-Аламосская национальная лаборатория, США

Проведен цикл измерений делительных характеристик ^242gAm с использованием реактора ИРТ МИФИ. Изотоп ^242gAm нарабатывался в процессе облучения мишеней ²⁴¹Am в канале с плотностью потока нейтронов ~ 2·10¹³ 1/(см²·с). Затем без выделения америция-242 из облученных мишеней измерялись временные зависимости выхода осколков вынужденного деления при облучении мишеней в канале реактора с плотностью потока тепловых нейтронов ~ 5,6·10¹⁰ 1/(см²·с). Осколки деления регистрировались с помощью диэлектрических трековых детекторов (силикатных стекол). В нескольких сериях облучения камеры со слоями делящихся изотопов и детекторами были упакованы в кадмиевые чехлы. В каждой временной зависимости выхода осколков деления должна присутствовать экспонента с T_1/2 = 16,02 ч, по интенсивности вынужденных делений с данным периодом полураспада оценивалась величина сечения деления ^242gAm тепловыми и резонансными нейтронами. Количество ядер ^242gAm в каждой из облученных мишеней определялось по накоплению ²⁴²Cm, дочернего продукта распада ^242gAm. Для этой цели периодически регистрировались спектры α-частиц из облученных мишеней. Плотность потока нейтронов в обоих каналах реактора ИРТ МИФИ периодически контролировалась с помощью активационного детектора из золотой фольги.

УДК 621.039.514
ТЕСТОВЫЕ КРИТИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА УСТАНОВКЕ ФКБН-2М В ИНТЕРЕСАХ ЯДЕРНОЙ КРИТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ. (СФЕРИЧЕСКИЕ СБОРКИ С БОЛЬШОЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ПОЛОСТЬЮ
В АКТИВНОЙ ЗОНЕ) / М. И. Кувшинов, В. Н. Богданов, С. В. Воронцов, В. П. Горелов, В. И. Ильин, А. А. Кайгородов, А. В. Панин, Д. П. Пешехонов, Э. Ф. Фомушкин
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Приведено краткое описание стенда для критических сборок ФКБН-2М. Установка используется во ВНИИЭФ для выполнения тестовых (benchmark) критических экспериментов в интересах проверки нейтронных констант, применяемых при расчетах по ядерной критической безопасности.
Рассмотрены методики проведения измерений и обработки их результатов. Представлены данные комплексных тестовых экспериментов на сферических критических сборках, в которых активная зона из металлического ²³⁵U (90 %) и ²³⁵U (36 %) имеет большую (диаметром до 245 мм) центральную воздушную полость. В большинстве опытов эта полость заполнена сферическими вкладышами из свинца, смеси фторидов [(NaF ++ ZrF₄ + ²³⁵UF₄) и (NaF + ZrF₄)], ванадия и никеля.
В настоящей работе продолжены исследования по ЯКБ, представленные ранее в Международном справочнике по ядерной критической безопасности и в информационных материалах Комитета по ядерным данным МАГАТЭ.

УДК 621.039.512
РЕАКТОРЫ КАСКАДНОГО ТИПА КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ЯДЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ* / В. Ф. Колесов, Н. В. Завьялов
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Содержится информация о выполненных во ВНИИЭФ расчетно-теоретических, проектных и экспериментальных работах по каскадным реакторам. Прослежены новые возможности, привносимые использованием принципа каскадности в импульсных бустерах и электроядерных установках. Показано, что принцип каскадности является важным фактором повышения безопасности этих устройств, поскольку он предоставляет возможность многократного увеличения глубины подкритичности бустеров и существенного смягчения проблемы реализации электроядерных установок – этой наименее опасной разновидности энергетических реакторов.

* ICNC 2007. The 8th Internat. Conf. on Nuclear Criticality Safety. St.-Petersburg. Russia. May 28 – June 1, 2007. ICNC Proceedings. Vol. 2. Р. 301–306.

УДК 621.039.58
СТЕНД КРИТИЧЕСКИХ СБОРОК ИКАР-С. РЕЗУЛЬТАТЫ ФИЗИЧЕСКОГО ПУСКА / А. М. Воинов, Г. В. Влох, С. В. Воронцов, В. Н. Кривоносов, В. А. Попов, А. А. Синянский, А. Н. Сизов, С. В. Сорокин, В. И. Турутов, Ю. М. Лимарь, А. Г. Василенко, А. Н. Кузнеченков, И. А. Никитин, И. А. Горшкова
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Приведены результаты физического пуска критического стенда ИКАР-С, на базе которого предполагается создать ядерно-физический комплекс, включающий в себя импульсный реактор ИКАР-500 и лазерный модуль ЛМ-16.
В ходе работ по физическому пуску критического стенда были определены характеристики (коэффициент размножения К_эф) ~ 40 различных РС. Процесс подбора критической конфигурации PC сопровождался проведением расчетов К_эф методом Монте-Карло. По мере получения новых экспериментальных данных производилась корректировка расчетной модели, что в конечном счете позволило достаточно корректно описать размножающие свойства AЗ реактора типа ИКАР.

