Отчет о выполнении учебно-исследовательской работы на тему: Возможность увеличения производительности вакуумной нейтронной трубки. подготовила студентка группы Е 8 -04: Власюк А. В. научный руководитель: Беграмбеков Л. Б.
Актуальность • Улучшение эксплуатационных характеристик вакуумных нейтронных трубок (ВНТ), которые в настоящее время широко применяются в различных технических областях. 2
Вакуумные нейтронные трубки 1. Насыщенная тритием мишень (катод) 2. Ионный источник (анодный узел) 3. Анод ионного источника 4. Катод ионного источника 120 к. В D + Т → 4 Не + n + 17, 6 Мэ. В
Цель Определить возможные пути повышения производительности источника нейтронов. Задача • определить концентрацию дейтерия в мишени, распределение его по мишени Метод исследования • термодесорбционная спектрометрия 4
Установка МИКМА 1. Шлюзовая камера 2. Камера ионного источника 3. Плазменная камера 4. ТДС камера 5. Подвижный ввод образца 6. Патрубки откачки 7. Водяное охлаждение 8. Образец 9. Нагреватель образца 10. Патрубки 11. Проходные клапана 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. Уплотнение Анод Катод Зонд Ленгмюра Экран Вентилятор Квадрупольный масс-спектрометр Напуск газа Линия анализа газов в плазменной камере 5
Эксперимент Распределение дейтронов по глубине мишени • Мишень: Mo подложка 0, 5 мм (Ø 15, 7 мм), Sc пленка 1, 7 мкм (Ø 12 мм). • использовались фрагменты из различных областей мишени. • Проводился анализ мишени до и после насыщения ее дейтерием край середина центр 6
Спектры термической десорбции различных участков мишени • ТДС спектр D 2 из образцов, вырезанных из различных частей скандиевой мишени. • Скандиевая мишень насыщалась дейтерием из газовой фазы при повышенных температурах в НИИА Скорость нагрева при ТДС измерениях была постоянной и равнялась 5 К/с 7
Распределение дейтерия по поверхности мишени Полное количество дейтерия в мишени - 1, 1× 1018 атомов. При обеспечении максимального и равномерного по радиусу насыщения, содержание дейтерия в мишени можно увеличить до 1, 5× 1018 атомов. • • Это позволяет повысить концентрацию дейтерия в мишени на 18 % 8
Распределение водорода и дейтерия по мишени D 2 , HD , D, H, центр 2, 4 x 1017 2 x 1017 1, 6 x 1017 6, 3 x 1017 5, 6 x 1017 середина 2, 7 x 1017 2 x 1017 1, 7 x 1017 5, 7 x 1017 край 5, 2 x 1017 1, 8 x 1017 12, 2 x 1017 5, 8 x 1017 мол/(см 2) атом/(см 2) • Существует потенциал для увеличения концентрации дейтерия в мишени за счет замещения на него водорода Возможное повышение концентрации составит 45%. атом/(см 2)
![Сравнение термодесорбционных спектров скандиевой и титановой [1] мишеней • Энергии связи Sc-H 55, 2](https://present5.com/presentation/12895785_187174874/image-10.jpg "Сравнение термодесорбционных спектров скандиевой и титановой [1] мишеней • Энергии связи Sc-H 55, 2")
Сравнение термодесорбционных спектров скандиевой и титановой [1] мишеней • Энергии связи Sc-H 55, 2 ккал/моль Ti-H 54, 0 ккал/моль • Максимум термической десорбции из скандия находится на ~200 К выше, чем из титана, поскольку энергия связи Sc с изотопами водорода выше, чем у Ti. [1] ОТЧЕТ ПО УИРУ 2011 ГОД, СТУДЕНТ Ермаков В. Н
Захват и концентрации изотопов водорода в скандиевых мишенях Sc мишень Ti мишень Концентрация D после насыщения, ат/мм 3 6× 1018 ~5× 1019 Концентрация H после насыщения, ат/мм 3 2, 8× 1018 ~1× 1019 Концентрация H до насыщения, ат/мм 3 1, 8× 1018 ~0, 5× 1018 H : D 0, 45 ~0, 2 D : Me 0, 15 ~0, 9 H : Me 0, 07 ~0, 2 (Н+D) : Me 0, 22 ~1, 1 Max (H+D) : Me. гидрид Ме. H 2 2 2
Заключение Для повышения эффективности ВНТ предлагается: • Достичь однородности концентрации трития по всей площади мишени • Можно полагать , что при оптимальных условиях насыщения мишени, на месте захваченного водорода должен быть тритий • Указанные меры суммарно должны повысить концентрацию трития в скандиевой мишени на ~ 60 % Мишени, насыщенные в НИИА, имеют концентрации трития ~10 раз меньше, чем максимально возможные для скандия. 12
Спасибо за внимание!
Скачать презентацию Отчет о выполнении учебно-исследовательской работы на тему Возможность
Власюк.pptx