Приведены результаты исследований и разработок ядерных энергетических систем с естественной безопасностью. Рассмотрены концептуальные и конструктивные особенности Energy Amplifier. Исследована проблема создания сильноточных ускорителей протонов.

Рассмотрена проблема ликвидации радиоактивных отходов ядерной энергетики с учетом экономической целесообразности, воздействия на окружающую среду и безопасности взрыва. Предложен наиболее эффективный метод сжигания трансурановых элементов и трансмутации наиболее опасных продуктов деления ядер в электроядерных энергетических установках, в основе которых лежит комплекс ускоритель - подкритический реактор на быстрых нейтронах. Приведены результаты расчетов перспектив выработки дополнительной энергии и переработки компонентов отходов ядерного топлива для находящихся в эксплуатации в Украине реакторов в течение номинального срока эксплуатации 40 лет.

Індекс рубрикатора НБУВ: В381.120.44,0

Рубрики:

Прискорюючі системи < Циклічні прискорювачі >

Шифр НБУВ: Р107939 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: синхротронное излучение, двух- и трехкристальная дифрактометрия, динамическая дифракция, рентгеновская топография
Індекс рубрикатора НБУВ: В381.126.051

Рубрики:

Електронні та позитронні пучки< Синхротрони >

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Експериментальні дані, одержані під час вимірювання фотоемісійних спектрів та провідності окремих вуглецевих нанотрубок, свідчать, що електронні властивості цих квантових нанооб'єктів мають природу латтінжерової рідини. Виміряні критичні експоненти в цих системах настільки великі, що не можуть бути розраховані в межах традиційних моделей та відомих електрон-електронних взаємодій, що традиційно враховуються в латтінжеровій рідині. Наведено концепцію сильновзаємодіючої латтінжерової рідини, основною особливістю якої є те, що залишкова фермі-поверхня анігілює внаслідок сильної електрон-електронної взаємодії. Як результат, цей стан характеризується великими значеннями критичних експонент. Показано взаємодію - "жорсткий відштовхуючий потенціал", що описує цей електронний стан, який є характерним для сильновзаємодіючих низьковимірних квантових систем. Сформульована сім'я моделей, які розв'язуються точно, та розраховано критичні експоненти за довільної величини взаємодії й густині частинок. Цей електронний стан спостерігається також експериментально на органічних провідниках.

Предложено описание дислокационно-междоузлового механизма массопереноса в рамках модели Френкеля - Конторовой, учитывающей формирование и движение в кристалле комплекса "дислокация + междоузловой атом". Из проведенных численных расчетов следует, что устойчивость комплекса зависит как от параметров взаимодействия, так и скорости его движения. Показано, что с приближением к скорости звука комплекс "дислокация + междоузловой атом" теряет устойчивость. Из полученных расчетов следует, что в широком интервале скоростей дислокаций реализуется безактивационный механизм массопереноса, основой которого являются захват и увлечение внедренного атома ядром движущейся дислокации.

Рассмотрены основные механизмы потерь накопленных частиц: упругое и неупругое рассеяние на электронах и ядрах атомов остаточного газа, внутрипучковое рассеяние (эффект Тушека), квантовое время жизни в накопителе электронов НЕСТОР (Н-100М), который создается в ННЦ ХФТИ для генерации интенсивного пучка гамма-квантов на основании обратного комптоновского рассеяния. Показано, что в области низких энергий электронного пучка (ЭП) основные потери накопленного пучка происходят из-за упругого рассеяния частиц на ядрах, а в области высоких энергий преобладают эффекты неупругого рассеяния. Построены зависимости парциальных и суммарного времен жизни от энергии ЭП. Найдена величина максимального накопленного тока, исходя из времени жизни ЭП. Определены апертура вакуумной камеры и величина динамического давления в накопителе.

Численно смоделирована динамика электронного пучка в многорезонаторных системах мощного пролетного клистрона непрерывного действия мощностью 100 кВт. В этом клистроне использован электронный пучок с ускоряющим напряжением 30 кВ, током 7 А и рабочей частотой 700 МГц. Сравнение параметров клистрона, полученных в результате численного моделирования, с экспериментальными данными показало их хорошее согласие.

