Исследование новых методов генерации квазимонохроматического рентгеновского излучения icon

Исследование новых методов генерации квазимонохроматического рентгеновского излучения


Смотрите также:
Исследование характеристик рентгеновского излучения из твердотельной среды катода сильноточного...
Исследование сечения выхода характеристического рентгеновского излучения при взаимодействии...
Удк 001(06)+539. 2(06). Исследование материи в экстремальных состояниях...
«Использование ит в моделировании процессов генерации излучения в полупроводниковых лазерах»...
Применение магнезиально-шунгитовых строительных материалов для нейтрализации радона...
Исследование излучения гелий-неонового лазера...
Реферат Ключевые слова...
Воздействие ионизирующего излучения на мембраны эритроцитов...
Отчет по лабораторной работе изучение работы газового лазера и исследование свойств лазерного...
Отчет по проекту №2/3013 «Многоцелевой компактный источник монохроматического рентгеновского...
Реакция зрительного нерва на комбинированное воздействие ионизирующей радиации и яркого света...
Программа курсов повышения квалификации «современные методы рентгеновского фазового анализа»...



Загрузка...
скачать

Раздел 7. Ядерная техника

Подраздел 7.3. Применение изотопов и ионизирующих излучений



ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ ГЕНЕРАЦИИ КВАЗИМОНОХРОМАТИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Руководитель НИР: Насонов Н.Н.

Белгородский государственный университет

Теоретически исследован ряд интерференционных эффектов в излучении релятивистских частиц, оказывающих существенное влияние на эффективность новых источников квазимонохроматического рентгеновского излучения, основанных на когерентных механизмах излучения быстрых электронов в конденсированных средах.

- Развита теория генерации рентгеновского резонансного переходного излучения релятивистскими электронами в составной структуре слоистая среда + кристалл. Показана возможность оптимизации параметров слоистой структуры в рассматриваемом источнике, позволяющая резко увеличить интенсивность излучения. Оценки показывают, что по спектрально-угловой плотности излучения рассматриваемый источник превосходит все известные источники в диапазоне энергий квантов порядка 10 КэВ, использующие электроны с энергией порядка 100 МэВ.

- Развита теория когерентной генерации релятивистскими электронами рентгеновского излучения в периодических слоистых наноструктурах, используемых обычно в качестве рентгеновских зеркал. Показано, что интенсивность параметрического излучения в зеркале может существенно превышать аналогичную величину в случае излучения электрона в кристалле. Развитая теория учитывает наряду с параметрическим также дифрагированное переходное излучение. Проведенное сравнение с полученными недавно экспериментальными дынными по излучению 500 МэВных электронов в рентгеновских зеркалах показало, что доминирующий вклад в наблюдаемый выход излучения определялся именно дифрагированным переходным излучением.

- Развита теория параметрического рентгеновского излучения вдоль скорости излучающего электрона, движущегося в кристалле. На основе полученных результатов дано объяснение неудач нескольких попыток экспериментального обнаружения этого эффекта. Показано преимущество использования тяжелых кристаллов в качестве мишеней в эксперименте по обнаружению параметрического излучения вперед. Предсказан физический эффект подавления выхода параметрического излучения вперед в геометрии Брэгга, обусловленный аномальным направлением распространения энергии в возбуждаемой волне.

-Теоретически исследован эффект аномального фотопоглощения в параметрическом рентгеновском излучении релятивистских электронов. Показано, что данный эффект может значительно увеличить спектрально-угловую плотность излучения без существенного изменения полной интенсивности.

- Теоретически исследован эффект интерференции тормозного и переходного излучения релятивистских электронов в тонком слое вещества. Показано возникновение аномального эффекта Тер-Микаэляна в излучении, заключающегося в частичном подавлении излучения в области малых частот в отличие от обычного эффекта, проявляющегося в полном подавлении выхода излучения вследствие изменения фазовой скорости излучаемой волны из-за поляризации атомов среды.
^

Шифр гранта Т00-7.3-456


Публикации

1. N.Nasonov. X-rays from relativistic electrons in condensed media. NATO Science Series, Kluwer Acad. Publ. 2002, p. 49-83

2. N.Nasonov, A.Noskov. On the parametric X-rays along an emitting particle velocity. Nucl. Instr. Meth. A201 (2003)

3. C.Gary, V.Kaplin, N.Nasonov, M.Piestrup, S.Uglov. Some new possibilities of quasi-monochromatic X-ray generation. Proc. 7 Russian-Japanese Simp. on fast charged particle interaction with solids. Nov. 24-30, 2002, Kyoto, Japan

4. A.Kubankin, N.Nasonov, A.Noskov. Parametric X-rays along an emitting particle velocity. Proc. 7 Russian-Japanese Simp. On fast charged particle interaction with solids. Nov. 24-30, 2002, Kyoto, Japan.

