Ученые МИФИ осуществили пуск экспериментального нейтронного генератора нового типа
Лазеры в науке, Сделано в России 30.09.2021 Комментарии к записи Ученые МИФИ осуществили пуск экспериментального нейтронного генератора нового типа отключеныКоллектив исследователей кафедры электротехники и кафедры физики микро- и наносистем НИЯУ МИФИ произвёл физический пуск экспериментального портативного импульсного нейтронного генератора нового типа.
Центральным элементом генератора является лазерно-плазменный источник ионов тяжелого водорода с магнитной изоляцией. Генератор не имеет аналогов среди современных портативных нейтронных генераторов, таких, например, как генераторы на вакуумных и газонаполненных нейтронных трубках, а также на камерах плазменного фокуса и представляет собой, по сути, образец нового поколения генераторов такого типа.
Как сообщил заведующий кафедрой электротехники МИФИ Эдуард Школьников, первые работы по тематике подобных генераторов появились в 1980-е годы в России, однако до сих пор не было создано ни одной установки для практического использования.
«Разработанный генератор не преследует цели импортозамещения, это оригинальная российская разработка», – подчеркнул он.
«Наличие в структуре лазерно-плазменного нейтронного генератора системы лазерной наработки плазмы позволяет создавать потоки ионов с плотностью тока до 10 А/см и генерировать рекордные импульсные потоки быстрых нейтронов в компактных установках. Так наличие лазера с энергией 0,2 Дж в сооружаемой установке позволяет получить нейтронный выход на нейтронообразующей мишени величиной до 109-1010 нейтрон за импульс на d(d,3He)n ядерной реакции и 1011-1012 на d(t,4He)n реакции, что соответствует максимальным нейтронным потокам в установках в камерах плазменного фокуса и даже превосходит их. Увеличение мощности лазера позволит получать нейтронные потоки, заметно превосходящие эти значения. Следует заметить, что длительность импульса нейтронов составляет от десятков до сотен наносекунд», – сообщил Э. Школьников.
Такие характеристики создаваемых нейтронных генераторов позволят реализовать технологии, недоступные другим инструментариям. Среди них – решение термоядерных проблем, проблем атомной энергетики и радиационной электроники, а также создание досмотровых систем по обнаружению и контролю радиоактивных и взрывчатых веществ.
Создаваемая установка содержит лазерный блок с системой управления лазерным лучом, блок генератора импульсных напряжений, магнитную или электрическую систему подавления вторичных электронных потоков, вакуумную и метрологическую системы, плазмо- и нейтронообразующие мишени.
Физическому пуску установки предшествовал большие теоретические и экспериментальные работы. В частности, ученые строили численные модели генератора и анализировали с их помощью физические процессы. Экспериментальные работы были посвящены разработке отдельных систем установки. По результатам работ авторы получили более10 патентов.
Как отметил Э. Школьников, проведенные исследовательские работы продемонстрировали определенные перспективы данного класса нейтронных генераторов. В частности, лазерно-плазменный диод дает возможность реализовать коллективные методы ускорения электронным пучком, а также индукционное ускорение ионов.
Очередным этапом разработки будет создание прототипа промышленного образца нейтронного генератора.
Источник: МИФИ