В рамках модели Френкеля - Конторовой, учитывающей движение в кристалле комплекса "дислокация + междоузельный атом", предложено описание механизма массопереноса в кристалле, подвергнутом импульсному воздействию. Упругое поле дислокации создает для междоузельного атома потенциальную яму вблизи ядра дислокации, достаточную для связи его с движущейся дислокацией. Устойчивость такого движущегося комплекса определяется как начальными скоростями движения дислокации и междоузельного атома, так и величиной взаимодействия. Определены критерии существования связанного состояния междоузельного атома и дислокации. Установлено, что в широком интервале скоростей дислокаций реализуется механизм массопереноса, основой которого является "захват" и "увлечение" междоузельного атома ядром движущейся дислокации.

Раскрыта физическая природа явлений, обуславливающих, с одной стороны, принципиальное ограничение информативности кинематической картины рассеяния, а с другой стороны, радикальное повышение информативности картины динамического рассеяния. Это повышение обусловлено обнаруженной и, главное, очень существенной зависимостью характера влияния дефектов на динамическую картину от условий дифракции, что принципиально не имеет места в кинематическом случае. Единая физическая интерпретация на этой основе всего круга явлений и эффектов, обуславливающих различную информативность динамической и кинематической картин рассеяния, позволила разработать новые принципы высокоинформативной неразрушающей диагностики структурного совершенства кристаллических систем, т.е. основы диффузно-динамической комбинированной дифрактометрии, суть которой состоит в комбинированной обработке результатов измерений картины рассеяния при различных условиях динамической дифракции для реализации многопараметрической диагностики. Отмечено, что указанные результаты удалось получить только благодаря использованию в динамической теории метода флуктуационных волн, разработанного М. А. Кривоглазом при построении им кинематической теории рассеяния, и созданных им основ классификации дефектов по характеру их влияния на картину рассеяния.

Проведен детальный систематический анализ открытого явления уникальной информативности динамической картины рассеяния в кристаллах с дефектами, установлены его физическая природа и возможности практического использования. Главный результат работы - заложены принципы метода управления соотношением когерентной и диффузной составляющих картины динамической дифракции и соотношениями вкладов дефектов разного типа при неизменной дефектной структуре образца за счет изменения только условий дифракции, т.е. основы метода диффузной динамической комбинированной дифрактометрии (ДДКД). Созданы основы нового поколения кристаллографии - ДДКД, которая позволяет, не прибегая к недифрактометрическим методам исследований, обеспечивать полноту независимых экспериментальных данных для однозначного определения параметров дефектной структуры произвольной сложности.

Освещены актуальные вопросы физики ядра и элементарных частиц, ядерно-физических исследований, физики детекторов излучения, разработки ускорителей и накопителей заряженных частиц. Раскрыты физические и экологические проблемы эксплуатации и модернизации ускорителей и ядерно-физических установок. Проанализировано фазовое пространство в космологических моделях с взаимодействующей голографической темной энергией. Предложен метод резонансных ядерных реакций для исследования ориентационных эффектов. Рассмотрены вопросы генерации высокореакционных продуктов на поверхности наноструктур при извлечении радионуклидов из жидкой среды. Изучены возможности компьютерного моделирования сложных физических процессов. Определены необходимые топологические условия существования замкнутых магнитных ловушек. Уделено внимание анализу трехкристальной схемы генерации монохроматического излучения для медицинских применений.

Освещены фундаментальные исследования при промежуточных и высоких енергиях, изучена структура ядра в реакциях на заряженных частицах. Показаны возможности применения ядерно-физических методов в смежных науках. Даны сведения об исследованиях и разработке ускорителей и накопителей заряженных частиц. Освещены представления о фундаментальных исследованиях в целях развития ядерно-физических методик для нужд атомной энергетики, медицины и промышленности. Приведены примеры применения компьютерных технологий в физических исследованиях. Проанализированы процессы взаимодействия ультрарелятивистских частиц с монокристаллами и веществом. Внимание уделено физике детекторов излучений.

