Выпуск 14/2009

Научно-исследовательское издание «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ»

РАЗДЕЛ 10. ИЗОТОПЫ ВОДОРОДА – ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, БЕЗОПАСНОСТЬ, ЭКОЛОГИЯ

УДК 539.123; 539.163.2.001.89
ОПЫТ РФЯЦ-ВНИИЭФ ПО СОЗДАНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ГАЗОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЗОТОПАМИ ВОДОРОДА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ / А. А. Юхимчук, Р. И. Илькаев
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Описаны результаты работ, связанных с применением РФЯЦ-ВНИИЭФ изотопов водорода в различных областях фундаментальной физики, выполненных за последнее десятилетие. Описываются установки газового обеспечения для проведения научных экспериментов, некоторые технические и конструктивные решения ключевых элементов установок и кратко приводятся полученные результаты с использованием созданного оборудования.

УДК 544.344.013-16-13:[669.14.018.8'26'24’259:546.291.027*3:546.11]
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА СО СТАЛЬЮ 12Х18Н10Т, СОДЕРЖАЩЕЙ РАДИОГЕННЫЙ ГЕЛИЙ / Е. А. Денисов¹⁾, А. А. Курдюмов¹⁾, Т. Н. Компаниец¹⁾, А. А. Юхимчук²⁾, С. К. Гришечкин²⁾, Б. С. Лебедев²⁾, И. Л. Малков²⁾, A. Hassanein³⁾, R. Causеy⁴⁾, M. Glugla⁵⁾
1) Санкт-Петербургский государственный университет, НИИ физики им. В. А. Фока;
2) ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров
3) Аргоннская национальная лаборатория, г. Чикаго, США;
4) Национальные лаборатории Сандия, г. Ливермор, США;
5) Научно-исследовательский центр Карлсруэ, г. Карлсруэ, Германия.

В работе дается интерпретация наблюдавшихся явлений, приводятся результаты моделирования и определения параметров, описывающих взаимодействие водорода со сталью 12Х18Н10Т, содержащей до ~ 75 appm радиогенного гелия ³Не.

УДК 669.788+620.172
ВЛИЯНИЕ РАДИОГЕННОГО ³НE И ВОДОРОДА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРУ СТАЛИ 12Х18Н10Т / И. Е. Бойцов¹⁾, С. К. Гришечкин¹⁾, M. Glugla²⁾, С. Л. Канашенко³⁾, R. Causey⁴⁾, A. Hassanein⁵⁾, А. А. Юхимчук¹⁾
1) ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров;
2) Научно-исследовательский центр Карлсруэ, г. Карлсруэ, Германия;
3) Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина, г. Москва;
4) Национальные лаборатории Сандия, г. Ливермор, США;
5) Аргоннская национальная лаборатория, г. Чикаго, США.

Изложены результаты исследований влияния водорода высокого давления (80 МПа), радиогенного ³Не (при концентрациях до 130 appm) и их совместного воздействия на механические свойства и структуру стали 12Х18Н10Т в интервале температур от комнатной до 873 К. Наличие ³He не привело к существенным изменениям прочностных характеристик стали, но существенно снизило ее пластические свойства. Охрупчивание стали, содержащей ³He, усиливается в среде водорода.

УДК 519.6
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЗОТА НА ПРОНИКНОВЕНИЕ ВОДОРОДА В МЕТАЛЛЫ / В. В. Попов
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В связи с перспективами водородной энергетики в последние годы большое внимание уделяется изучению взаимодействия водорода с различными материалами. В моделях обычно учитывается наличие одного газа, взаимодействие с которым рассматривается. Реально же в экспериментах всегда присутствуют примеси других газов, в частности азота, которыми пренебрегают. В данной работе предлагается модель, учитывающая наличие нескольких газов. Исследование модели показывает, что наличие в небольших количествах других газов способно значительно влиять на протекание физико-химических процессов взаимодействия водорода с материалами.