^

Подраздел 7.4. Ядерные и термоядерные реакторы



ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ ПОДХОДОВ К ДИАГНОСТИКЕ РАННИХ СТАДИЙ РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИЯХ РЕАКТОРНЫХ УСТАНОВОК ПО ДАННЫМ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ.

Руководитель НИР: Буйло С.И.

Научно-исследовательский институт механики и прикладной математики
при Ростовском государственном университете


Разработан не имеющий аналогов (в том числе зарубежных) метод диагностики ранних стадий разрушения высокопрочных конструкционных материалов по интегральным характеристикам и инвариантным соотношениям параметров потока актов акустической эмиссии (АЭ) растущих микродефектов.

Предложен и развит метод диагностики предразрушающего состояния и определения точки деструкции конструкционных материалов по отклонению от устойчивых (инвариантных) в силу ряда предельных теорем соотношений статистических параметров потока АЭ. Суть такого подхода заключается в следующем. В силу случайного характера потока микроповреждений, на некоторых стадиях деформации и разрушения твердых тел можно найти устойчивые (инвариантные) соотношения между регистрируемыми параметрами АЭ. Тогда, появление отклонений регистрируемых значений этих соотношений от их инвариантных значений может служить критерием перехода на следующую стадию деформации или разрушения.

Установлено, что в отличие от интегральных методов АЭ диагностики, этот метод достаточно хорошо работает и при малом количестве регистрируемых сигналов АЭ. Его применение заметно повышает достоверность результатов диагностики ранних стадий разрушения материалов с низким уровнем АЭ излучения, особенно в случае неразрушающего контроля изделий из высокопрочных нержавеющих сталей.

Оценены достоверность и степень искажения плотности распределения временных интервалов АЭ при «прореживании» исходного потока путем выборки каждого -го импульса. Это иногда предлагается для повышения быстродействия приборов АЭ диагностики. Получено, что такой метод «прореживания» потока АЭ малоинформативен, так как приводит к регистрации потока Эрланга, слабо чувствительного к виду повреждения.

Амплитудные инвариантные соотношения АЭ оценены как при испытаниях стандартных образцов высокопрочной легированной стали 95Х18, корпусной стали 15Х2НМФА, так и по полученным нами ранее данным АЭ в ходе испытаний корпуса реактора ВВЭР-1000 пятого блока Ново-Воронежской АЭС. Установлено, что амплитудные инвариантные соотношения АЭ как при первом, так и третьем нагружении корпуса реактора действительно имели значения близкие к инвариантным соотношениям для бездефектного материала.

Разрабатываемый метод позволяет значительно (до нескольких раз) повысить достоверность результатов АЭ диагностики ранних стадий разрушения материалов в конструкциях реакторных установок.

Получены также предварительные результаты, позволяющие предложить дополнительные инвариантные соотношения и разработать иные, еще более тонкие методы диагностики ранних стадий разрушения.

^ Шифр гранта: Т00-7.4-2801

Публикации

1. Буйло С.И. Использование инвариантных соотношений параметров потока сигналов акустической эмиссии для диагностики предразрушающего состояния твердых тел. - Дефектоскопия РАН.- 2002, N2, с. 48-53.

2. Буйло С.И. К вопросу об использовании инвариантных соотношений параметров акустической эмиссии при диагностике ранних стадий разрушения материалов в конструкциях реакторных установок.- В кн.: Современные проблемы механики сплошной среды. Труды 7-й Междунар. конф.- Т.2.- Ростов-на-Дону. Из-во: СКНЦ ВШ, 2002, с.27-31.

