Материал: Международная телекоммуникатсионная конферентсия Молодеж и наука Ч.2 2015

Ускорительная техника, физика пучков…

А.В. БУЛАНОВ, С.В. САВИН Научный руководитель – Н.П. СОБЕНИН, д.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

РАСЧЕТ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОНОВ

ВКОМБИНИРОВАННОМ УСКОРИТЕЛЕ

Вданный момент линейные ускорители на энергию 10 МэВ широко применимы в металлургии (для выявления дефектов деталей и конструкций) медицине (для лучевой терапии), в пищевой промышленности (для стерилизации продуктов), в системах безопасности (инспекция грузов). Один из типов линейных ускорителей – комбинированный, состоит из секции, работающей в режиме стоячей волны, и секции на бегущей волне. Преимущество данного ускорителя над остальными, состоит в том, что он совмещает в себе достоинства группировки и фокусировки ВЧ поле в секции на стоячей волне при отсутствии соленоида и достоинства ускорения на бегущей волне, где отсутствует отражённая мощность.

Разработан комбинированный ускоритель на энергию 10 МэВ и ток 0.4 мА, состоящий из двух секций. Первая содержит 3 ячейки БУС, в которых происходит группировка электронов. Вторая состоит из 42-х ячеек типа КДВ с магнитной связью, в которых ускорение происходит на бегущей волне с видом колебаний – 2π/3. Рассчитана динамика электронов с начальной энергией 30 кэВ, инжектированных из трехэлектродной пушки

[1].

В структуру подается 5.5 МВт мощности на частоте 2856 МГц. Рассчитан и настроен режим, при котором входная мощность использовалась бы максимально полезно, то есть пучок в группирователе работает как нагрузка, и в момент пролёта пучка отсутствует отражённая мощность от БУС, а в секции КДВ-М устанавливается режим бегущей волны. При выбранных параметрах, занесенных в Таблицу 1, был рассчитан ускоритель, выходные данные которого указаны в Таблице 2.

_______________________________________________________________________

142 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Ускорительная техника, физика пучков…

Основными параметрами ускоренного пучка являются энергетический спектр, сечение пучка на выходе, его поперечный и продольный эмиттанс, данные представлены на рис. 1.

Рис. 4 Энергетический спектр (г), сечение пучка на выходе (в), поперечный (в) и продольные эмиттансы ускоренного пучка (а и б)

Размеры пучка на выходе в плоскости (x,y) не превышают 3 см в диаметре, а по энергетическому спектру, отклонение энергии частиц от 10 МэВ не превышает 300 кэВ.

Список литературы

1.S.V. Matsievskiy, E.A. Savin «Three Electrode electron gun with the decreased anode voltage geometry optimization», RuPAC2014, Obninsk, Russia

2.Н.П. Собенин, О.С. Милованов «Техника сверхвысоких частот», Москва, Энергоатомиздат, 2007

3.Вальднер О.А., Власов А.Д., Шальнов А.В., Линейные ускорители М.: Атомиздат,

1969

_______________________________________________________________________

Ускорительная техника, физика пучков…

Д.В. КОЛОДКО Научный руководитель – В.А. КУРНАЕВ, д.ф.-м.н.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

РАЗРАБОТКА АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Для ионного источника Пеннинга были проведены эксперименты по определению эмиттанса, энергетического распределения и компонентного состава вытягиваемого пучка. Из полученных данных определены оптимальные режимы работы, позволяющие увеличить срок службы и эффективность нейтронных трубок.

В современном мире все большее применение находит нейтронная диагностика. Для получения пучков нейтронов часто используются газонаполненные нейтронные трубки (ГНТ). ГНТ представляет собой миниатюрный ускоритель ионов, состоящий из ионный источника и мишени.

Основная проблема с которой сталкивается производство ГНТ это увеличение срока службы изделия. Главным ограничением по сроку службы являются точечное выгорание мишени или напыление проводящих материалов на высоковольтный изолятор. Причиной этого служит неправильная фокусировка пучка. [1]

Также для более глубокого понимания процесса формирования пучка

ипроведения качественного моделирования и совершенствования ГНТ необходимо знать основные параметры источника такие как: энергетическое распределение и компонентный состав ионов.

Для исследования этих параметров был разработан и создан экспериментальный стенд, позволяющий определять данные характеристики при контролируемых параметрах разряда в источнике.

На сконструированном экспериментальном стенде получены диаграммы эмиттанса для различных режимов работы источника ионов Пеннинга

ивыбран наиболее оптимальный режим. Также, для источника ионов исследована зависимость энергетического распределения и компонентного от напряжения разряда для нескольких давлений.

Создание данного аппаратного комплекса позволит испытывать различных ионных источников, рекомендуемых к использованию в ГНТ.

Список литературы

1. А.Н. Долгов, Д.Е. Прохорович, И.В. Визгалов, Н.В. Мамедов, Д.В. Колодко и др. Комплексный подход в изучении динамики корпускулярного пучка в ионно-оптической системе нейтронной трубки Успехи прикладной физики, том 2, № 3 М.: 2014 С.267

_______________________________________________________________________

144 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНСОЛИДАЦИИ МАТЕРИАЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Д.А. ПЧЕЛЯКОВ, М.С. ЮРЛОВА Научный руководитель – Е.Г. ГРИГОРЬЕВ, к.ф.-м.н., доцент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

КОНСОЛИДАЦИЯ ПОРОШКОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ МГНОВЕННОГО СПЕКАНИЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

На примере многослойного детектора нейтронов рассмотрена оптимизация его конструкции с целью уменьшения количества счетчиков и, как следствие, снижение его стоимости без ухудшения его характеристик чувствительности.

В межкафедральной лаборатории перспективных технологий создания новых материалов расположенной в МИФИ Исследован и отработан метод мгновенного спекания с применением давления, позволяющий в короткие сроки в сравнении с другими технологиями, консолидировать порошковую керамику.

Современное производство изделий из керамики сталкивается с проблемой длительности процессов консолидации порошковых материалов. Нами был опробован метод мгновенного спекания порошковой керамики с применением давления. Данный метод позволяет сократить в разы, время производства изделия из керамики. Сокращение времени достигается следующим образом: через порошковую засыпку в определенный температурный момент (температура ниже, чем в классических методах) пропускается электрический ток, и как результат сопротивления прохождению разряда материалом происходит мгновенное повышение температуры и моментальное спекание заготовки. Прикладываемое давление же повышает плотность конечного изделия и равномерность его структуры.

Похожие работы велись зарубежными учеными, но без применения давления с использованием иного оборудования [1,2].

Список литературы

1.Shikhar K. Jha., Rishi Raj. The Effect of Electric Field on Sintering and Electrical Conductivity of Titania. Journal of The American Ceramic Society., 1-8 (3013).

2.Fabio Trombin and Rishi Raj. Developing processing maps for implementing flash sintering into manufacture of whiteware ceramics. American Ceramic Society Bulletin, Vol. 93, No. 6..

________________________________________________________________________