Сверхтекучий Гелий Ультрахолодные Нейтроны
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Сверхтекучий Гелий Ультрахолодные Нейтроны
Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 593653)
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.
2 15 Запуск полномасштабной модели источника ультрахолодных нейтронов со сверхтекучим гелием © А.П. Серебров ,1 В.А. Лямкин,1 Д.В. Прудников,1 К.О. Кешишев ,2 С.Т. Болдарев,2 А.В. Васильев 1 1 Петербургский институт ядерной физики им. <...> П.Л. Капицы РАН, 119334 Москва, Россия E-mail: serebrov@pnpi.spb.ru Поступило в Редакцию 20 июня 2016 г. Разработан проект источника ультрахолодных нейтронов ( УХН ) для реактора ВВР-М , основанный на использовании сверхтекучего гелия для производства УХН . <...> Создана полномасштабная модель источника , которая включает в себя все необходимое криогенное и вакуумное оборудование, а также криостат и модель источника УХН . <...> После проведенных практических экспериментов на технологическом комплексе источника УХН была получена температура сверхтекучего гелия T = 1.08K без тепловой нагрузки и температура T = 1.371K при тепловой нагрузке на имитаторе P = 60W. <...> Результат демонстрирует возможность реализации проекта источника УХН на реакторе ВВР-М и возможности применения сверхтекучего гелия в атомных технологиях. <...> 2017.02.44142.1941 Введение Ультрахолодные нейтроны (УХН) обладают свойством отражаться от вещества при любых углах падения, поэтому их можно хранить в материальных ловушках десятки и сотни секунд. <...> Если в 80-х г. было только два центра — Петербургский институт ядерной физики ( ПИЯФ )(Гатчина) и Институт Ладэ-Лапжевена (ИЛЛ)(Гренобль), где проводились исследования по поиску электрического дипольного момента (ЭДМ) нейтрона с помощью УХН, то сейчас их уже девять. <...> Поэтому там, где будет создан наиболее интенсивный источник УХН , и будет получен наиболее точный результат, а возможно, открыт ЭДМ нейтрона, что будет важнейшим событием в физике. <...> Наша цель состоит в создании самого интенсивного источника УХН на реакторе ВВР-М ПИЯФ НИЦ КИ и проведение измерений ЭДМ нейтрона с точностью 3 · 10−28 e · cm. <...> 301 Использование сверхтекучего гелия для производства ультрахолодных нейтронов Метод получения УХН на реакторе ВВР-М в ПИЯФ будет <...>
вакуумная откачка
ванна криостата
ванна модели
ввр-м
верхняя ванна
врезультат эксперимента
газообразный гелий
гелиевые ожижители
гелий
жидкий гелий
запуск модели
использование гелия
источник ухн
камера источника
модель источника
нейтрон
нижняя ванна
ожижитель
откачка паров
пары гелия
плотность ухн
подача гелия
полномасштабные модели
получение температур
проекты источников
производство ухн
промежуточные ванны
реактор ввр-м
сверхтекучий
сверхтекучий гелий
серебров
система откачки
температура гелия
тепловая нагрузка
тепловые экраны
трубопроводы откачки
ультрахолодные нейтроны
ультрахолодный
ухн
холодные нейтроны
О консорциуме
Форум
Технические требования
Контакты
v. 1.0.88
Дизайн — AlterEGO
©
Лямкин В.А., Прудников Д.В., Кешишев К.О., Болдарев С.Т., Васильев А.В.
Разработан проект источника ультрахолодных нейтронов (УХН) для реактора ВВР-М, основанный на использовании сверхтекучего гелия для производства УХН. Создана полномасштабная модель источника, которая включает в себя все необходимое криогенное и вакуумное оборудование, а также криостат и модель источника УХН. После проведенных практических экспериментов на технологическом комплексе источника
КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
Название Разработка высокоинтенсивных источников ультрахолодных нейтронов на основе сверхтекучего гелия и научная программа исследований для реакторов ПИК и ВВР-М
Руководитель Серебров Анатолий Павлович,
Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт", Ленинградская обл
Конкурс Конкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований коллективами существующих научных лабораторий (кафедр)»
Область знания, основной код классификатора
02 - Физика и науки о космосе, 02-101 - Физика элементарных частиц
Ключевые слова ультрахолодные нейтроны, сверхтекучий гелий, источник нейтронов, низкие температуры, тепломассообмен, реактор ПИК, международный научный центр, ЭДМ нейтрона, время жизни нейтрона
Аннотация Актуальность
В настоящее время в ФГБУ «ПИЯФ» НИЦ «Курчатовский Институт» создаётся научно-исследовательский реакторный комплекс ПИК - один из шести проектов, включённых Правительством РФ в программу создания собственных мегаустановок мирового класса. Горизонтальные каналы реактора ПИК ГЭК-3 и ГЭК-4 будут оснащены жидкодейтериевыми источниками холодных нейтронов. На этих пучках планируется установить источники для производства ультрахолодных нейтронов (УХН) с плотностью в 10 раз превышающей плотность УХН на существующих в мире источниках. По этому важному параметру реактор ПИК будет выгодно отличаться от реактора ILL. Такой результат в увеличение интенсивности УХН будет достигнут за счёт применения новой технологии со сверхтекучим гелием.