3. Буйло С.И., Попов А.В. Акустико-эмиссионный метод оценки параметров процесса накопления повреждений в задаче прогнозирования ресурса изделий ответственного назначения. - Дефектоскопия РАН.- 2001, N9, с. 45-53.

4. Козинкина А.И. К расчету предела деструкции металлических материалов.- В кн.: Современные проблемы механики сплошной среды. Труды 7-й Междунар. конф.- Т.2.- Ростов-на-Дону. Из-во: СКНЦ ВШ, 2002, с..93-96.

5. Березин А.В., Козинкина А.И. Физические модели и методы оценки накопления повреждений в твердых телах. - Пробл. машиностр. и надеж. машин. - 2002, №3, с.115-121.

6. Шилов В.А., Акопьян В.А., Буйло С.И., Краснобаев И.А., Кабельков А.Н., Потетюнко Э.Н., Рожков Е.В. Экспериментальнотеоретические исследования предразрушающего состояния материалов акустооптоволоконным методом. Труды 16-ой Российск. конф. по НК и диагностике. Санкт-Петербург, 9-12 сентября 2002 г.; CD, доклад 5-23; с.1-9.

7. Буйло С.И. Диагностика ранних стадий разрушения по интегральным параметрам потока актов акустической эмиссии.- Дефектоскопия РАН - 2003 (в печати).


^ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УДЕРЖАНИЯ ПЛАЗМЫ ПОЛЕМ КОЛЬЦЕВОГО ТОКА

Руководитель НИР: Перелыгин С.Ф.

Московский инженерно–физический институт (государственный университет)

В МИФИ на кафедре “Физика плазмы” создана установка для исследования параметров плазмы, удерживаемой магнитным полем кольцевых катушек, являющаяся прообразом альтернативной токамакам термоядерной системы.

Магнитное поле создается системой двух соосных находящихся в одной плоскости кольцевых катушек. Каждая катушка представляет собой плотную многовитковую намотку с точным соблюдением формы. Для удержания формы намотки витки помещены в жесткий медный бандаж. Кроме механических функций бандаж изолирует витки от вакуумного объема. Токи в катушках текут в противоположных направлениях, в результате чего между катушками образуется магнитная “пробка”. Токи подобраны таким образом, чтобы сепаратриса магнитного поля находилась внутри рабочего объема. В пробке размещаются опоры для крепления основной катушки, токовводы для подвода питания к катушкам и трубки водяного охлаждения.

Плазма образуется в результате СВЧ- пробоя и поддерживается за счет накачки энергии в электроны на электронно-циклотронных резонансных частотах. В качестве СВЧ источника был выбран магнетрон с частотой генерации 2,45 ГГц и мощностью 900 Вт. Энергия СВЧ подается в объем через специально разработанное устройство, которое позволяет согласовать магнетрон с практически любым волновым сопротивлением. Управление магнетроном осуществляется с пульта, и оснащено таймером для задания времени подачи энергии СВЧ в объем.

Установка предусматривает работу с двумя газами: Ar и Н2 в диапазоне рабочих давлений 10-6 ¸ 10-3 Торр. Для этой цели была подготовлена, налажена и испытана система откачки на базе турбомолекулярного насоса ТМН-1500, позволяющая получать остаточное давление в камере 10-7 ¸ 10-6 Торр.

Для диагностики плазмы, на данном этапе, выбран зондовый метод, а именно: подвижный двойной зонд. Разработана и изготовлена система зондовой диагностики, а также система перемещения зонда, сконструированная таким образом, чтобы находиться вне плазменного образования и обеспечивать плавность и равномерность хода зонда на всей траектории перемещения. Разработанные методики позволяют измерять параметры плазмы в присутствии СВЧ и магнитных полей.

Получена низкотемпературная плазма в диапазоне давлений 0,1 ¸ 10-5 Торр с концентрацией порядка 1011 см-3.

^ Шифр гранта Т00-7.4-2759

Публикации

1. Бердникова М.М., Вайтонис В.В., Курнаев В.А., Ходаченко Г.В. "Зажигание и поддержание СВЧ-разряда в объеме с замкнутой конфигурацией магнитного поля" // Восьмая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Том 1, стр.83.

2. Ивашин С.В., Курнаев В.А. "Установка для удержания плазмы полем двух кольцевых катушек с током". //Восьмая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Том 3, стр 161.

