Доклады на зарубежных научно-технических мероприятиях

Интерес к исследованию термодинамических свойств гелия, водорода и его изотопов при высоких давлениях и температурах связан с их широким распространением в природе и применением в различных высокоэнергетических конструкциях. Для изучения процессов в недрах планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Нептуна и др. а также многочисленного отряда так называемых «внесолнечных» планет необходимо знать, как меняются параметры уравнения состояния, в том числе в процессе изэнтропического сжатия этих газов и их смесей. Такие условия реализуются в цилиндрических стальных камерах, ранее использовавшихся при исследовании  газообразного дейтерия, позволяющие более длительно удерживать вещество при высоком давлении по сравнению с нагружением однократной ударной волной. Отметим, что эксперименты по исследованию квазиизэнтропического сжатия плотного газообразного дейтерия в цилиндрических конструкциях проводятся, во ВНИИЭФ начиная с 1999 года. На основе анализа данных  по зарегистрированному скачку плотности дейтерия приблизительно на 20% при давлении около 140 ГПа в сделано предположение о возможной связи резкого увеличения плотности с фазовым переходом. Однако, предположение фазовом переходе в дейтерии основывалось, по - существу, на одной экспериментальной точке при давлении около 140 ГПа. Безусловно, для надежного подтверждения обнаруженного скачка плотности необходимо провести дополнительные эксперименты в диапазоне давлений близких к указанному значению.

В данной работе рассматриваются динамические свойства диссипативных структур, которые позволяют получить временную зависимость накопления каскада центров разрушения на различных стадиях процесса разрушения и определить временную границу сохранения функциональных свойств металлов, находящихся в экстремальных условиях. Получены функциональные соотношения для описания иерархической модели разрушения металлов при высокоинтенсивном внешнем воздействии. Представлена иерархическая модель динамического разрушения, основанная на обширном экспериментальном материале, математическом формализме теории перколяции, фрактальной геометрии.

Установлены границы сохранения функциональных свойств металлов при динамическом разрушении в экстремальных условиях (диапазон долговечности t ~ 10^-6  10^-10 с.). Методы нелинейной физики позволили установить универсальные признаки эволюции неравновесных систем, обусловленные коллективными эффектами и явлениями самоорганизации в возникающих диссипативных структурах. В работе получено соотношение скорости центрообразования, приведена универсальная поверхность разрушения ряда металлов, которая позволяет моделировать поведение металлов в лабораторных условиях и прогнозировать временную границу сохранения функциональных свойств.

Одним из направлений экспериментальных исследований свойств вещества в экстремальном состоянии, проводящихся на мощных импульсных лазерных установках, являются исследования сечений взаимодействия рентгеновского излучения с плазмой. Характеристики установки «Искра – 5» (ВНИИЭФ) позволяют создавать плазму с высокой степенью ионизации атомов, что дает возможность изучать параметры излучения ионов широкого диапазона атомных весов. В докладе представлены результаты численного исследования генерации жесткого рентгеновского излучения пленок из цинка и галлия, облучаемых лазерным излучением установки «Искра - 5». Исследуется выход жёсткого РИ в диапазоне генерации линий до гелиеподобных состояний ионов при интенсивности падающего ЛИ с длиной волны 1,315 мкм (первая гармоника) и 0,657 мкм (вторая гармоника) ~ 10¹⁴ - 10¹⁵ Вт/см² при длительности лазерного импульса около 0,5 нс. Перенос лазерного и рентгеновского излучения моделируется с учетом степени ионизации плазмы, газодинамического движения среды, электронной и ионной теплопроводности и обменом энергией между электронной и ионной компонентами плазмы. Расчеты выполнялись в приближении локального термодинамического равновесия (ЛТР) и с учетом неравновесности процессов в лазерной плазме (НЛТР). Представлено сравнение с экспериментальными данными. При учете неравновесности процессов расчетные результаты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.

В докладе описаны этапы расчета и проведения испытаний конструкций механическим импульсом, генерируемым с помощью электрического взрыва фольг. Электрический взрыв фольг позволяет охватить диапазон от небольших величин импульса до разрушающего уровня и поэтому является удобным методом для определения порога прочности конструкций. Также описаны эксперименты по моделированию воздействий, приводящим к откольным отслоениям «типа пыления» толщиной ~ 0,1 мм, осуществляемых с помощью ударной пластинки, ускоренной магнитным давлением от тока сильноточной конденсаторной батареи.

Целью настоящих исследований являлось экспериментальное определение кинетических характеристик для «голой» РС из ²³⁹Pu (98%, масс.) в δ - фазе, критические параметры которой (геометрия, нуклидный состав и др.) содержатся в Международном Справочнике по тестовым (benchmark) экспериментальным данным для ядерной критической безопасности; Эксперименты были выполнены на критическом стенде ФКБН - 2М (физический котел на быстрых нейтронах, модернизированный).

Представлены экспериментальные данные по критическим параметрам, спектрам потока нейтронов и полным числам реакции ²³⁸U (n, γ) для критических сборок из ²³⁵U (36%), ²³⁵U (89,6 %), ²³³U и ²³⁹Рu с отражателями из урана естественного изотопного состава. Исследование проведено на основе измерения плотностей и эффективных сечений реакций деления ²³⁵U, ²³³U, ²³⁸U, ²³⁹Рu, ²³⁷Np, ²³²Тh, ²⁴⁰Рu и реакций ³²S (n, p), ²³⁸U (n, 2n), ²³²Тh (n, 2n), ²³⁸U (n, γ), ¹⁹⁷Au (n, γ), ⁶Li (n, α), ¹⁰B (n, α). На основе расчетного моделирования указанных сборок оценено соответствие полученных экспериментальных характеристик современным требованиям к интегральным ядерным данным.

Представлены эксперименты на сферических металлических сборках из ²³⁵U (89,6%) и ²³⁹Pu (98 %) в δ - фазе без отражателей. Подобраны критические (Кэфф. = 1) конфигурации сборок (КС) на стенде ФКБН в РФЯЦ - ВНИИЭФ. Сформулированы простые модели КС для использования их при расчетном анализе экспериментов. Измерены распределения по радиусу КС плотностей различных ядерных реакций. По полученным данным восстановлены энергетические спектры нейтронов и определены эффективные сечения ядерных реакций в центре и вблизи внешней поверхности КС. Определены числа нейтронов утечки из КС, нормированные на одно деление в активной зоне (АЗ). Измерены спады плотности потока мгновенных нейтронов утечки из сборок при различных значениях их реактивности  и определены : константы Росси - α, эффективные доли запаздывающих нейтронов (β_эфф.) и время жизни мгновенных нейтронов в КС (τ). Полученные в экспериментах результаты могут быть использованы для верификации ядерных констант, в  частности, при расчетах по ядерной критической безопасности.