ВРАЩАЮЩАЯСЯ МИШЕНЬ С ВОДЯНЫМ ИНЖЕКТОРНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ДЛЯ КОМПАКТНОГО ИСТОЧНИКА НЕЙТРОНОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Компактные источники нейтронов, в том числе основанные на бомбардировке бериллия протонным пучком (например, как в проекте DARIA), предполагают использование мишеней, в которых выделяется большое количество тепла (~10 кВт). Для отвода этой мощности нами ранее была предложена концепция вращающейся мишени с водяным охлаждением, в которой каждый протонный импульс приходился на новую бериллиевую пластину. Это позволило распределить тепловую мощность по большой поверхности и добиться приемлемого теплоотвода из системы. Однако охлаждение было не оптимальным: требовались большие потоки воды, создающие существенные давления около бериллиевых сегментов, что создавало угрозу их разрушения в ходе эксплуатации прибора. В настоящей работе рассмотрена новая, более эффективная, концепция водяного охлаждения, в которой потоки воды направлены перпендикулярно охлаждаемым поверхностям (инжекторное охлаждение). Проведены термодинамические расчеты, позволяющие оценить максимальную температуру мишеней и давление воды около бериллиевых сегментов в зависимости от расхода охлаждающей жидкости. В результате показано значительное улучшение всех характеристик устройства по сравнению со старой концепцией блока мишени.

Об авторах

П. В Швец

Балтийский федеральный университет имени И. Канта

Автор, ответственный за переписку.
Email: pshvets@kantiana.ru
Научно-образовательный центр "Функциональные наноматериалы" Калининград, Россия

П. А Прокопович

Балтийский федеральный университет имени И. Канта

Email: pshvets@kantiana.ru

Научно-образовательный центр "Функциональные наноматериалы"

Калининград, Россия

Е. И Фатьянов

Балтийский федеральный университет имени И. Канта

Email: pshvets@kantiana.ru

Научно-образовательный центр "Функциональные наноматериалы"

Калининград, Россия

С. Ф Сидоркин

Институт ядерных исследований РАН

Email: pshvets@kantiana.ru
Москва, Россия

А. Ю Гойхман

Балтийский федеральный университет имени И. Канта

Email: pshvets@kantiana.ru

Научно-образовательный центр "Функциональные наноматериалы"

Калининград, Россия

Список литературы

  1. Iyengar P.K. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1987. V. 255. № 1–2. P. 253. https://www.doi.org/10.1016/0168-9002(87)91111-9
  2. Carpenter J.M. // EPJ Web Conf. 2020. V. 231. P. 01001. https://www.doi.org/10.1051/epjconf/202023101001
  3. Grigoriev S.V., Kovalenko N.A., Pavlov K.A., Moskvin E.V., Syromyatnikov V.G., Grigoryeva N.A. // Bull. RAS: Phys. 2023. V. 87. № 11. P. 1561. https://www.doi.org/10.3103/S1062873823703690
  4. Subbotina V.V., Pavlov K.A., Kovalenko N.A., Konik P.I., Voronin V.V., Grigoriev S.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2021. V. 1008. P. 165462. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2021.165462
  5. Skalyga V.A., Izotov I.V., Vybin S.S., Kulevoy T.V., Kropachev G.N., Sitnikov A.L., Grigoriev S.V. // J. Phys: Conf. Series. 2022. V. 2244. P. 012092. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/2244/1/012092
  6. Pavlov K.A., Konik P.I., Kovalenko N.A., Kulevoy T.V., Serebrennikov D.A., Subbotina V.V., Pavlova A.E., Grigorev S.V. // Crystallography Reports. 2022. V. 67. P. 3. https://www.doi.org/10.1134/S1063774522010096
  7. Kropachev G.N., Kulevoy T.V., Sitnikov A.L., Vinogradov S.V., Khabibullina E.R., Skachkov V.S., Sergeeva O.S. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2023. V. 17. P. 759. https://www.doi.org/10.1134/S1027451023040079
  8. Kilmetova I.V., Kozlov A.V., Kropachev G.N., Kulevoy T.V., Liakin D.A., Sergeeva O.S., Skachkov V.S., Stasevich Yu.B. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. V. 17. № 4. P. 772. https://www.doi.org/10.1134/s1027451023040067
  9. Yamagata Y., Hirota K., Ju J., Wang S., Morita S., Kato J., Otake Y., Takeami A., Seki Y., Yamada M., Ota H., Bautista U., Jia Q. // J. Radioanalyt. Nucl. Chem. 2015. V. 305. P. 787. https://www.doi.org/10.1007/s10967-015-4059-8
  10. Moroz A.R., Kovalenko N.A., Grigoriev S.V. // J. Neutron Res. 2022. V. 24. P. 1. https://www.doi.org/10.3233/JNR-220025
  11. Baxter D., Gutberler T., Otake Y., Ott F., Wang X. // J. Neutron Res. 2021. V. 23. P. 99. https://www.doi.org/10.3233/JNR-210012
  12. Terroh S., Sordo F., Magán M., Ghiglino A., Martinez F., de Vicente P.J., Vivanco R., Thomsen K., Períado J.M., Bermejo F.J., Abdnades A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2013. V. 724. P. 34. https://doi.org/10.1016/j.nima.2013.04.072
  13. Shvets P.V., Prokopovich P.A., Fatyanov E.I., Clemeniyev E.S., Moroz A.R., Kovalenko N.A., Golhman A.Yu. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2023. V. 17. P. 792. https://www.doi.org/10.1134/S102745102304016X
  14. Agostini B., Fabbri M., Park J.E., Wojtan L., Thome J.R., Bruno M. // Heat Transfer Engineering. 2007. V. 28. № 4. P. 258. https://www.doi.org/10.1080/01457630601117799
  15. COMSOL Multiphysics → v. 6.1 (2022). COMSOL AB, Швеция. www.comsol.com. Дата посещения 31.01.2025
  16. Abraham J.P., Sparrow E.M., Tong J.C.K. // Int. J. Heat Mass Transf. 2009. V. 52. P. 557. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.07.009

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».