РАЗДЕЛ 4. УСКОРИТЕЛИ

УДК 621.384.6.93
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛЬНОТОЧНОГО ИМПУЛЬСНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ* / В. Т. Пунин, Н. В. Завьялов, В. Ф. Басманов, В. С. Гордеев, А. В. Гришин,
В. А. Балакин, А. В. Козачек, К. В. Страбыкин, С. Л. Глушков, Д. А. Калашников, М. А. Моисеевских, С. С. Ломтев, Р. А. Майоров, А. А. Чугунов, Р. Г. Шестаков, С. Ю. Пучагин, А. В. Грунин, С. А. Лазарев, Г. С. Алексеев, М. С. Ивин, С. Т. Назаренко, В. С. Павлов, В. А. Деманов, Е. С. Михайлов
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

На основе пятикаскадной двойной ступенчатой формирующей линии с водяной изоляцией и двухкаскадного преобразователя длительности создан сильноточный импульсный ускоритель электронов. Проведено около 180 пусков ускорителя. Для исследованного вакуумного диода ток пучка при зарядном напряжении линии 0,9 МВ изменялся от 1,1 до 0,6 МА, а напряжение в ускорительной трубке – от 1,6 до 2,5 МВ. Определен режим работы ускорителя с разбросом времени появления импульса тормозного излучения в пределах ± 3 нс при его длительности на полувысоте ~ 50 нс.

* Доклад на VIII межотраслевой конференции по радиационной стойкости. Саров, 2007 г. (11–15 октября).

УДК 539.172.13
О ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫХ γ-ИСТОЧНИКОВ С ЭНЕРГИЯМИ 0,429; 3,56 И 6–7 МэВ НА УСКОРИТЕЛЕ ЭГП-10* / Л. Н. Генералов, И. А. Карпов, В. А. Жеребцов, А. E. Шмаров
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Показано, что реакции ¹⁰B(p,α)⁷Be*(0,429 МэВ), ⁹Be(p,α)⁶Li*(3,562 МэВ) и ¹⁹F(p,α)¹⁶O*(6,1; 6,9; 7,1 МэВ), протекающие соответственно в толстых мишенях 10B (65 мкм), 9Be (223 мкм) и CaF2 (135 мкм), могут быть использованы для создания высокоинтенсивных изотропных источников γ-квантов со значениями энергии E_γ, равными 0,429; 3,56 и 6–7 МэВ, на протонном пучке электростатического тандемного ускорителя ионов ЭГП-10 (РФЯЦ-ВНИИЭФ). Эти источники предназначены для исследования спектральной чувствительности токовых детектирующих систем, которые применяются в методиках измерения тормозного спектра γ-квантов из мишеней мощных линейных индукционных ускорителей (ЛИУ) электронов однократного действия.

* Доклад на VIII научно-практическом семинаре "Проблемы создания специализированных радиационно-стойких СБИС на основе гетероструктур". Нижний Новгород, 2008 г. (27–28 февраля).

УДК 621.316.933.6:621.038.61
РАЗРАБОТКА РАЗРЯДНИКА НА 1 МВ ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОГО КОММУТАТОРА ДВОЙНОЙ СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМИРУЮЩЕЙ ЛИНИИ СИЛЬНОТОЧНОГО ИМПУЛЬСНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ* / В. А. Балакин, В. Ф. Басманов, С. Л. Глушков, В. С. Гордеев, Э. А. Илюнин, Н. Н. Кузнецова, Г. А. Мысков, С. Т. Назаренко, В. С. Павлов, С. А. Путевской
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Представлены результаты расчетно-экспериментальных работ, выполненных при создании разрядника на напряжение 1 МВ для кольцевого коммутатора двойной ступенчатой формирующей линии сильноточного импульсного ускорителя электронов. Приведена методика отработки конструкции разрядника. Временной разброс моментов включения разрядника относительно пускового импульса не превышает 4 нс.

* Доклад на межотраслевой конференции по радиационной стойкости. Саров, 2007 г. (6–19 октября).

РАЗДЕЛ 5. ЭЛЕКТРОФИЗИКА

УДК 621.319.4+537.226.82
КОНДЕНСАТОР С ПОЛНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ РАДИАЦИОННО-СТИМУЛИРОВАННОЙ ПОТЕРИ ЗАРЯДА / В. А. Борисенок, Г. П. Обыденков, А. В. Руднев
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Описан конденсатор с полной компенсацией радиационно-стимулированной потери заряда при импульсном облучении гамма- и (или) нейтронным излучением.

РАЗДЕЛ 6. ПЛАЗМА И ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ

УДК 533.9
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПЛАЗМОЙ НА УСТАНОВКЕ "ИСКРА-5"* / В. И. Анненков, А. В. Бессараб, В. В. Ватулин, С. Г. Гаранин, Н. В. Жидков, В. М. Изгородин, Г. А. Кириллов, В. П. Коваленко, В. А. Кротов, П. Г. Кузнецов, А. В. Кунин, С. П. Мартыненко, В. М. Муругов, С. И. Петров, А. В. Пинегин, А. В. Сеник, Н. А. Суслов, Г. В. Тачаев
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»

Перенос рентгеновского излучения лазерной плазмы по кожуху-конвертеру, а также прогрев материалов рентгеновским излучением являются одними из основных физических процессов в мишенях непрямого действия. В докладе обобщены результаты исследований переноса рентгеновского излучения в цилиндрических каналах, выполненных из различных материалов, и результаты исследований прогрева тонких фольг рентгеновским излучением, проведенных как на первой, так и на второй гармонике йодного лазера "Искра-5". При работе на первой гармонике лазерного излучения (λ = 1,315 мкм ) "эффективная" температура рентгеновского излучения достигала Т_эф ~ 150 ± 15 эВ. При переходе на вторую гармонику (λ = 0,66 мкм ) были зарегистрированы абсолютные величины потока и спектральное распределение, примерно соответствующие эффективной температуре излучения Тэф ~170 ± 15 эВ. В докладе проводится сравнение экспериментальных данных с результатами расчетно-теоретических исследований, развивающихся во ВНИИЭФ. Анализируются возможности повышения температуры теплового излучения в условиях установки "Искра-5" до уровня Тэф > 200 эВ.

* Доклад представлен на конференции "Забабахинские чтения" (г. Снежинск, 10–14 сентября 2007 г.).