Развитие новой технологии производства УХН важно и по другой причине. В ПИЯФ работает реактор ВВР-М, который указом правительства РФ N2125-р от 30.12.09 включен в список уникальных установок. В настоящее время получены экспериментальные данные, что эксплуатационный ресурс бака реактора ВВР-М составляет ещё 25 лет. Поэтому рассматривается возможность продления сроков эксплуатации реактора ВВР-М до 2022 года и создание в тепловой колонне реактора источника ультрахолодных и холодных нейтронов. Для такого источника имеется вся необходимая инфраструктура, оставшаяся от старого источника холодных и ультрахолодных нейтронов. Закуплено новое современное криогенное оборудование общей стоимостью приблизительно 150 млн. руб. Выполнены MCNP расчёты для оптимизации элементов конструкции в тепловой колонне, разработан концептуальный проект внутриканальной части источника, совместно со специализированными организациями разработан проект демонтажа тепловой колонны.
Производство УХН на выведенных пучках холодных нейтронов реактора ПИК является менее эффективным, чем на реакторе ВВР-М. Направленный нейтронный поток в пучке меньше, чем нейтронный поток в тепловой колонне в геометрии 4pi. Плотность УХН на реакторе ПИК будет в 10 раз меньше, чем на реакторе ВВР-М, но в 10 раз больше, чем в ИЛЛ. Оснащение реактора ПИК пучками УХН является в любом случае необходимым, поэтому развитие технологии работы со сверхтекучим гелием и разработка соответствующих проектов для ВВР-М и ПИК должна быть сделана заранее.
Конкретная задача
В данном гранте предлагается: разработка метода, основанного на использовании сверхтекучего гелия для производства УХН, подготовка проектов источников для ВВР-М и ПИК и научной программы исследований. Реализация подготовленных проектов будет осуществляться в рамках отдельного финансирования. Таким образом, работы по поданному гранту являются подготовкой к принятию дальнейших решений по их реализации. Конечно, целесообразно реализовать оба проекта, т.к. обладая самым интенсивным источником ультрахолодных нейтронов, реактор ВВР-М станет международным центром фундаментальных исследований с ультрахолодными нейтронами.
Опыт
Коллектив лаборатории имеет богатый опыт создание источников ультрахолодных и холдных нейтронов на реакторе ВВР-М и на зарубежных реакторах.
Ниже приводится историческая справка о развитии физики УХН в России и вклад ПИЯФ в этот процесс.
Нейтроны очень низких энергий, которые принято называть ультрахолодными, обладают уникальным свойством: их можно хранить в материальных и магнитных ловушках. Это явление открывает новые методические возможности для проведения прецизионных экспериментов и изучения физики взаимодействия элементарных частиц и прикладные исследования поверхности вещества. Исследования с ультрахолодными нейтронами начались 45 лет назад в России в ОИЯИ и успешно продолжены в ПИЯФ. В течение первых 20 лет плотность ультрахолодного нейтронного газа, выведенного из реактора была увеличена на 8 порядков величины. При этом были использованы охлаждаемые до 20 К замедлители из жидкого водорода, расположенные в бериллиевом отражателе реактора. Рис. 1 иллюстрирует темпы развития источников УХН. В 1985 году в центре активной зоны реактора был установлен жидководородный источник холодных и ультрахолодных нейтронов, благодаря которому реактор ВВР-М успешно конкурировал по потокам холодных и ультрахолодных нейтронов с реактором ИЛЛ. В 1996 году эксплуатация источника была остановлена из-за финансовых проблем, а научные исследования были перенесены во Францию на высокопоточный реактор международного нейтронного центра Института Лауэ Ланжевена.
Дальнейшие усилия по увеличению плотности УХН развивались по пути понижения температуры источников - использования твёрдого дейтерия при температуре 4 К и сверхтекучего гелия при температуре 1 К. Для импульсных нейтронных источников целесообразно использовать твердый дейтерий, а для стационарных реакторов - сверхтекучий гелий.