УДК 577.352.4
ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ СВЕРХПРОНИЦАЕМОСТИ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА ЧЕРЕЗ ВАНАДИЕВУЮ МЕМБРАНУ НА УСТАНОВКЕ "ПРОМЕТЕЙ" / Р. К. Мусяев¹⁾, Б. С. Лебедев¹⁾, А. А. Юхимчук¹⁾, А. О. Буснюк²⁾, А. А. Самарцев²⁾, М. Е. Ноткин²⁾, А. И. Лившиц²⁾
1) ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров;
2) Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций.

С целью развития технологии селективной мембранной откачки изотопов водорода для ее использования в реакторах УТС в РФЯЦ-ВНИИЭФ на установке “Прометей” были продолжены эксперименты по исследованию явления сверхпроницаемости при взаимодействии водородных частиц с металлическими мембранами при давлениях 10^-7–10^-4 мбар.
Представлены результаты экспериментов по сверхпроницаемости тепловых атомов изотопов водорода, включая тритий, через ванадиевую цилиндрическую мембрану. Продемонстрирована возможность эффективной откачки, компрессии и рекуперации изотопов водорода. Даны оценки удельной скорости откачки и предельной степени компрессии мембранного насоса на основе сверхпроницаемой мембраны из ванадия.

РАЗДЕЛ 11. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

УДК 669.788.621.039.8:659.157.22
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ СТЕКЛА ПОЛЫХ МИКРОСФЕР ДЛЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА / А. В. Веселов, В. М. Изгородин, Г. В. Комлева, Е. В. Панина, А. П. Пепеляев, П. В. Ширнин
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Проведено исследование проницаемости стекла микросфер по отношению к тяжелым изотопам водорода. Температурная зависимость коэффициента проницаемости стекол для дейтерия и смеси D-T представлена в форме K = K_o exp(-Q/T). Показано, что коэффициент проницаемости для молекул D₂, DT и T₂ является линейно спадающей функцией молекулярной массы. Исследована проницаемость стекла различного состава. Сравнение с литературными данными показало, что в общем коэффициент проницаемости увеличивается с ростом содержания стеклообразующих окислов.

УДК 534.222.2
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ КОМПОЗИЦИЙ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО АЛЮМИНИЯ И ТЭНа К МЕХАНИЧЕСКИМ И ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ / О. Л. Игнатов, В. Н. Лашков, А. Н. Шестаков
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Работа посвящена экспериментальному исследованию влияния добавки порошка ультрадисперсного алюминия с характерным размером частиц ~ 0,15 мкм к ТЭНу различной дисперсности на чувствительность к механическим воздействиям и электрическому разряду, возникающему при пробое зазора (электрической искре), в котором находится взрывчатая композиция.
Исследованы свойства композиций с массовой долей алюминия от 2 до 75 %.

УДК 564.11
ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ, СОДЕРЖАЩИХ ³НЕ, ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ / И. Л. Малков, С. К. Гришечкин, С. В. Златоустовский, Б. С. Лебедев, А. А. Юхимчук
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Описана методика подготовки образцов из конструкционных материалов, содержащих 3Не высокой концентрации. Наработка в образцах ³Не проводилась методом "тритиевого трюка" с последующей выдержкой при комнатной температуре. Приведены процедура и параметры тритирования образцов, методика и результаты их детритизации.
В течение ~ 2,5 лет было получено пять партий образцов из никеля и восемь партий образцов из стали 12Х18Н10Т с концентрацией ³Не от ~ 5 до 130 appm.

УДК 669.2/8
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВА LaNi_4,17Al_0,79 / С. В. Демина¹⁾, М. В. Глаголев¹⁾, А. И. Веденеев¹⁾, С. А. Пиманихин¹⁾, Л. А. Ривкис²⁾, В. Н. Тебус²⁾
1) ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров
2) Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара (ГНЦ РФ ВНИИНМ), Москва

Методом построения изотерм равновесных давлений в интервале температур 20–100 °С исследованы физико-химические характеристики дейтеридов сплавов LaNi_5-xAl_x (х~0,80) различных плавок. Наклон плато полученных изотерм не превышает величины 0,1. Эффект гистерезиса при взаимодействии дейтерия с исследуемыми сплавами оценивается соотношением Р_абс/Р_дес = 1,2-1,3. Из полученных уравнений зависимости равновесных давлений абсорбции и десорбции дейтеридов сплавов от обратной температуры рассчитаны средние значения энтальпии и энтропии образования и разложения дейтеридов исследованных сплавов.

