Экспериментальная физика

С.Л.Глушков, Д.А.Калашников, С.С.Ломтев, Д.О.Мансуров, С.Ю.Пучагин, Е.Г.Стенин, К.В.Страбыкин РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ ТИПОВОГО МОДУЛЯ УСТАНОВКИ «ГАММА-4»
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

На импульсном сильноточном ускорителе электронов «Гамма-1» (2МВ, 1МА, 50нс) проведены исследования системы передачи энергии от формирующей системы к диодной нагрузке с целью её использования в составе типового модуля четырехмодульной электрофизической установки «Гамма-4».
В состав системы входят: переходной узел, соединяющий выход предымпульсного коммутатора формирующей системы с коаксиальной водяной передающей линией (ВПЛ), коаксиальная ВПЛ, состоящая из прямого и изогнутого на угол ~79° участков, ускорительная трубка с секционированным изолятором, разделяющим водяной и выкуумируемый объемы трубки, а также магнитноизолированная передающая линия и диодная нагрузка.
В проведённых включениях ускорителя подтверждена работоспособность исследуемой системы передачи энергии. При зарядном напряжении формирующей системы ускорителя ~1 МВ и запасаемой в ней энергии ~120 кДж в диод передаётся ~80 кДж. При этом мощность электрического импульса в диоде достигает ~1,5 ТВт.

 А.В.Фёдоров, А.Л.Михайлов, С.А.Финюшин, Д.В.Назаров, Т.А.Говорунова, Д.А.Калашников, Е.А.Михайлов, В.Н.Князев, И.С.Гнутов ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ  И ОБЪЁМНОЙ СКОРОСТЕЙ  ЗВУКА  В ПРИРОДНОМ  УРАНЕ ПРИ  УДАРНОВОЛНОВОМ  НАГРУЖЕНИИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Методом регистрации профиля массовой скорости с помощью лазерного интерферометра Фабри-Перо в области давлений 40 - 72 ГПа проведены измерения величин продольной и объёмной скорости звука природного урана. Получены экспериментальные зависимости продольной (cl) и объемной (cb) скоростей звука от давления. Определены коэффициент Пуассона и динамический предел текучести урана.

 В.Б. Гречушкин, В.Ф. Колесов, Е.В. Интяпина ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ БЫСТРЫХ ИМПУЛЬСНЫХ РЕАКТОРОВ С УТОЧНЕННЫМ УЧЕТОМ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ ДЛЯ МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ ЦЕЛОСТНОСТИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Рассматриваются результаты моделирования импульсов реакторов БИР, БР-1, БР-1М, выполненных с улучшенным учетом термомеханических явлений. Суть улучшения в том, что вместо аналитических решений уравнений термоупругости проводится численный расчет методом конечных элементов процессов в элементах, вызванных единичным квазимгновенным изменением температуры. На основании этих расчетов и свойств реактора вычисляется влияние такого изменения на реактивность активной зоны и проводится моделирование импульса. Такой способ расчета позволяет смоделировать поведение реактора с различными дефектами активной зоны в интересах улучшения методики контроля целостности активной зоны по рабочим характеристикам импульса. В докладе приведены результаты, полученные для моделирования дефектов в виде сквозной вертикальной трещины в элементах реакторов БР-1 и БР-1М и в виде трещин между центральным и периферийными отверстиями в реакторе БИР. Показано, что методика контроля целостности активной зоны может успешно осуществляться на всех трех системах.

Н.Н. Демина, О.Б. Дреннов, О.А. Бурцева ПРИМЕНЕНИЕ МАНГАНИНОВЫХ ДАТЧИКОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В МАТЕРИАЛАХ ПРИ НАГРУЖЕНИИ КОСОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Проанализировано несколько конструкций манганиновых датчиков давления. Проведено их сравнение в экспериментах по нагружению нормально падающей ударной волной. Выбраны конструкции датчиков для измерения давления при нагружении косой ударной волной.
Проведено сравнение экспериментальных данных с результатами аналитических расчетов по ударным полярам.