3. Бердникова М.М., Вайтонис В.В., Курнаев В.А., Ходаченко Г.В. "Генерация плазмы в объеме с замкнутой магнитной конфигурацией с использованием СВЧ и электрического полей". // Научная сессия МИФИ-2002. Том 4 ,стр. 83.

4. Ивашин С.В., Курнаев В.А., Пастухов В.П., Перелыгин С.Ф., Самитов М.А., Ходаченко Г.В. "Магнитная система установки для удержания плазмы полем двух кольцевых катушек с током ".// Научная сессия МИФИ-2002. Том 4 ,стр. 84.

5. Вайтонис В.В., Крашевская Г.В., Ходаченко Г.В. "Зондовые измерения в плазме разряда низкого давления в присутствии СВЧ и магнитных полей".// XI Конференция по физике газового разряда. Тезисы докладов, часть 2, стр 13.

6. Бердникова М.М., Вайтонис В.В., Курнаев В.А., Ходаченко Г.В. "Зажигание разряда низкого давления в объеме при наличии замкнутой конфигурации магнитного поля".// XI Конференция по физике газового разряда. Тезисы докладов, часть 1, стр 92.

7. Ивашин С.В., Курнаев В.А., Перелыгин С.Ф., Самитов М.А., Ходаченко Г.В. "Установка для удержания плазмы магнитным полем кольцевых катушек с током".// Седьмая международная конференция по инженерным проблемам термоядерных реакторов. Тезисы докладов, стр20.


^ РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КВАЗИИЗОМЕТРИЧНЫХ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ

ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ПЛАЗМЫ

Руководитель НИР: Смирнов В.М.

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

В МИФИ предложен проект исследовательской установки для изучения свойств магнитной системы для удержания плазмы ДРАКОН 1, представляющей собой, по сути, два пробкотрона, замкнутых криволинейными элементами (КРЭЛами). В данном проекте каждый из КРЭЛов имеет геометрическую ось, состоящую из одного оборота спирали на поверхности цилиндра с дополнительными участками в 1/4 окружности на концах. Угол намотки спирали gs=45°.

В процессе работы авторами создана программа для расчета магнитных силовых линий (МСЛ), точных траекторий заряженных частиц и траекторий центров их ларморовских кружков, магнитных и дрейфовых поверхностей, токовых линий в достаточно произвольной магнитной ловушке с прямыми участками. Соответствующие расчеты проведены в модели установки ДРАКОН-1.

Показано, что магнитная структура ловушки представляет собой систему вложенных магнитных (МП) и дрейфовых (ДП) поверхностей с близкими к круглым сечениями. Проведено исследование выполнения условия изометричности между концами КРЭЛа и на полном обходе системы. Наибольшая разница длин МСЛ наблюдается на крайних МП и составляет на полуобходе 0,93% от длины МСЛ, на полном обходе - 0,17%, то есть МСЛ на этих участках слабо отличаются по длине, что свидетельствует о квазиизометрии установки. Для учета столкновительного ухода частиц предложена простая аналитическая модель расчета времени удержания пролетных и запертых частиц. Показано, что введение дополнительных магнитных барьеров увеличивает время удержания частиц, запертых в рейстреках, в 1,5 раза, а уменьшение глубины и размеров неоднородности магнитного поля в центре КРЭЛа - более чем в 4 раза. Увеличение магнитного поля на концах пробкотронов до значения среднего поля в КРЭЛах на длине, равной 0,07 длины прямого участка, уменьшает угловую "щель потерь" между запертыми в пробкоторонах и пролетными частицами примерно в 2,4 раза. Получен алгоритм нахождения токов Пфирша Шлютера (ПШ) в плазме низкого давления в произвольной магнитной ловушке с прямыми участками, который проиллюстрирован на примере выбранной модификации магнитной ловушки ДРАКОН. Одновременно с целью сближения МП и ДП и уменьшения затекания в прямые участки вторичных токов плазмы (токов ПШ), генерируемых в КРЭЛах, проведена оптимизация системы ДРАКОН-1 по углу намотки спирали КРЭЛа. При этом выявлена тенденция согласованного уменьшения продольной составляющей токов ПШ и расстояния между МП и ДП в прямом участке, и, например, для средней магнитной поверхности в ДРАКОНе-1 оптимальными можно считать угол наклона спирали 42°. Проведено численное исследование математической модели установки ДРАКОН 1 с дополнительными переходными участками между КРЭЛами и пробкотронами. Из результатов проведенных расчетов следует, что степень аксиальной симметрии МП (соосность) с увеличением длины прямых переходных участков монотонно и существенно улучшается. Однако расхождение между ДП и МП при увеличении длины переходных участков не уменьшается, а сначала растет, увеличиваясь примерно в 2 2,5 раза в максимуме при длине переходного участка 0,6 0,7 радиуса витка прямого участка. Продольные диамагнитные токи ПШ на прямых участках, наоборот, испытывают минимум при этой длине переходных участков, а при дальнейшем росте их длины несколько возрастают. В целом результаты расчетов для ловушки ДРАКОН-1 позволяют рекомендовать следующий диапазон длин переходных участков: 1 1,2 радиуса витка прямого участка.
^