Новизна
Метод получения ультрахолодных нейтронов, используя сверхтекучий гелий, является очень перспективным. Он основан на эффекте накопления ультрахолодных нейтронов в сверхтекучем гелии из-за особенностей этой квантовой жидкости. Уже проведен ряд успешных экспериментов в Японии и Франции на пучках холодных нейтронов. Принцип получения УХН на сверхтекучем гелии подтвержден экспериментально, стоит вопрос о практическом использовании этого эффекта и инженерном решении этой задачи. Сейчас источники УХН на основе сверхтекучего гелия активно разрабатываются в ряде научных центров Европы, Америки, Японии и Канады.
Задел
Для развития новой технологии производства УХН на реакторе ВВР-М в настоящее время создана полномасштабная технологическая модель источника. Имеется вся необходимая современная криогенная техника и инфраструктура криогенной лаборатории: рефрижератор швейцарской фирмы Linde на 3 кВт мощности при температуре 15К, гелиевый ожижитель производительностью 50 литров/час, вакуумные насосы для откачки гелия и получения температуры 1К и сопутствующее оборудование. Этот комплекс может быть использован для источника УХН на реакторе ВВР-М, а также для подготовки источников УХН на реакторе ПИК.
Научная значимость
На новых источниках УХН запланирована программа исследований фундаментальных взаимодействий. Она включает в себя поиск электрического дипольного момента нейтрона (ЭДМ) нейтрона и прецизионное измерение времени жизни нейтрона. Обе задачи имеют принципиальное значение для физики элементарных частиц и космологии. Нарушение временной инвариантности фундаментальных взаимодействий лежит в основе процесса возникновения Вселенной. Измерение электрического дипольного момента нейтрона является ключевым экспериментом по проверке теорий с нарушением временной инвариантности. Использование новых источников УХН позволит улучшить точность этих экспериментов на порядок величины и проверить теории, предсказывающие существование суперсимметричных частиц. Это проблема, выходящая за рамки Стандартной модели и имеющая даже большее значение, чем открытие бозона Хиггса, ожидавшееся в рамках Стандартной модели.
Общественная значимость
На пучках УХН будут проводиться работы наших коллег из Курчатовского института, ОИЯИ и зарубежных коллег. В настоящее время эти работы проводятся в ILL. Однако физика ультрахолодных нейтронов начиналась в России, и было бы важно восстановить российские приоритеты в этой области и переместить центр исследований с УХН в Гатчину.
Ожидаемые результаты В данной заявке предлагается создать на реакторе ВВР-М и на реакторе ПИК источники УХН на новом принципе с использованием сверхтекучего гелия в качестве конвертора холодных нейтронов в ультрахолодные нейтроны. Это позволит получить интенсивность УХН в 100 раз выше на реакторе ВВР-М, чем в международном нейтронном центре во Франции, а на реакторе ПИК в 10раз выше, чем в международном нейтронном центре во Франции. ПИЯФ НИЦ КИ может стать приоритетным центром исследований с ультрахолодными нейтронами.
Предлагаемый проект позволит создать современный нейтронный центр коллективного пользования с уникальными высокоинтенсивными источниками ультрахолодных нейтронов. В работе центра коллективного пользования примут участие многие институты и университеты России, он станет также центром подготовки научных кадров. Обладая самым интенсивным источником ультрахолодных нейтронов, реактор ВВР-М станет международным центром фундаментальных исследований с ультрахолодными нейтронами.
На рис. 2 представлена возможная схема залов ультрахолодных и очень холодных нейтронов на реакторе ВВР-М после установки источника. Проект не требует капитального строительства и может быть реализован в течение 3 - 4 лет при условии активного финансирование в размере 250 млн. руб., а разработка проекта предлагается в рамках данного гранта.
Другая возможность использования сверхтекучего гелия связана с созданием на реакторе ПИК источников ультрахолодных нейтронов на выведенных пучках нейтронов от источников холодных нейтронов в каналах ГЭК-3 и ГЭК-4. На рис. 3 показана схема размещения источников УХН и установок в экспериментальном зале реактора ПИК. В данном случае требуется закупка криогенного оборудования. В таблице 1 представлен сравнительный анализ двух проектов. Оценку стоимости изготовления источников УХН на реакторе ПИК и закупки криогенного оборудования сейчас представить трудно без предварительного проектирования, но понятно, что это будет в несколько раз больше, чем 250 млн. руб.
Такова долгосрочная перспектива этих проектов.
По условиям конкурса должны быть представлены задачи, которые могут быть реализованы в течение 2 – 3 лет, а по полученным результатам допускается возможность продолжения работы до 5 лет. Конечно, реализация представленных выше проектов не может быть сделана в рамках грантов. Однако разработка проектов и технологии представляется возможной. Поэтому ниже обсуждаются краткосрочная составляющая этих проектов, которая определяет их дальнейшее развитие.