УДК 544.023; 544.032
ВЛИЯНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОШКА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКАНДИЯ НА ЕГО ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ / М. В. Царев, В. В. Мокрушин
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Исследовано влияние гранулометрических свойств порошкового металла на характер зависимости его электропроводности от плотности на примере металлического скандия. Установлено, что уменьшение размера частиц приводит к возрастанию сжимающего усилия, необходимого для разрушения оксидных пленок в местах контакта частиц и перевода порошка в электропроводное состояние. Показана взаимосвязь этого усилия с содержанием оксида скандия, образующего оксидную пленку на поверхности частиц металла. Расширение диапазона размеров частиц порошка приводит к увеличению плотности проводящего кластера за счет более плотной упаковки частиц.

УДК 536.21
РЕЗИСТОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ КОМПОЗИЦИЙ СВС* / В. В. Мокрушин, М. В. Царев, В. Н. Лобанов
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Измерение электрического сопротивления порошковых материалов является одним из самых доступных, чувствительных и информативных методов изучения состояния контактной поверхности их частиц. Применение этих методов в науке и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза позволяет исследовать окисление поверхности частиц в пористой среде, изучать и оптимизировать процессы перемешивания, механоактивации, спекания и другие физико-химические и механические превращения в порошковых материалах, а также получать дополнительные сведения о свойствах и структуре гетерогенных систем.

* © International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 2007. Vol. 16, N 2. Р. 96–104. Allerton Press, Inc., 2007.

РАЗДЕЛ 12. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ДЕЙСТВИЙ

УДК 681.3.05
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОГРАММНЫХ МОДУЛЕЙ / Д. Ю. Борнин, А. А. Курочкин, Д. Б. Николаев
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Рассмотрена проблема обеспечения безопасности и достоверности передачи информации во взаимосвязи с характеристиками передаваемых данных, обладающих внутренними зависимостями. Представлены результаты анализа исполняемых модулей программного обеспечения микропроцессорных устройств различных аппаратных и программных платформ.

УДК 519.72
ПРИМЕНЕНИЕ СТОХАСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ЦЕЛОСТНОСТИ ИНФОРМАЦИИ / А. П. Мартынов, Д. Б. Николаев, В. Н. Фомченко
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Рассмотрена проблема обеспечения достоверности и подлинности информации с применением стохастических методов. Использование стохастических преобразований не уменьшает стойкость безопасного преобразования и позволяет провести количественную оценку качественных параметров информации, таких как своевременность и ценность.

УДК 681.325.3
МЕТОДЫ СИНТЕЗА ДЕКОДЕРОВ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО КОДА / А. А. Курочкин, А. П. Мартынов, М. В. Марунин
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Рассмотрена проблема обеспечения достоверности передачи информации по последовательным каналам связи. Предложены основные принципы построения устройств для декодирования двухуровневых пропорциональных кодов. Приведены варианты схемотехнических решений, реализующие представленные принципы построения декодирующих устройств.

УДК 681.3.05
МЕТОДЫ СЖАТИЯ И КОМПАКТНОГО ДИСКРЕТНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ БЛОКОВ ИНФОРМАЦИИ / А. А. Курочкин, А. П. Мартынов, Д. Б. Николаев, В. Н. Фомченко
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Рассмотрена проблема избыточности при дискретном представлении блоков информации с внутренней структурой. Предложены новые специализированные методы сжатия указанных информационных блоков. Важными свойствами предлагаемых методов являются высокие параметры сжатия, симметричность прямого и обратного преобразований относительно трудоемкости, простые требования к вычислительным ресурсам, а также высокая скорость преобразований.