Шифр гранта Т00-7.4-2760


Публикации

1. В. В. Кондаков, С. Ф. Перелыгин, В. М. Смирнов // Расчетная оценка влияния профиля магнитного поля на "время удержания" заряженных частиц в плазменной ловушке ДРАКОН. Научная сессия МИФИ-2001. Сборник научных трудов. М.: МИФИ. 2001. Т. 4. С. 84-85.

2. В. В. Кондаков, С. Ф. Перелыгин, В. М. Смирнов // Алгоритм нахождения токов Пфирша-Шлютера в плазме низкого давления в произвольной магнитной ловушке с прямыми участками. Тезисы докладов XXIX Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС. Звенигород. 2002. С. 42.

3. В. В. Кондаков, С. Ф. Перелыгин, В. М. Смирнов // Сравнение магнитных структур проектируемой установки Дракон-1 и плазменной ловушки Дракон-3Т/2. Тезисы докладов 7-й международной конференции по инженерным проблемам ТЯР-Санкт-Петербург, 28-31 октября 2002 г.

С. 122-123.

^

Подраздел 7.5. Действие излучений и защита от них



ИОННО-СТИМУЛИРОВАННАЯ ДИФФУЗИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫМИ ИОННЫМИ ПУЧКАМИ И МОДИФИКАЦИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Руководитель НИР: Козлов Э.В.

Томский государственный архитектурно-строительный университет

Метод высокоинтенсивной имплантации металлических ионов, реализованный с использованием источника ускоренных ионов и плазмы на основе непрерывного вакуумного дугового разряда «Радуга 5» открывает широкие перспективы для модификации конструкционных материалов. Важнейшими достоинствами этого источника является высокая скорость набора дозы имплантируемых ионов, контролируемая температура мишени и возможность формирования модифицированных поверхностных слоев толщиной до нескольких микрометров. Источник «Радуга 5» может быть применен для формирования наноразмерных интерметаллидных фаз в поверхностных слоях микронной толщины с целью повышения износостойкости и жаростойкости конструкционных металлических материалов.

Целью работы было экспериментальное исследование возможности использования высокоинтенсивной имплантации ионов алюминия в поликристаллический никель и титан для формирования приповерхностного слоя облучаемой мишени, содержащего нанофазные интерметаллиды, толщина которого на несколько порядков превышает проективный пробег ионов в облучаемой мишени.

Установлено, что ионная имплантация алюминия в никель и в титан в высокоинтенсивном режиме (частота следования импульсов ускоряющего напряжения –170 имп/с; длительность импульса – 400 мкс; плотность тока в импульсе 1,5 мА/см2, энергия ионов 20-60 кэВ) позволяет формировать в поверхностном слое микронных толщин мелкодисперсные фазы интерметаллидов (NiAl, Ni3Al Ti3Al и TiAl), которые характеризуются рядом уникальных свойств как высокая температура плавления, высокие жаростойкость и износостойкость, а также твердые растворы переменного по глубине состава. Образующиеся фазы интерметаллидов по размерам зерен необходимо отнести к нанофазам (30-100 нм).

Повышение температуры мишени за счет высокой плотности ионного потока, а также длительности ионной обработки позволяет увеличить толщину модифицируемого слоя до нескольких микрометров. Следует ожидать, что такие поверхностные слои, содержащие высокую плотность наноразмерных интерметаллидных фаз, будут иметь высокую жаростойкость и износостойкость.