К.А. Игнатов, Е.Н. Крылевский ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИАНИРОВАНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ATMEGA 8 ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИМПУЛЬСНОГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В ряде задач аппаратура должна функционировать в условиях повышенного уровня радиации. Поэтому становится актуальным проведение испытаний электронной компонентной базы (ЭКБ) к воздействию ионизирующего излучения. При проведении испытаний наибольшую сложность вызывают испытания программируемых СБИС (микроконтроллеров, ПЛИС) т.к. они работают под управлением программ, хранящихся в их внутренней энергонезависимой памяти, и результаты испытаний могут существенно отличаться в зависимости от режимов работы СБИС. 
Целью данной работы являлось исследование функционирования микроконтроллера Atmega 8 [1] при воздействии импульсного ионизирующего излучения.
В ходе выполнения данной работы был разработан и изготовлен функциональный тестер, позволяющий дистанционно осуществлять контроль работоспособности микроконтроллера при воздействии импульсного ионизирующего излучения. В докладе приведено описание программных и аппаратных средств обеспечивающих тестирование функциональных блоков, входящих в состав МК. Приведены результаты экспериментов, полученных на ускорителях ИЯРФ.

К.Н. Кашпурова, И.В. Чемагина, О.В. Костицын, Б.Г. Лобойко., Н.П. Тайбинов, Т.В. Антипова, Ю.А. Шахторин, Ю.А. Беленовский, И.А .Баталова, Н.Ю. Филиппова ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ  МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ  ВЕЩЕСТВ
ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. Е.И.Забабахина», г. Снежинск

В докладе представлены результаты исследований и дана сравнительная характеристика термической стойкости четырех многокомпонентных ВВ. Исследования термостойкости этих ВВ и их компонентов включали: определение температур начала разложения (метод ТГА), температур начала интенсивного разложения (методы ДТА и ДСК), температур теплового взрыва в условиях динамического нагрева.

А.В. Грунин, О.В. Корочкина, О.С. Кротова, С.А. Лазарев, А.М. Молитвин, Д.В. Ткачук РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НОВЫХ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ И ТЕТРАБРОММЕТАНА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Исследованы метрологические характеристики новых дозиметрических материалов (плёнок) на основе ароматических аминов и тетрабромметана, разработанных в филиале ФГУП «НИФХИ им. Л.Я.Карпова» и предназначенных для измерения поглощенных доз в диапазонах от 50 до 250 Гр, от 200 Гр до 1 кГр и от 600 Гр до 3 кГр. 
Облучение образцов дозиметрических плёнок проводили на воздухе при комнатной температуре при воздействии гамма-излучения изотопной установки ЭТАЛОН-3 из состава вторичного эталона и при воздействии высокоинтенсивного импульсного тормозного излучения (ТИ) моделирующей установки (МУ) ЛИУ-30. Исследования оптической плотности дозиметрических пленок после облучения проводились на спектрофотометре Genesys 6 на длине волны λ~ 620 нм.
Получены зависимости оптической плотности дозиметрического материала от поглощенной дозы гамма-излучения в указанных диапазонах при статическом облучении на изотопной установке ЭТАЛОН–3 и при импульсном облучении на МУ ЛИУ-30. Получены кинетические зависимости оптической плотности облученных образцов, которые свидетельствуют о высокой стабильности показаний дозиметрического материала после облучения.
Представленные опытные партии образцов дозиметрических пленок обладают достаточно высокой чувствительностью и стабильностью показаний во времени, что предоставляет возможность использования данных материалов в составе дозиметров для измерения поглощенных доз в диапазоне от 50 до 3000 Гр. 
Показано, что кривые фединга и величины радиационной реакции дозиметрических пленок существенно отличаются при статическом и импульсном облучении (длительность импульса ТИ МУ ЛИУ-30 на половине высоты – ~ 20 нс). Для корректного измерения поглощенной дозы в условиях воздействия ТИ наносекундной длительности необходимы модификация дозиметрического материала для уменьшения (исключения) зависимости показаний дозиметра от мощности поглощенной дозы и разработка методов градуировки интегральных дозиметров на импульсных источниках.

