Высокотемпературная нейтронная мишень

Лаб. 5 / Институт ядерной физики СО РАН
 
В настоящее время в LNL-INFN (Италия) реализуется проект по получению и исследованию короткоживущих радиоактивных изотопов, для которого необходима высокоинтенсивная нейтронная мишень. В ИЯФ предложена схема высокотемпературной мишени, охлаждаемой излучением.

Предложенная схема мишени представляет собой конвертор, набранный из пластин, закрепленных на вращающемся металлическом диске и охлаждаемый собственным тепловым излучением. Наиболее напряженной частью такой мишени является конвертор, который для эффективного охлаждения должен иметь температуру около 1700—2000 °С.



Общий чертеж вращающейся нейтронной мишени. 1 — конвертор, 2 — титановый диск, 3 — болометр, 4 — вращающийся вал, 5 — подшипники, 6 — датчик вибраций, 7 — магнитный датчик вращения, 8 — магнитный захват, 9 — стены вакуумной камеры, 10 — охлаждающие каналы, 11 — конденсаторный датчик, 12 — окно для вывода нейтронного пучка, 13 — коллиматор

В ИЯФ были проведены испытания материалов — кандидатов на роль конвертора мишени в условиях, максимально близко моделирующих прогнозируемые рабочие условия. Испытания заключались в распределенном объемном нагреве образцов электронным пучком до режимов, имитирующих рабочий режим конвертора.

В качестве конвертора использовались такие тугоплавкие материалы, как графит, стеклоуглерод, карбид бора и специально изготовленный графитоподобный материал из изотопа C13.

Графитовые материалы показали свою принципиальную применимость в предложенном варианте нейтронной мишени.

Публикации:

  Study of the Electronic Structure and Properties of 13C-Isotope-Based Composites. Journal of Surface Investigation, 2007. (390 КБ)

  О стабильности и прочности конвертора высокотемпературной нейтронной мишени на основе изотопа углерода 13C. Препринт ИЯФ 2005-1 (840 КБ)

  Надежность и стабильность конвертора высокотемпературной нейтронной мишени на основе графитовых композитов. Препринт ИЯФ 2005-2 (670 КБ)

  High-power Proton Irradiated Solid State Rotating Neutron Target: Conceptual Design and Estimations of the Operation Conditions. K. Gubin, M. Avilov et al. EPAC 2002 (170 КБ)

  Испытания материалов конвертора
М. С. Авилов, К. В. Губин и др. (560 КБ)

  Prototype of High Temperature Intense Neutron Target
K. Gubin, M. Avilov et al., 2004 (390 КБ)

  Test of Materials for the High Temperature Intense Neutron Target Converter
M. Avilov et al., EPAC 2004 (650 КБ)

  Test of Construction for  High Temperature Intense Neutron Target Prototype
M. Avilov et al., EPAC 2004 (700 КБ)

  Workshop on neutron & RIB production targets
LNL, Italy, 2001 (4 МБ)



Прототип нейтронной мишени



Схематический чертеж мишени



Рабочий участок мишени

Вебмастер — Алексей Петренко, 2005 г.