^ Шифр гранта: Т00-7.5-2777

Публикации

1. Рябчиков А. И., Козлов Э. В., Шаркеев Ю. П., Фортуна С. В., Курзина И. А, Мельник И. А., Степанов И. Б., Шулепов И. А. Проблемы формирования твердых растворов и интерметаллидных фаз системы Ni-Al при высокоинтенсивной ионной имплантации. Статьи и тезисы 2-го Международного симпозиума <Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах>, 24-26 сентября 2001 г., г. Сочи, Лазаревское. с. 162-167.

2. Козлов Э. В., Рябчиков А. И., Шаркеев Ю. П., Фортуна С. В., Курзина И. А., Конева Н. А., Степанов И. Б., Шулепов И. А., Прокопова Т. С. Образование наноразмерных вторичных фаз при высокоинтенсивной ионной имплантации. Научные труды 5-го международного семинара <Современные проблемы прочности> имени В. А. Лихачева, 17 - 21 сентября 2001 г., Старая Русса, т. 1, с. 101-105.

3. Э. В. Козлов, А. И. Рябчиков, Ю. П. Шаркеев, С. В. Фортуна, И. А. Курзина, И. А. Мельник, Т. С. Прокопова, И. Б. Степанов, И. А. Шулепов. Проблемы формирования твердых растворов и интерметаллидных фаз системы Al-Ni при высокоинтенсивной ионной имплантации 66 (2002) 819-823.

4. Kozlov E. V. , Raybchikov A. I. , Sharkeev Yu. P. , Stepanov I. B. , Fortuna S. V. , Sivin D. O. , Kurzina I. A. , Prokopova T. S. , Mel'nik I. A. Formation of intermetallic layers at high intensive ion implantation. Surf. Coat. Techn. 158-159 (2002) 343-348.

5. Э. В. Козлов, А. И. Рябчиков, Ю. П. Шаркеев, С. В. Фортуна, И. А. Курзина, И. Б. Степанов. Формирование нанокристаллических фаз при высокоинтенсивной имплантации ионов алюминия в никель. Материалы XII Международной конференции <Радиационная физика твердого тела> Севастополь, Украина, 2002, с.363-367.

6. Э.В. Козлов, А.И. Рябчиков, Ю.П. Шаркеев, С.В. Фортуна, И.Б. Степанов, И. А. Курзина, Д.О. Сивин, И.А. Мельник, Т.С. Прокопова, И.А. Шулепов Формирование интерметаллидных слоев методом высокоинтенсивной ионной имплантации. 1. Элементный состав и макроскопические характеристикититана, имплантированного алюминием. 6-th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, Proceedings, Tomsk, Russia, 2002, 238-241

7. Э. В. Козлов, А. И. Рябчиков, Ю. П. Шаркеев, И. А. Курзина, И. Б. Степанов, Д. О. Сивин, С. В. Фортуна, А. И. Мельник, Т. С. Прокопова, И. А. Шулепов. Формирование интерметаллидных слоев методом высокоинтенсивной ионной имплантации 2. Микроструктура и фазовый состав. 6-th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, Proceedings, Tomsk, Russia, 2002, 242-246

^ В 2002 г. направлены в печать три статьи и подготовлены для печати две статьи:

1. <Поверхность>, Э. В. Козлов, Ю. П. Шаркеев, С. В. Фортуна, И. А. Курзина, И. А. Мельник, Т. С. Прокопова. Фазовый анализ поверхностных слоев никеля, имплантированного алюминием.

2. , N. A. Koneva, E. V. Kozlov, Yu. P. Sharkeev, S. V. Fortuna, I. A. Kurzina, A. I. Ryabchikov, I. B. Stepanov, I. A. Shulepov. Formation of Nanoscale Intermetallic Phases in Ni Surface Layer at High Intensity Implantation of Al Ions.

3. <Перспективные материалы>, Ю. П. Шаркеев, И. А. Курзина, С. В. Фортуна, Д. О. Сивин, И. А. Божко, М. П. Калашников. Формирование поверхностных слоев, содержащих интерметаллидные соединения, при высокоинтенсивной ионной имплантации в системах Ni-Al, Ti-Al, Fe-Al.