Это завершение создания полномасштабной модели источника и проведение исследовательских работ со сверхтекучим гелием. Главная задача состоит в исследование удержания температуре 1.2 К при тепловой нагрузке 20 Вт. После решения этой задачи будет экспериментально обоснована возможность размещения источника со сверхтекучим гелием в тепловой колонне реактора ВВР-М, и тем более размещение источника со сверхтекучим гелием на пучках реактора ПИК, где тепловая нагрузка составит 6 - 8 Вт.
Таким образом, мы планируем в рамках данной заявки запустить в эксплуатацию в 2014-15 году полномасштабную технологическую модель источника УХН. Получить сверхтекучий гелий, исследовать режим работы и убедиться в возможности поддержания температуры 1.2 К при тепловой нагрузке 20 Вт. В данной схеме будет использован электрический имитатор тепловой нагрузки. О масштабах данной задачи можно будет судить по описанию конкретных задач в следующих разделах заявки.
Следующая задача в рамках данного гранта состоит в разработке детального проекта размещения источника в тепловой колонне реактора ВВР-М и на пучках реактора ПИК, проекта размещения криогенного оборудования в экспериментальном зале реактора ВВР-М и реактора ПИК. Кроме того, для научной программы требуется подготовка экспериментальных установок и развитие технологий, связанных с экспериментальной работой с УХН.
Исходя из выше изложенного, работы по предлагаемому гранту будут развиваться параллельно в трех направлениях:
I. Разработка проектов высокоинтенсивных источников УХН и технологии работы со сверхтекучим гелием для реакторов ВВР-М и ПИК.
II. Подготовка экспериментальных установок.
III. Развитие технологий, связанных с экспериментальной работой с УХН (нейтроноводы УХН, поляризаторы УХН, детекторы УХН).
Разработка высокоинтенсивного источника УХН
Запуск полномасштабной модели источника УХН в эксплуатацию. Проведение исследований на полномасштабной модели источника УХН. Получение режима циркуляции гелия в системе со сверхтекучим гелием. Изготовление сверхтекучего фильтра совместно с Институтом физических проблем. Исследование возможности удержания температуры 1.2 К при тепловой нагрузке 20 Вт. Исследование режимов работы комплекса со сверхтекучим гелием и получение изотопно-чистого гелия. Разработка методики анализа чистоты гелия-4 от гелия-3 на уровне концентрации 10^-9. Разработка детальных проектов источников для реакторов ВВР-М и ПИК. Разработка детальных проектов размещения криогенного оборудования и источника УХН на реакторах ВВР-М и ПИК.
Подготовка научной программы
Подготовка экспериментальных установок и проверка их работы на пучке. Завершение создания установки “Gravitrap 2” для измерения времени жизни нейтрона. Транспортировка установки в Гренобль на реактор ИЛЛ. Монтаж установки “Gravitrap 2” на пучке УХН. Проведение предварительных измерений. Модернизация установки по поиску ЭДМ нейтрона в ПИЯФ. Проведение измерений времени жизни нейтрона на установке “Gravitrap 2” на реакторе ИЛЛ. Проведение измерений ЭДМ нейтрона на пучке УХН реактора ИЛЛ. Разработка схемы размещения экспериментального оборудования. Проектирование нейтроноводных систем.
Развитие технологий, связанных с экспериментальной работой с УХН
Технологии производства нейтроноводов УХН, поляризаторов УХН, камер хранения УХН. Разработка вакуумного стенда для высоковольтных испытаний на 150 кВ для камер хранения ЭДМ спектрометра. Разработка технологии изготовления нейтроноводов методом реплики. Разработка изготовления поляризаторов УХН методом напыления. Модернизация напылительных установок. Разработка детектора для регистрации высокоинтенсивных потоков УХН.
Ожидаемый результат по гранту к концу 2016 года:
I. Разработка детальных проектов источников УХН для реакторов ВВР-М и ПИК
II. Для работы на источниках УХН будут подготовлены 2 установки:
1. Установка для измерения ЭДМ нейтрона.
2. Установка для измерения времени жизни нейтрона.
III. Будут развиты технологии производства нейтроноводов УХН, поляризаторов УХН, камер хранения УХН.
В целом к концу 2016 года будут разработаны детальные проекты источников для реакторов ВВР-М и ПИК, а также подготовлена физическая часть программы исследований с УХН.
Разработанные проекты источников будут представлены для получения финансирования для их реализации
Порно Напоили Спермой
Ники Бенц Порно Фото
Охренительная брюнетка трахается в пизду в позе наездницы