Індекс рубрикатора НБУВ: В381.1

Рубрики:

Прискорювачі заряджених частинок

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Уникальная чувствительность зависимостей картин многократного брэгговского и диффузного рассеяния от различных условий дифракции к характеристикам дефектов была обнаружена в [1]. Комбинированная обработка необходимых наборов этих зависимостей обеспечивает исключительную информативность диагностики. Показано, что в эксперименте в различных условиях дифракции это проявляется как многообразность динамической картины рассеяния при фиксированной дефектной структуре кристалла. При этом указанная многообразность оказывается индивидуальной для каждого типа дефектов в кристаллах. В результате появляется возможность рассмотрения рентгеновских или нейтронных дифракционных измерений для одного образца с несколькими типами дефектов, полученных в разных условиях динамической дифракции, в качестве независимых экспериментальных данных, что позволяет однозначно решать многопараметрическую обратную задачу рассеяния - восстанавливать параметры одновременно нескольких типов дефектов, присутствующих в кристаллах, по нескольким картинам дифракции. Решение указанной многопараметрической задачи для систем со сложной дефектной структурой путем совместной обработки необходимого набора независимых экспериментальных данных положено в основу нового поколения кристаллографии - многопараметрической диффузно-динамической комбинированной дифрактометрии, которая обосновывается и развивается.

Сконструирован и изготовлен пост безмасляной вакуумной откачки для генератора рентгеновского излучения NESTOR на основании турбомолекулярного TPS-bеnch и форвакуумного спирального SH-110 насосов, который позволит обеспечить необходимое давление запуска магниторазрядных насосов на каналах транспортировки и накопителя электронов.

В рамках модели Френкеля - Конторовой, учитывающей движение комплекса "дислокационный перегиб + междоузельный атом", предложено описание механизма массопереноса в кристалле, подвергнутом импульсному воздействию. Упругое поле дислокационного перегиба создаёт для междоузельного атома потенциальную яму вблизи ядра дислокации, благодаря чему образуется связанное состояние междоузельного атома и движущегося дислокационного перегиба. Показано, что процесс массопереноса в этом случае является безактивационным, глубина проникновения междоузельных атомов внутрь образца на большие глубины определяется как амплитудой силы импульсного воздействия, так и соотношением масс междоузельного атома и атома решётки.

В ННЦ ХФТИ сооружается источник жесткого излучения "НЕСТОР", основанный на комптоновском рассеянии лазерных фотонов на релятивистских электронах. Структурно установка может быть представлена в виде следующих компонентов: линейный ускоритель, канал транспортировки, накопительное кольцо, лазерно-оптическая система. Электроны накапливаются в накопительном кольце на энергию 40 - 225 МэВ, лазерные фотоны накапливаются в оптическом резонаторе. Частоты следования лазерных и электронных сгустков синхронизированы, точка взаимодействия находится в оптическом резонаторе. Измерения показали, что параметры изготовленных поворотных магнитов отличаются от проектных. Поворотные магниты не только имеют разные показатели спада магнитного поля, но и силы вертикальной фокусировки существенно ниже проектных. Расчеты показали, что из-за уменьшения вертикальной фокусировки частота вертикальных бетатронных колебаний становится близкой к частоте целого резонанса Q = 2, в результате чего вертикальное движение в кольце становится неустойчивым [1]. Вторая причина модернизации заключается в необходимости увеличить длину одного из дрейфовых промежутков для установки оптического резонатора. Результаты модернизации приведены работе.

В ННЦ ХФТИ сооружается источник жесткого излучения НЕСТОР, основанный на комптоновском рассеянии лазерных фотонов на релятивистских электронах. Структурно установка может быть представлена в виде следующих компонентов: линейный ускоритель, канал транспортировки, накопительное кольцо, лазерно-оптическая система. Электроны накапливаются в кольце на энергию 40 - 200 МэВ. Неизбежные ошибки юстировки магнитных элементов сильно влияют на динамику электронного пучка в накопительном кольце, приводя к смещению положения равновесной орбиты относительно идеальной. Значительные смещения равновесной орбиты могут приводить к потере пучка на физических апертурах накопителя. Поперечные размеры электронного и лазерного пучков в точке встречи составляют всего несколько десятков микрон. Смещение положения электронного пучка в точке взаимодействия может сильно осложнить настройку работы источника жесткого излучения из-за фактического отсутствия должной системы индикации положения пучка. Приведены результаты моделирования эффективности накопления электронного пучка в накопителе НЕСТОР и рассмотрено влияние ошибок юстировки магнитных элементов на его динамику.