4. <Металлофизика и новейшие технологии>, Э.В. Козлов, А.И. Рябчиков, Ю.П. Шаркеев, И. А. Курзина, С. В. Фортуна, И. Б. Степанов, Д. О. Сивин, И. А. Божко, М. П. Калашников. Высокоинтенсивная имплантация ионов алюминия в титан.

5. <Известия Вузов, Физика>, Э. В. Козлов, А. И. Рябчиков, Ю. П. Шаркеев, И. А. Курзина, С. В. Фортуна, И. Б. Степанов, Д. О. Сивин, И. А. Божко, М. П. Калашников Высокоинтенсивная ионная имплантация - метод формирования мелкодисперсных интерметаллидов в поверхностных слоях металлов.

^ По результатам работы подготовлено и сделано двенадцать докладов на конференциях, симпозиумах и семинарах:

1. Рябчиков А. И., Козлов Э. В., Шаркеев Ю. П., Фортуна С. В., Курзина И. А, Мельник И. А., Степанов И. Б., Шулепов И. А. Проблемы формирования твердых растворов и интерметаллидных фаз системы Ni-Al при высокоинтенсивной ионной имплантации. 2-й Международный симпозиум <Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах>, 24-26 сентября 2001 г., г. Сочи, Лазаревское.

2. Рябчиков А. И., Козлов Э. В., Шаркеев Ю. П., Фортуна С. В., Степанов И. Б., Шулепов И. А., Курзина И. А., Конева Н. А. Формирование интерметаллидных слоев при высокоинтенсивной ионной имплантации. 4-ая Международная конференция <Взаимодействие излучений с твердым телом>, 3 - 5 октября 2001 г., Минск, Беларусь.

3. Козлов Э. В., Рябчиков А. И., Шаркеев Ю. П., Фортуна С. В., Курзина И. А., Конева Н. А., Степанов И. Б., Шулепов И. А., Прокопова Т. С. Образование наноразмерных вторичных фаз при высокоинтенсивной ионной имплантации. 5-й Международный семинар <Современные проблемы прочности> имени В. А. Лихачева, 17 - 21 сентября 2001 г., Старая Русса.

4. Ryabchikov A. I., Kozlov E. V, Sharkeev Yu. P., Fortuna S. V., Stepanov I. B., Shulepov I. A. Formation of Intermetallic at High Intensity Ion Implantation. 12ht International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beam. Marburg (Germany), September 9-14, 2001.

5. Ryabchikov A. I., Kozlov E. V, Sharkeev Yu. P., Fortuna S. V., Stepanov I. B., Shulepov I. A., Kurzina I. A., Koneva N. A. Intermeallic Layer Formation at High Intensity Ion Implantation. China - Russia Seminar on Nonequilibrium Phase Transition under Ultra-Conditions. Yanshan University Qinhuangdao, P. R. China, July 29-31, 2001.

6. Мельник И. А., Прокопова Т. С., Курзина И. А., Фортуна С. В. Формирование высокодефектных микроструктур в процессе высокодозовой ионной имплантации. 4-я Всероссийская конференция молодых ученых <Физическая мезомеханика материалов>, Томск, 19 - 23 ноября 2001 г.

7. Прокопова Т. С., Мельник И. А., Курзина И. А., Фортуна С. В. Высокоинтенсивная имплантация ионов алюминия в никель. 4-я Всероссийская конференция молодых ученых <Физическая мезомеханика материалов>, Томск, 19 - 23 ноября 2001 г.

8. Мельник И.А., Прокопова Т.С., Курзина И.А., Фортуна С.В. Влияние высокоинтенсивной ионной имплантации на процесс образования наноразмерных интерметаллидных фаз в системе Ni-Al Материалы III школы-семинара молодых ученых <Современные проблемы физики и технологии>, 2002, Томск, с.28-30

9. Козлов Э. В., Шаркеев Ю. П., Фортуна С. В., Курзина И.А., Мельник И.А., Прокопова Т.С. Фазовый анализ поверхностных слоев никеля, имплантированных алюминием. Материалы XIX Российской конференции по электронной микроскопии. ЭМ' 2002., Черноголовка , 2002., с.41.