Е.В.Левкина, Н.В.Невмержицкий, Е.А.Сотсков, Е.Д.Сеньковский, О.Л.Кривонос, А.А.Половников, Е.В.Левкина, С.В.Фролов, С.А.Абакумов, В.В.Мармышев ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЧИСЛА РЕЙНОЛЬДСА НА ПРОЦЕСС ПЕРЕХОДА НЕУСТОЙЧИВОСТИ В ТУРБУЛЕНТНУЮ СТАДИЮ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния числа Рейнольдса течения на процесс перехода неустойчивости Рэлея-Тейлора в турбулентную стадию. В экспериментах слой жидкости ускорялся сжатым газом. В качестве жидкости применялся глицерин, его водные растворы и вода. Коэффициент кинематической вязкости жидкости варьировался от ν~1·10^-6 м²/с до ν~1,29·10^-3 м²/с, величина ускорения жидкого слоя - от g ~ 102g₀ до g ~ 103g₀, число Рейнольдса достигало 106; температура жидкости составляла 17-200 С.
Регистрация процесса велась скоростной видеосъемкой.
Получено, что в вязких средах время перехода неустойчивости в турбулентную стадию существенно зависит как от числа Рейнольдса, так и от масштаба начальных возмущений.

Ю.А.Есаева, Н.В.Жижина, А.В.Козачек, Р.А.Майоров, О.П.Садова, Ф.В.Серов ПРОЕКТ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ УСТАНОВКИ «ГАММА-4»
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Представлен проект автоматизированной системы управления и контроля создаваемой в ИЯРФ РФЯЦ-ВНИИЭФ четырехмодульной электрофизической установки «Гамма-4». Приведена схема деления автоматизированной системы управления (АСУ) установки (технологические, вспомогательные, дополнительные системы и измерительный комплекс), описаны уровни управления АСУ (верхний, средний и нижний). Рассмотрены функции, реализуемые составными частями АСУ, блоки управления, реализующие данные функции, а также определено количество каналов, необходимых для выполнения этих функций.
Определен состав и назначение измерительного комплекса и центрального пульта управления. Выбраны элементы блоков управления дополнительными, вспомогательными и технологическими системами, а также средства сбора, обработки и передачи информации на центральный пульт управления.

Е.Н. Макейкин, В.В. Кокшаров, В.А. Мазанов, С. В. Маркин, С.А. Русин, А.В. Сиренко МНОГОКАНАЛЬНАЯ СПЕКТРАЛЬНО-ПИРОМЕТРИЧЕСКАЯ МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

При исследованиях взаимодействия мощного лазерного излучения (ЛИ) с веществом возникает необходимость измерять высокие температуры поверхностей исследуемых материалов [1] и наиболее подходящими для этого являются пирометрические методы. Для этих целей была разработана многоканальная методика определения яркостных температур на основе оригинального пирометрического модуля, оснащенная пакетом прикладных программ.
Представлены принципиальная схема методики, устройство и принцип работы пирометрического модуля, характеристики его элементов. Приведены результаты тестирования разработанной методики по сертифицированному оптическому микропирометру FMP-1001 и эталонному источнику света (вольфрамовая лампа СИРШ-10).
По алгоритмам изложенным в [2-4], разработано программное обеспечение, с помощью которого по полученным экспериментальным данным можно определять цветовую температуру, спектральную (истинную) температуру и зависимости излучательной способности, как от температуры, так и от длины волны.
Представлены зависимости от времени яркостных, цветовой и спектральной температур, излучательной способности и спектра теплового излучения поверхности образца из конструкционного графита при воздействии на него ЛИ химического кислород-йодного лазера.