10. Козлов Э. В., Шаркеев Ю. П., Рябчиков А. И., Курзина И. А., Степанов И. Б. , Фортуна С. В., Сивин Д. О., Прокопова Т. С., .Мельник И. А. Формирование интерметаллидов и твердых растворов систем Ni-Al, Ti-Al при высокоинтенсивной ионной имплантации ионов металлов. Материалы международного совещания <Фазовые преврвщения в твердых растворах и сплавах>. 2002. Сочи, Россия, с.149.

11. Э. В. Козлов, А. И. Рябчиков, Ю. П. Шаркеев, С. В. Фортуна, И. Б. Степанов, И. А. Курзина, Д. О. Сивин, И. А. Мельник, Т. С. Прокопова, И. А. Шулепов Формирование интерметаллидных слоев методом высокоинтенсивной ионной имплантации. 1. Элементный состав и макроскопические характеристикититана, имплантированного алюминием. 6-th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, Tomsk, Russia, 23-28 September 2002.

12. Э. В. Козлов, А. И. Рябчиков, Ю. П. Шаркеев, И. А. Курзина, И. Б. Степанов, Д. О. Сивин, С. В. Фортуна, А. И. Мельник, Т. С. Прокопова, И. А. Шулепов. Формирование интерметаллидных слоев методом высокоинтенсивной ионной имплантации 2. Микроструктура и фазовый состав. 6-th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, Tomsk, Russia, 23-28 September 2002.

^

Подраздел 7.6. Переработка ядерного топлива и удаление отходов



ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ И ТЕРМОГРАДИЕНТНОЙ ДИФФУЗИИ В ГРУНТЕ, ВКЛЮЧАЮЩЕМ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ЗАКАЧКИ И ХРАНЕНИЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

^ Руководитель НИР: Шаманин И.В

Томский политехнический университет

Сформулирована феноменологическая модель процесса подземного захоронения жидких РАО, разработана трехмерная математическая модель теплопереноса в объеме грунта и программа расчета полей температур и давлений в нем. Программа позволяет рассчитывать распределение тепловыделения, температуру и избыточное давление в любой точке грунта для заданных: картограмм расположения скважин, глубин скважин и состава РАО в скважинах.

Численные эксперименты выполнены для следующих параметров моделируемой системы. Размеры площадки (xyz), на которой расположены скважины - 1100×1500 м. скважины расположены по периметру площадки. Всего 10 скважин. Из них 5 скважин – для закачки отходов на глубину (350÷400) м, 5 скважин – для закачки отходов на глубину (280÷310) м. Скважины различной глубины чередуются. В скважины нагнетаются отходы низкого уровня активности либо высокого уровня активности.

В случае закачки НАО максимальное превышение температуры над естественной вблизи скважин достигает 18÷20 ºС. Объемные источники энерговыделения во вмещающей породе формирует деформированное кольцо вокруг скважин. Во внутреннем контуре кольца температуры не отличаются от фоновых. За пределы площадки поле аномальных температур не распространяется.

В случае закачки ВАО значения температур превышают естественную не более, чем на 40÷50 ºС. Локально, в непосредственной близости от скважин, превышает 160 ºС. После прекращения закачки ВАО температура вблизи скважин продолжает повышаться 4÷5 месяцев, а затем снижается. Это объясняется распадом короткоживущих радионуклидов. За пределы площадки поле аномальных, сверхъестественных температур не распространяется.

Закачка РАО приводит к формированию крупного купола избыточных давлений с серией максимумов, соответствующих расположению скважин. В пределах площадки купол имеет сложную структуру, обусловленную распределением глубин скважин.

В случае закачки НАО избыточные давления в районе расположения скважин составляют (85÷100)% от нормального. При удалении от каждой скважины они снижаются практически обратно пропорционально логарифму расстояния. На границе площадки избыточные давления составляют (10÷20)% от нормального.

Шифр гранта Т00-7.6-898

Публикации


1. Шаманин И.В., Демянюк Д.Г., Мирошниченко А.А. Решение трехмерной нестационарной задачи теплопроводности применительно к случаю подземного хранилища для закачки жидких радиоактивных отходов // Известия ВУЗов. Серия "Физика".




Скачать 172,18 Kb.
оставить комментарий
Дата05.03.2012
Размер172,18 Kb.
ТипИсследование, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх