Ускорение нуклидов водорода в портативных импульсных плазменных устройствах со скрещенными электромагнитными полями для генерации нейтронов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.13, кандидат наук Исаев Антон Алексеевич

• Исаев Антон Алексеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Исаев Антон Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

АННОТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ И СРЕДСТВ РЕАЛИЗАЦИИ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОРТАТИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ВАКУУМНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ НЕЙТРОНОВ

1.1. Обзор сфер применения высокоэффективных портативных импульсных нейтронных генераторов

Выводы по разделу

1.2. Анализ возможных путей реализации высокоэффективных портативных импульсных нейтронных генераторов, работающих в импульсно-периодическом режиме

Выводы по разделу

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА, ОПИСАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ УСКОРЕНИЯ НУКЛИДОВ ВОДОРОДА И ГЕНЕРАЦИИ НЕЙТРОНОВ В СКРЕЩЕННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

2.1. Установка для экспериментального исследования и физического моделирования портативных импульсных вакуумных устройств, генерирующих нейтроны

Выводы по разделу

2.2. Разработка и исследование высоковольтного генератора импульсных напряжений и токов

Выводы по разделу

2.3. Система регистрации электродинамических параметров импульсных вакуумных устройств, генерирующих нейтроны

Выводы по разделу

2.4. Система регистрации нейтронов

Выводы по разделу

ГЛАВА 3. УСКОРЕНИЕ ДЕЙТРОНОВ И ГЕНЕРАЦИЯ НЕЙТРОНОВ В ПОРТАТИВНЫХ ВАКУУМНЫХ ДИОДАХ С ПОДАВЛЕНИЕМ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОВОДИМОСТИ МАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ

3.1. Ускорение ионов дейтерия и генерации нейтронов в ионно-плазменных диодах с магнитной изоляцией электронной компоненты азимутально-симметричным полем постоянного магнита

Выводы по разделу

3.2. Формирование импульсных магнитных полей для подавления электронной проводимости в диодах с магнитной изоляцией и лазерно-плазменным источником дейтронов

Выводы по разделу

3.3. Результаты исследования ускорения дейтронов и генерации нейтронов в диодах с подавлением электронного компонента импульсными магнитными полями спиральной электродинамической линии, расположенной вблизи нейтронообразующей мишени

Выводы по разделу

3.4. Технологические перспективы реализации проектов по созданию запаянных ускорительных трубок на основе диодов с подавлением электронного компонента магнитными полями и лазерно-плазменным источником дейтронов для генерации нейтронов

Выводы по разделу

ГЛАВА 4. УСКОРЕНИЕ НУКЛИДОВ ВОДОРОДА ИЗ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ В ПОРТАТИВНЫХ ВАКУУМНЫХ УСТРОЙСТВАХ С НЕОДНОРОДНЫМИ БЫСТРОНАРАСТАЮЩИМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ

4.1. Модель формирования поля ускорений лазерной дейтериевой плазмы при разряде накопительной емкости на спиральную линию

Выводы по разделу

4.2. Модель ускорения сгустка лазерной дейтериевой плазмы, использующая фактор взаимодействия его магнитного момента с магнитным полем спиральной электродинамической линии

Выводы по разделу

4.3. Результаты экспериментального исследования процессов ускорения дейтронов в составе лазерной плазмы в быстронарастающих электромагнитных полях и генерации нейтронов

Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ. Акт об использовании результатов диссертации

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты исследований вакуумных импульсных устройств нового типа для ускорения нуклидов водорода в скрещенных электромагнитных полях и генерации нейтронов. Исследования проводились по двум направлениям. Первое посвящено усовершенствованию портативных импульсных диодов для генерации нейтронов с магнитной изоляцией электронного компонента. Рассмотрены модели ускорения дейтронов при формировании постоянного магнитного поля, а также импульсного магнитного поля с использованием спиральной электродинамической линии. Приводятся результаты исследования процессов ускорения нуклидов водорода и генерации нейтронов в коаксиальных диодах с магнитной изоляцией, использующих лазерную плазму или разряд с осциллирующими дейтронами.

Другое направление связано с ускорением лазерной плазмы импульсным магнитным полем с продольным градиентом, создаваемым мощным разрядом электрической емкости на кольцевой или спиральный проводник, который возбуждает в плазме азимутальный ток, взаимодействующий с радиальной составляющей вектора индукции. Рассмотрены модели ускорения нуклидов водорода в таких быстронарастающих магнитных полях. Приводятся результаты экспериментального исследования ускорения нуклидов водорода в таких полях.

Рассмотрено влияние на ускорение дейтронов параметров генератора тока и спирали. Разработана методика коллекторных измерений. Показана возможность достижения скоростей ускоренных дейтронов ~ 106 м/^ что соответствует кинетической энергии, превышающей 104 эВ.

Представлены перспективные оценки нейтронного выхода портативных ускорительных нейтронных трубок, в которых могут быть использованы рассмотренные схемы ускорения дейтронов. Обсуждаются технологические возможности создания запаянных ускорительных трубок, реализующих рассмотренные схемы генерации нейтронов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ускорение нуклидов водорода в портативных импульсных плазменных устройствах со скрещенными электромагнитными полями для генерации нейтронов»

ВВЕДЕНИЕ

Развитие отдельных направлений прикладной ядерной физики, таких как элементный анализ горных пород, нахождение и идентификация скрытых опасных веществ, нейтронная радиотерапия и радиография, неразрушающий контроль материалов, исследование взаимодействия нейтронов со средой, реакторных сборок и управление ими, имитация нейтронных полей токамака, стелларатора и иных реакторов термоядерного синтеза [1-5], требует применения портативных импульсных нейтронных генераторов (ИНГ) нового поколения на базе ускорительных трубок (УТ).

Традиционно выпускаемые атомной промышленностью Российской Федерации УТ не полностью удовлетворяют требованиям, выдвигаемым этими технологиями по ряду физико-технических параметров.

Усовершенствование УТ должно быть направлено на решение задач, связанных с увеличением нейтронного выхода и ресурса, повышением стабильности генерации нейтронов, уменьшением «энергетической цены» нейтрона, габаритов ИНГ, размеров излучающей области, а также длительности нейтронного импульса.

Для создания УТ нового поколения [5-12], перспективных в плане выполнения указанных выше требований, сотрудниками Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ) предложен ряд оригинальных технических решений. В их основе, в частности, лежит возможность эффективной генерации нейтронных потоков в скрещенных электромагнитных полях для портативных импульсных вакуумных устройств с лазерными источниками плазмы.

Данная диссертационная работа посвящена дальнейшему развитию этих идей и созданию на базе полученных результатов экспериментальных и теоретических исследований технических и технологических предпосылок для разработки действующих УТ нового поколения.

Эти факторы определяют актуальность проведенного исследования.

Целью данной диссертации являлась разработка устройств и изучение процессов импульсного ускорения нуклидов водорода в вакуумных устройствах со скрещенными электромагнитными полями, обеспечивающих принципиальную возможность генерации быстрых нейтронов с рекордными для портативных ИНГ характеристиками по потоку и стабильности.

Для достижения указанной цели были решены следующие задачи:

1. Разработка, наладка и запуск экспериментального стенда для проведения работ по физическому моделированию импульсных ионных диодов портативных нейтронных генераторов. В состав стенда входят следующие системы: сильноточный генератор импульсного напряжения, вакуумная рабочая камера для размещения ионного диода, макеты ионных диодов, системы регистрации электрических и нейтронных параметров, вакуумная и лазерная системы.

2. Анализ ускорения ионов дейтерия и генерации нейтронов в ионно-плазменных диодах с магнитной изоляцией электронной компоненты азимутально-симметричным полем постоянного магнита.

3. Анализ особенности генерации и ускорения дейтронов и генерации нейтронов в плазменных 1ЕС-диодах с магнитной изоляцией на базе систем с постоянным магнитом.

4. Разработка конструкции разрядного узла ионного диода с конической формой нейтронообразующей мишени, симметрично охватывающую спиральный проводник с током для магнитной изоляции вторично-эмиссионных электронов.

5. Экспериментальное исследование плазменных диодов с магнитной изоляцией электронного компонента вторично-эмиссионных электронов магнитным полем, создаваемым спиральным конусным проводником с током.

6. Разработка модели и проведение на ее основе анализа процессов ускорения ионов водорода в быстронарастающих электромагнитных полях, создаваемых в лазерной плазме при сильноточном разряде электрической емкости на спиральную электродинамическую линию, с последующей генерацией нейтронов.

7. Экспериментальное исследование энергетических распределений дейтронов, ускоренных в разработанном ионном диоде на основе спиральной

линии с быстронарастающим током, и генерации нейтронов при взаимодействии ускоренных дейтронов с мишенью из дейтерированного полиэтилена.

Перечисленные задачи обладают научной новизной:

1. Предложены, разработаны и экспериментально исследованы две оригинальные модификации диодной ускоряющей системы с использованием лазерной плазмы и плазмы, генерируемой в вакуумной полости с осциллирующими дейтронами ^^диод), позволяющие существенно сократить габаритные размеры диода и получить нейтронный поток до 106 н/имп., что позволяет использовать устройство в передовых технологиях.

2. На основании теоретического и экспериментального исследований показана возможность создания систем подавления вторично-эмиссионных электронных потоков на основе спирального проводника с импульсным током, расположенным коаксиально относительно катода мишени плазменного диода, что особенно эффективно действует при больших ионных токах в отличии от постоянных магнитов.

3. Разработаны два конструктивных варианта запаянной ускорительной трубки с системой магнитной изоляции вторично-эмиссионного электронного потока, а также определены технологические аспекты их реализации с прогнозными оценками получения в этих устройствах нейтронного потока до 108 н/имп. при поперечных размерах порядка 0,1 м.

4. Разработана математическая модель формирования азимутально-симметричных магнитных полей, образуемых при мощном разряде электрической емкости на спиральный проводник, и ускорения сгустка лазерной дейтериевой плазмы в быстронарастающих электромагнитных полях, использующей фактор взаимодействия ею магнитного момента с магнитным полем спирального проводника с током.

5. Экспериментальные исследования процессов ускорения ионов водорода в быстронарастающих электромагнитных полях, создаваемых в лазерной плазме при мощном разряде электрической емкости на спиральный проводник, показали возможность получения нейтронных потоков до уровня 107 н/имп., соизмеримых

со значением потоков, достигаемых в современных портативных ускорителях.

6. Разработаны методики электродинамических и нейтронных измерений, позволяющие прогнозировать характеристики ускорительных трубок по экспериментальным данным, полученным в условиях генерации слабых нейтронных полей на мишенях малого размера, без нарушения требований радиационной безопасности.

7. Применена оригинальная схема запуска в высоковольтном генераторе импульсного напряжения, позволяющая обеспечивать его надежную синхронизацию с источником дейтронов.

По результатам проведенных исследований, перечисленным выше, предложено 7 технических решений для ИНГ, защищенных патентами Российской Федерации [13-19].

Научная и практическая значимость диссертации заключается в том, что получены существенные сведения о физических процессах ускорения дейтронов в вакуумных электродинамических устройствах с лазерной наработкой плазмы. Эта информация позволит значительно сократить время конструирования и разработки УТ нового поколения. Освоение подобных приборов позволит значительно нарастить технические характеристики и технологические возможности аппаратурно-методических комплексов (АМК), реализующих отмеченные выше прикладные ядерные технологии.

Результаты, полученные в ходе диссертационной работы, были использованы при выполнении проектов:

- Министерства науки и высшего образования Российской Федерации: соглашение № 14.575.21.0049 (RGMEFI 57514X0049), соглашение № 05.605.21.0182 (RFMEFI 60519X0182);

- Российского научного фонда: соглашение № 15-19-00151.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Разработанные оригинальные модификации диодов с подавлением электронного компонента полями кольцевых постоянных магнитов с продольной намагниченностью и результаты исследования ускорения дейтронов и генерации

нейтронов в таких системах.

2. Разработанное оригинальное техническое решение диода с подавлением электронного компонента импульсными магнитными полями спиральной электродинамической линии, расположенной вблизи нейтронообразующей мишени, и результаты исследований ускорения дейтронов и генерации нейтронов в таких системах.

3. Разработанный оригинальный макет диода на основе быстронарастающих электромагнитных полей, создаваемых в лазерной плазме при мощном разряде электрической емкости на спиральную линию, и результаты исследований ускорения дейтронов и генерации нейтронов в таких системах.

Достоверность полученных результатов обеспечена использованием откалиброванного исследовательского оборудования, общепризнанных экспериментальных методик, многократными повторениями экспериментов и подтверждается согласованностью массивов экспериментальных данных между собой и с результатами теории.

Личный вклад соискателя заключается в разработке и отладке экспериментального стенда для проведения работ по физическому моделированию импульсных ионных диодов портативных нейтронных генераторов, проведении экспериментальных исследований и физической интерпретация получаемых результатов. Автором проведено компьютерное моделирование изучаемых процессов и теоретические расчеты, представленные в диссертации. При участии автора разработаны эскизные проекты УТ нового поколения с подавлением электронного компонента магнитными полями.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены к обсуждению на 17 профильных конференциях:

- I, II, III, IV, V, VI Международная конференция «Плазменные и лазерные исследования и технологии», Россия, г. Москва, 2015 г., 2016 г., 2017 г., 2018 г., 2019 г., 2020 г.;

- XIV Международная конференция «Забабахинские научные чтения», Россия, г. Снежинск, 2019 г.;

- XII, XIII Международный семинар по проблемам ускорителей заряженных частиц, Россия, г. Алушта, 2017 г., 2019 г.;

- The 9th International Particle Accelerator Conference, Канада, г. Ванкувер, 2018 г.;

- The 28th Symposium on Plasma Physics and Technology, Чешская Республика, г. Прага, 2018 г;

- XLIV, XLV Международная конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, Россия, г. Звенигород, 2017 г., 2018 г.;

- XXV, XXVI Всероссийская конференция по ускорителям заряженных частиц (RuPAC), Россия, г. Санкт-Петербург, 2016 г., г. Протвино, 2018 г.;

- Х конференция «Современные средства диагностики плазмы и их применение», Россия, г. Москва, 2016 г.;

- Международная отраслевая научная конференция «АТ0МТЕХ-2015. Электрофизика», Россия, г. Москва, 2015 г.

По результатам диссертационного исследования опубликовано 13 печатных работ [20-32] в рецензируемых научных журналах, входящих в международные базы данных Web of Science и Scopus, из них 8 публикаций [20-23, 25, 27, 29, 30] представлено в изданиях из Перечня ВАК. Автором получено 7 патентов Российской Федерации на результаты интеллектуальной деятельности [13-19]. Полный перечень основных публикаций содержит 30 печатных работ [13-42].

Объем диссертации составляет 121 страницу, включает 51 рисунок, 85 формул и 1 таблицу. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списков условных сокращений и наиболее часто встречающихся условных обозначений, списка цитируемых источников информации из 154 наименований и приложения с информацией об использовании результатов диссертации.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ И СРЕДСТВ РЕАЛИЗАЦИИ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОРТАТИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ВАКУУМНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ НЕЙТРОНОВ

1.1. Обзор сфер применения высокоэффективных портативных импульсных нейтронных генераторов

Во введении были определены прикладные ядерные технологии, в которых возникает потребность использовать портативные ИНГ с повышенным потоком нейтронов в полный телесный угол. Наиболее важными из них являются технологии дистанционного ядерного контроля различных объектов, основанные на нейтронном методе исследовании элементного состава вещества.

Такой контроль может проводиться по результатам осуществления ядерных реакций под действием нейтронов с испусканием гамма-кванта (п, у), протона (п, р), двух нейтронов (п, 2п), альфа-частицы (п, а) нейтронными гамма-методами неупругого рассеяния (п, п', у) или радиационного захвата (п, у), нейтрон-нейтронным анализом, основанным на эффектах поглощения и рассеяния, а также методом спектрометрии и интегральным элементным анализом [43, 44]. При нейтрон-нейтронном анализе рассматриваются поля, формируемые в результате реакции деления ядра (п, :£), пропускания нейтронов через объект или альбедных потоков.

Общая принципиальная схема элементного анализа вещества с использованием ИНГ и соответствующего ей аппаратурного комплекса представлена на рисунке 1.1 [4, 5, 45-47]. В результате взаимодействия ускоренных нуклидов водорода с мишенью УТ образуется начальное нейтронное поле. При достижении нейтронами объекта контроля формируются потоки вторичных частиц (нейтронов или фотонов) и нестабильные нуклиды альфа- и бета-распада. Детектор вторичного излучения измеряет параметры потоков частиц, информация о которых в цифровом виде передается на персональный компьютер для формирования заключения о результатах анализа. Система детектирования вторичного излучения может включать в себя детекторы нейтронов или у-квантов. Для обеспечения

позиционной чувствительности система детектирования может содержать несколько детекторов, разнесенных в пространстве.

Рисунок 1.1 - Схема элементного анализа вещества с использованием ИНГ, где 1 - УТ; 2 - мишень нейтронообразующая; 3 - объект контроля; 4 - детектор вторичного излучения; 5 - телеметрическая система; 6 - персональный компьютер; 7 - блок контроля параметров УТ; 8 - исполнительное устройство;

9 - источник электропитания.

Поправки на возможную нестабильность генерации нейтронов осуществляются по данным контроля параметров пучка нуклидов водорода или потока нейтронов, генерируемого в мишени, датчиками и детектором нейтронов.

При реализации нейтронно-активационного метода в исследуемых образцах под действием нейтронов образуются радиоактивные ядра или изомеры. Элементный состав при этом идентифицируют по энергетическому спектру у-излучения (энергетическая спектрометрия) или периоду полураспада активированных ядер (временная спектрометрия). По интенсивности вторичного излучения оценивают концентрацию идентифицируемых элементов [1-5, 48-53].

Энергетическая спектрометрия реализуется с помощью у-спектрометров [54, 55] на базе сцинтилляционных или полупроводниковых детекторов [56-58]. В процессе измерения осуществляется регистрация у-квантов. Каждый акт регистрации приводит к возникновению на выходе системы детектирования электрического импульса, амплитуда которого А пропорциональна энергии излучаемого фотона Еу. При этом возникает поток электрических импульсов с амплитудным распределением ЩА), связанным с энергетическим спектром у-излучения 1(ЕУ) в заданном диапазоне энергий (Е\ + Ег), с помощью

интегрального уравнения Фредгольма 1-го рода:

е2

и(А) = & &ЕуН*А,ЕГ)1*Еу). (1.1)

Е"

Это уравнение служит аппаратом для восстановления у-спектра по измеренному распределению амплитуд. По характерным пикам спектра и их амплитудам с помощью специальных компьютерных программ определяют элементный состав исследуемых образцов и концентрации отдельных элементов [54, 55]. Функция и(А) носит ступенчатый характер, а ядро уравнения определяется условиями измерений. Обусловленность такого алгоритма нахождения энергетического спектра, влияющего на достоверность определения элементного состава вещества, связана с уровнем стабильности нейтронного потока ИНГ и его величины. Поэтому при разработке ИНГ нового поколения важно выдвигать требования к повышению стабильности излучаемого нейтронного потока и его величины.

В ряде случаев для анализа элементного состава по у-излучению активированных ядер можно применять более простой метод пороговой энергетической отсечки, не требующий использования сложных АМК и программного обеспечения [4, 31, 59, 60]. Этот метод оказался особенно эффективным при определении концентраций ядер кислорода в различных объектах. Например, он может быть использован для определения качества чугунного литья, сплавов цветных металлов и полупроводников, определяемого содержанием кислорода (металлургическая и электронная промышленность), влажности почвы (сельское хозяйство) [61], содержания воды в транспортируемой нефти (нефтяная промышленность) [62]. Такой метод определения влагосодержания, использующий энергетическую отсечку по кислородному пику, получил название «кислородный метод». Временная спектрометрия реализуется при анализе сигналов детекторов у-квантов, поступающих во временной анализатор [4]. Зависимость числа ядерных событий от времени, регистрируемая системой детектирования, может быть представлена в виде:

= е , (1.2)

#=1

где Лк = Ы2(Ты/2)'1, Тк1/2 - период полураспада ^го активированного нуклида, - их количество в исследуемом образце. Временной анализ такого нестационарного радиационного поля сводится к определению периодов полураспада и амплитуд Ак. По наличию первых судят о присутствии интересующих элементов в образце, а амплитуды дают информацию об их концентрациях.

Регистрация ядерных событий осуществляется на конечной временной базе [0, Т], которая во временном анализаторе разбивается на I элементарных временных окон:

I

а* = ),[0,т] = уд*, (1.3)

¿=1

а в его памяти формируется случайный 1-мерный вектор N = (М). Каждый компонент которого представляет собой счет детектора в соответствующем временном окне. Таким образом, наблюдаемой величиной, характеризующей временной спектр становятся компоненты вектора N

Ы* « (1.4)

Д$

По значениям компонентов вектора N с помощью специальных компьютерных программ (например, [63]) восстанавливаются значения периодов полураспада и амплитуд. Это позволяет вынести заключение об элементном составе исследуемого образца. Эффективность и достоверность процесса временной спектрометрии, как и в случае энергетической спектрометрии, определяется стабильностью и величиной потока нейтронов, пронизывающего исследуемый объект. Это подтверждает необходимость при разработке современных АМК дистанционного нейтронного контроля, использующих рассмотренную методику, выдвижения соответствующих требований к нейтронному потоку ИНГ нового поколения.

При экспрессном ядерном контроле различных объектов, в отличие от рассмотренных выше методов активационного анализа, анализируются в импульсно-периодическом режиме радиационные поля у-квантов неупругого рассеяния и радиационного захвата, альбедные нейтронные поля, а также поля запаздывающих нейтронов, формируемые при анализе делящихся материалов. При этом методика обработки результатов регистрации ядерных событий не отличаются существенным образом от рассмотренных выше методик энергетической и временной спектрометрии.

Остановимся на рассмотрении двух наиболее актуальных на данный момент направлений применения ИНГ в подобных АМК дистанционного нейтронного контроля. Первое из них связано с элементным анализом горных пород в условиях естественного залегания [3, 4, 31, 39, 64]. Второе - с нахождением и идентификацией скрытых взрывчатых веществ (ВВ), делящихся материалов (ДМ) и наркотических средств [3, 4, 65-67].

Основным потребителем АМК по первому направлению является промысловая и разведочная геофизика, где широко используется импульсный нейтронный каротаж (ИНК) нефтяных и газовых скважин [64]. В процессе ИНК осуществляют временной анализ полей медленных нейтронов или гамма-квантов, формируемых в результате взаимодействия нейтронов, излучаемых мишенью УТ ИНГ, с нефтяным пластом. Временная структура поля у-квантов радиационного захвата или альбедных тепловых нейтронов, согласно [68], определяется следующей суммой двух убывающих экспонент:

Здесь п(^ ¿) - пространственная плотность у-квантов на осевой линии скважины, г - координата, откладываемая по стволу скважины, тп и Тс - средние времена жизни нейтрона в пласте и скважине соответственно. Первая экспонента, с амплитудой Ап(г), отвечает за радиационный захват нейтронов в пласте, вторая, с амплитудой Ас(г), - в скважине. Зависимость от времени числа ядерных событий, регистрируемых нейтронным или у-детектором, размещенным в точке г, так же

(1.5)

будет следовать функции (1.5) с поправкой на коэффициент калибровки.

Рисунок 1.2 - Принципиальная схема АМК ИНК, где 1 - скважинный прибор с охранным баростойким корпусом; 2 - излучатель нейтронов на базе УТ;

3 - система детектирования; 4 - скважинные исполнительная и телеметрическая системы; 5 - грузонесущий кабель; 6 - комплекс наземной аппаратуры;

7 - полевая система управления и телеметрии; 8 - компьютер; 9 - блок контроля

глубины погружения скважинного прибора.

Среднее время жизни нейтрона в пласте ти связано с макросечением радиационного захвата нейтронов, по которому с помощью специальных алгоритмов оценивают нефтенасыщенность пласта [4, 69]. Для его определения, по аналогии с нахождением времен полураспада ядер в сигналах типа (1.2), используется метод временного анализа, описанный выше и использующий аппарат разделения экспонент [63] в рассматриваемом каротажном сигнале.

Помимо ИНК в промысловой нефтегазовой геофизике начал широко применяться нейтронный каротаж по неупругому рассеянию нейтронов и радиационному захвату с последующей энергетической спектрометрией ядерных событий в пласте по методике, рассмотренной выше. Достоинством этого метода является прямое определение распределения углерода и кислорода, а следовательно, и нефтенасыщенности по стволу скважины.

Существует возможность получать такую же информацию, используя прямую активацию кислорода и углерода в скважине. Преимущество такого метода каротажа заключается в аппаратурной и методической простоте его

осуществления. Однако для его реализации требуются портативные УТ с потоком ~ 1010 н/с и энергией нейтронов, превышающей пороги соответствующих (п, р) ядерных реакций [31]. Все рассмотренные нейтронные каротажные технологии требуют минимизации статистической погрешности при детектировании радиационных полей, требующей увеличения и стабилизации нейтронного выхода ИНГ. А при активационном каротаже, как показывают сделанные автором расчеты, желательно ускорять дейтроны в УТ до энергий, превышающих 300 кэВ [31].

Также как и каротажные технологии, нейтронные методы обнаружения и идентификации ВВ и наркотических средств основаны на анализе у-полей, получаемых при взаимодействии потока нейтронов с объектом контроля [3, 4]. Основными элементами этих веществ являются азот, кислород и углерод. Настройка спектрометра осуществляется на соответствующие им пики в спектре у-излучения радиационного захвата или неупругого рассеяния нейтронов [65, 70-72]. Для определения расположения опасного предмета применяют метод «меченых нейтронов». В аппаратуре используется ИНГ на реакции Т^, п)4Не, продуктами которой являются нейтрон и а-частица. Система их регистрации устроена таким образом, что позволяет фиксировать время и направление вылета а-частицы и нейтрона [71, 73, 74].

В основе метода лежит специфика кинематической схемы ядерной реакции Т^, п)4Не. Из законов сохранения энергии и импульса вытекает следующая связь между направлениями вылета нейтрона и а-частицы:

где Td = (0,1 ^ 0,2) МэВ - кинетическая энергия дейтрона, Q = 17,4 МэВ - энергия ядерной реакции, Sn, Sd, Sa - единичные векторы, определяющие направления движения нейтрона, дейтрона и а-частицы соответственно.

Коэффициент при Sd в рассматриваемом диапазоне энергий дейтрона составляет величину ~ 10-1. Поэтому с погрешностью менее 10% векторы скорости а-частицы и нейтрона можно считать примерно параллельными, но

5Т,

5Т,

(1.6)

направленными в противоположенные стороны. Это позволяет фиксировать направление вылета нейтрона («метить нейтрон»), путем выделения соответствующего участка (пикселя) позиционно-чувствительного а-детектора. На рисунке 1.3 представлен один из вариантов реализации метода «меченого нейтрона» [71, 74].

Рисунок 1.3 - Схема АМК, реализующего метод «меченого нейтрона», где 1 - УТ; 2 - источник ионов; 3 - поток дейтронов; 4 - исследуемый объект; 5 -детектор у-квантов; 6 - мишень; 7 - блок анализатора; 8 - компьютер;

9 - детектор а-частиц.

В вакуумном объеме УТ размещается детектор а-частиц, вырабатывающий электрический импульс, запускающий схему детектирования у-квантов в совпадении с а-частицами, образуемыми при срабатывании УТ. В процессе у-спектрометрии выявляется направление, схожее с расположением скрытого опасного вещества. По анализируемым у-спектрам определяется его элементный состав.

Другой перспективный метод использует принцип нейтронной локации [67, 75]. Его реализация возможна с использованием ИНГ, поскольку его излучение моноэнергетично для фиксированного угла вылета нейтрона из мишени. При этом осуществляется облучение объекта контроля нейтронами при расположении мишени УТ в трех и более различных точках пространства под номерами i. В результате неупругого рассеяния нейтронов на ядрах углерода, азота и кислорода

предмета обнаружения регистрируется время п с момента вспышки ИНГ до момента регистрации энергетического спектра гамма-квантов.

Решение уравнения (1.7) с использованием полученных данных позволяет определить координаты местоположения предмета.

Ъ =

\г~П\

У(г,гьТа)

1 +

У(г,г0ТаУ

(1.7)

где г - радиус-вектор предмета обнаружения, г, - радиус-вектор мишени ИНГ, V - скорость нейтрона. Трехмерная задача обнаружения предмета геометрически сводится к нахождению координат точки пересечения трех сфер, представленной на рисунке 1.4.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Исаев Антон Алексеевич, 2022 год

- 34 с.

65. Shea, P. A TNA explosive-detection in airline baggage / P. Shea, T. Gozani, H. Bozorgmanesh // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. - 1990. - A299.

- p. 444-448.

66. NPK LUTS Project of Contraband detection system / Y.A. Svistunov, Y.N. Gavrish, M.F. Vorogushin [et al.] // Proceedings of the XX International Linac Conference. - 2000. - Monterey, USA. - P. 639-641.

67. Патент 2356036 РФ, МПК C1 G01N 23/222. Способ обнаружения и идентификации скрытых опасных предметов / Б.Ю Богданович, А.В. Нестерович, А.Е. Шиканов (Россия), заявитель и патентообладатель МИФИ. -№ 2007128996/28; Заявлено 27.07.2007; Опубл. 20.05.2009, Бюл. № 14.

68. Физические основы импульсных нейтронных методов исследования скважин / Ю.С. Шимелевич, С.А. Кантор, А.С. Школьников [и др.]; Всесоюз. науч.-исслед.

ин-т ядерной геофизики и геохимии. - Москва: Недра, 1976. - 161 с.

69. Possibilities of increasing logging efficiency with simultaneous analysis of neutron and gamma fields formed in oil wells / B.Y. Bogdanovich, K.I. Kozlovskii,

A.E. Shikanov [et al.] // Atomic Energy. - 2017 - Vol. 122, № 4. - P. 271-277.

70. Ольшанский, Ю.И. Использование установки УВП-5101 для обнаружения взрывчатых, радиоактивных и делящихся веществ в ручной клади и в подозрительных предметах из багажа авиапассажиров с нейтронным генератором ИНГ-07Д для работы с несколькими рентгеновскими установками / Ю.И. Ольшанский, А.Б. Вишневкин, А.М. Викдорович // Труды Международной научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». ВНИИА. - 2005. - Москва. - С. 320-325.

71. Нейтронные технологии на базе портативных генераторов нейтронов для инспекции опасных объектов / Е.П. Боголюбов, С.А. Коротков, С.А. Краснов [и др.] // Труды Международной научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». ВНИИА. - 2005. - Москва. -С. 326-333.

72. Grodzins, L. Nuclear techniques for finding chemical explosives in airport luggage / L. Grodzins // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. - 1991. - B56/57. - P. 829-833.

73. Maglich B.C. [et al.] // Proc. of the 4th International Symposium on Technology and the Mine Problems. Naval Postgraduate School. - 2000. - Monterey, California, P. 89-92.

74. Изучение ядерно-физических методов идентификации скрытых веществ в ОИЯИ / В.М. Быстрицкий, Н.И. Замятин, В.Г. Кадышевский [и др.] // Труды Международной научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». ВНИИА. - 2005. - Москва. - С. 306-319.

75. Богданович, Б.Ю. Обнаружение и локализация скрытых опасных предметов в нейтронном поле линейного резонансного ускорителя нуклидов водорода / Б.Ю. Богданович, А.В. Нестерович, А.Е. Шиканов // Ядерная физика и инжиниринг. - 2010. - Т. 1, № 1. - С. 76-79.

76. Application of a plasma focus-based source for fast neutron and X-ray radiography / Е.Р. Bogolubov, M.V. Koltunov, B.D. Lemeshko [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics. - 2009. - 605 (1-2). - P. 62-64.

77. Боголюбов, Е.П. Оценка эффективности и пространственного разрешения радиографических детекторов быстрых нейтронов / Е.П. Боголюбов, А.П. Кошелев,

B.И. Микеров // Ядерная физика и инжиниринг. - 2010. - Т. 1, № 4. - С. 319-325.

78. Tsybin, A.S. Neutron generation in small sealed acceleration tubes / A.S. Tsybin, A.E. Shikanov // Soviet Physics Journal. - 1985. - 28(8). - P. 609-632.

79. Ионно-вакуумные приборы для генерации нейтронов в электронной технике / В.М. Гулько, А.А. Ключников, А.Е. Шиканов [и др.]. - Киев: Тэхника, 1988. -135 с. - ISBN 5-335-00064-3.

80. Источники нейтронов: учебное пособие / В.И. Стрижак, Г.И. Применко, А.Е. Шиканов [и др.]. - Киев: Изд.-полиграф. центр «Киевский университет», 1992.

- 240 с.

81. Дистанционный радиационный контроль с линейными ускорителями. В 2 т. Т. 1. Линейные ускорители для генерации тормозного излучения и нейтронов / Б.Ю. Богданович, А.В. Нестерович, А.Е. Шиканов [и др.]. - Москва: Энергоатомиздат, 2009. - 271 с. - ISBN 978-5-283-03290-0.

82. The Operation and Life of the Zetatron Neutron Tube in a Borehole Logging Applicatuion / L.A. Shope, R.S. Berg, M.L. Neal, B.E. Barnaby // International Journal of Applied Radiation and Isotopes. - 1983. - Vol. 34, № 1. - P. 269-273.

83. Neutron source based on the NTG-1 miniature sealed neutron tube / V.M. Gul'ko, N.F. Kolomiets, A.E. Shikanov [et al.] // Soviet Atomic Energy. - 1991. - 71(2). -P. 670-673.

84. Нейтронные генераторы ВНИИА на газонаполненных нейтронных трубках и их применение / Е.П. Боголюбов, В.С. Васин, Т.О. Хасаев [и др.] // Труды Международной научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе ВНИИА. - 2005. - Москва. - С. 77-83.

85. Кирьянов, Г.И. Генераторы быстрых нейтронов ВНИИТФА / Г.И. Кирьянов,

A.С. Штань // Труды Международной научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». ВНИИА. - 2005.

- Москва. - С. 39-51.

86. Ruby, L. A pulsed neutron source based on the Orbitron / L. Ruby, D.K. Wells // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. - 1965. - Vol. 34, № 1. -P. 66-68.

87. Малогабаритная запаянная газонаполненная нейтронная трубка НТГ-3 /

B.М. Гулько, Н.Ф. Коломиец, А.Е. Шиканов [и др.] // Приборы и техника эксперимента. - 1990. - №3. - С. 48-50.

88. Neutron generators based on microwave sources of heavy hydrogen nuclides (Review) / B.Y. Bogdanovich, A.N. Didenko, A.E. Shikanov [et al.] // Instruments and Experimental Techniques. - 2015. - 58(4). - P. 447-455.

89. Импульсные нейтронные генераторы на вакуумных нейтронных трубках и их применение / Ю.Г. Бессарабский, Е.П. Боголюбов, В.И. Рыжков [и др.] // Труды Международной научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». ВНИИА. - 2005. - Москва. - С. 72-76.

90. Беспалов, Д.Ф. Малогабаритные импульсные нейтронные трубки НТ-16 и

НТ-19 / Д.Ф. Беспалов, В.С. Васин, С.Б. Овсянников // Сб. «Скважинные генераторы нейтронов». ВНИИЯГГ. - 1973. - Москва. - С. 81-87.

91. Разработка и исследование ускорительных нейтронных трубок типа ДИН-1 и ЛНТ-2М для народного хозяйства / Д.Ф. Беспалов, В.А. Войтенко, А.Е. Шиканов [и др.] // Труды 9-го Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц.

- 1985. - Дубна. - С. 121-123.

92. А.с. 457406 СССР, МПК G 21 G 4/02. Импульсный генератор нейтронов / Д.Ф. Беспалов, А.З. Минц, Р.П. Плешакова, А.Е. Шиканов (СССР). -№ 1861902/26-25; Заявлено 25.12.1972; Опубл. 25.04.1980, Бюл. № 15.

93. Шиканов, А.Е. Ускорительные трубки для генерации интенсивных нейтронных полей при радиационных и геофизических исследованиях: диссертация ... доктора технических наук: 04.00.12, 01.04.20 / Шиканов Александр Евгеньевич; ВНИИГеосистем. - Москва, 1990. - 297 с.

94. Ананьин, О.Б. Лазерная плазма. Физика и применение / О.Б. Ананьин, Ю.В. Афанасьев, Ю.А. Быковский, О.Н. Крохин. - Москва: МИФИ, 2003. - 400 с.

95. Shikanov, A.E. Sealed diode accelerator tubes with laser ion sources for neutron generation / A.E. Shikanov // Soviet Atomic Energy. - 1987. - 63(1). - P. 532-539.

96. LNT-2M neutron accelerating tube with lazer ion source / V.A. Voitenko, N.F. Kolomiets, A.E. Shikanov [et al.] // Instruments and experimental techniques. -1989. - 31(5pt1). - P. 1122-1124.

97. Исследование интенсивного лазерного источника дейтронов / К.И. Козловский, Ю.П. Козырев, А.Е. Шиканов [и др.] // Журнал технической физики. - 1979. - Т. 49, № 5. - С. 2003-2006.

98. А.с. 1632249 СССР, МПК G 21 G 4/02. Импульсная нейтронная трубка / Н.К. Анурова, Р.П. Плешакова, А.Е. Шиканов [и др.] (СССР). - № 4732150/21; Заявлено 03.07.1989; Опубл. 10.02.1996.

99. Результаты исследований малогабаритных запаянных диодов с магнитной изоляцией и прозраяным внутренним анодом для генерации импульсных нейтронных полей / В.А. Войтенко, К.И. Козловский, А.Е. Шиканов [и др.] // Труды 10-го Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц. - 1987. - Дубна.

- С. 117-120.

100. Small-sise magnetically insulated plasma diodes for neutron generation /

A.N. Didenko, A.E. Shikanov, K.I. Kozlovskii [et al.] // Plasma Physics Reports - 2014.

- 40(11). - P. 910-918.

101. Быстрицкий, В.М. Мощные ионные пучки / В.М. Быстрицкий, А.Н. Диденко.

- Москва: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.

102. А.с. 1468275 СССР. Импульсная нейтронная трубка / В.М. Гулько,

B.Н. Дыдычкин, Н.Ф. Коломиец, [и др.] (СССР). - Заявлено 29.07.1987;

Опубл. 15.11.1988.

103. Экспериментальное исследование малогабаритного генератора нейтронов с импульсной магнитной изоляцией / К.И. Козловский, Д.Д. Пономарев,

B.И. Рыжков и др. // Атомная энергия. - 2012. - Т. 112. - С.182-184.

104. Рыжков, В.И. Генерация коротких нейтронных импульсов с использованием вакуумных ускорительных трубок: диссертация ... кандидата физико-математических наук: 01.04.20, 01.04.01 / Рыжков Валентин Иванович; науч. рук. А.Е. Шиканов и А.С. Цыбин; НИЯУ МИФИ. - Москва, 2012. - 120 с.

105. Experimental study of a model of neutron generator based on a diode with collective acceleration of deuterons by a pulsed electron beam / K.I. Kozlovskii, V.I. Ryzhkov, A.S. Tsybin, A.E. Shikanov // Atomic Energy. - 2012. - 113(2). -P. 148-151.

106. Acceleration of deuteron from laser plasma in direct pulsed electron fluxes for generation of neutrons / A.E. Shikanov, E.D. Vovchenko, K.I. Kozlovskii, V.I. Shatokhin // Physics of Particles and Nuclei Letters. - 2016 - 13(7). - P. 1006-1008.

107. Импульсные нейтронные генераторы ВНИИА на основе камер плазменного фокуса с генератором газа / Е.П. Боголюбов, Б.Д. Лемешко, В.И. Рыжков [и др.] // Труды Международной научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». ВНИИА. - 2005. - Москва. -

C. 95-98.

108. Юрков, Д.И. Исследования характеристик высоковольтных сильноточных коммутаторов с целью их применения в импульсных нейтронных генераторах наносекундной длительности на камерах плазменного фокуса / Д.И. Юрков, А.К. Дулатов // Вопросы атомной науки и техники. - 2008. - С. 56-62.

109. Генерация нейтронов в малогабаритных нестационарных плазменных системах: новые подходы и возможности / О.В. Ищеинов, К.И. Козловский, А.Е. Шиканов [и др.] // Современная ядерная геофизика при поисках, разведке и разработке нефтегазовых месторождений. Ядерно-геофизическое общество РФ. -2004. - Москва. - С. 365-376.

110. Gu, Y. A Portable Cylindrical Electrostatic-Fusion Device for Neutronic Tomography / Y. Gu, J.B. Javedani, G.H. Miley // Fusion Technology. - 1994. - Vol. 26, № 3, Part 2-3. - P. 929-932.

111. Кузнецов, А.Ю. Физические процессы в малогабаритных диодах с осциллирующими дейтронами для генерации нейтронов: диссертация ... кандидата технических наук: 01.04.13 / Кузнецов Александр Юрьевич; науч. рук. А.Е. Шиканов; НИЯУ МИФИ. - Москва, 2017. - 165 с.

112. Experimental study of a coaxial plasma diode with oscillatiing deutrons for neutron generation / K.I. Kozlovskii, A.Y. Kuznetsov, A.E. Shikanov [et al.] // Atomic Energy. -

2012. - 112(4). - P. 299-302.

113. Сканирование излучения в лазерно-плазменных источниках ионов / И.И. Вергун, А.С. Цыбин, А.Е. Шиканов [и др.] // Изв. ВУЗов. Приборостроение. -1988. - Т. 31, № 9. - С. 48-53.

114. А.с. 1107678 СССР. Сканирующее устройство лазерного источника ионов / И.И. Вергун, Ю.А. Дьячихин, К.И. Козловский, А.Е. Шиканов (СССР). -Опубл. 23.12.1982.

115. Юдин, Л.И. Генераторы импульсов больших напряжений: учебное пособие / Л.И. Юдин. - Москва: МИФИ, 1983. - 63 с.

116. Крастелев, Е.Г. Мощные электроимпульсные системы. В 2 ч. Ч. 2. Формирование и передача импульсной электромагнитной энергии экстремально высокой мощности: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Е.Г. Крастелев, А.П. Лотоцкий, С.П. Масленников, Э.Я. Школьников. - Москва: МИФИ, 2008. - 144 с. - ISBN 978-5-7262-1090-2.

117. Kozlovskii, K.I. Transparent Laser Dischargers / K.I.Kozlovskii, A.S. Tsybin,

A.E. Shikanov // Instruments and Experimental Techniques. - 1987. - 30(2pt1). -P. 349-351.

118. А.с. 950084 СССР, МПК H 01 J 17/46. Лазерный разрядник / В.С. Васин, К.И. Козловский, А.С. Цыбин, А.Е. Шиканов (СССР). - № 3216041/18-21; Заявлено 12.12.1980; Опубл. 23.11.1984, Бюл. № 43.

119. An investigation of processes in a laser air sparc gap / V.N. Gusarov, K.I. Kozlovskii, A.S. Tsybin, A.E. Shikanov // Radiophysics and Quantum Electronics. - 1984. - 27(4). - P. 346-350.

120. Бейер, М. Техника высоких напряжений: теоретические и практические основы применения / М. Бейер, В. Бек, К. Меллер, В. Цаенгль; Пер. с нем. И.П. Кужекина; Под ред. В. П. Ларионова. - Москва: Энергоатомиздат, 1989. -553 с. - ISBN 5-283-02460-1.

121. Кнопфель, Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля: методы генерации и физические эффекты, связанные с созданием импульсных полей мегаэрстедного диапазона / Г. Кнопфель; Пер. с англ. Ф.А. Николаева и Ю.П. Свириденко. -Москва: Мир, 1972. - 391 с.

122. Измерение тока и формы импульсов электронных пучков / А.А. Бородулин,

B.М. Рыбин, А.П. Цыпляков [и др.] // Приборы и техника эксперимента. - 1973. -№ 2. - С. 47-49.

123. Монитор импульсных потоков нейтронов. Скважинная ядерно-геофизическая аппаратура с управляемыми источниками излучений / К.И. Козловский, А.А. Старинский, А.С. Цыбин, А.Е. Шиканов // Сб. научных трудов ВНИИЯГГ - 1978. - Москва. - С. 65-69.

124. А.с. 655212 СССР, МПК G 01 V 5/00. Устройство для мониторирования нейтронных потоков генераторов нейтронов / В.М. Аванесов, К.И. Козловский,

A.Е. Шиканов [и др.] (СССР). - № 2435672/18-25; Заявлено 29.12.1976; Опубл. 25.12.1979, Бюл. № 47.

125. Лукьянов, С.Ю., Горячая плазма и управляемый ядерный синтез / С.Ю. Лукьянов, Н.Г. Ковальский. - Москва: МИФИ, 1999. - 425 с. -ISBN 5-7262-0234-1.

126. Bogdanovich, B.Yu. Particulars of hydrogen isotope stopping in accelerators for neutron generation / B.Yu. Bogdanovich, A.V. Nesterovich, A.E. Shikanov // Atomic Energy. - 2011. - 109(5). - P. 362-368.

127. Худсон, Д. Статистика для физиков: лекции по теории вероятностей и элементарной статистике / Д. Худсон; Пер. с англ. / [Предисл. Е. Лейкина]. -2-е изд., доп. - Москва: Мир, 1970. - 296 с.

128. Математическое моделирование динамики плазменной границы в диодах с магнитной изоляцией для генерации быстрых нейтронов / А.В. Ильинский, Л.В. Михайлов, А.С. Цыбин, А.Е. Шиканов // Proc. of Intern. Conf. «Modelling and Investigation of Systems Stabiliy». - 1991. - Kiev. - P. 168.

129. Чен, Ф.Ф. Введение в физику плазмы / Ф. Чен; Пер. с англ. Е.Н. Кручины; Под ред. В.И. Шевченко. - Москва: Мир, 1987. - 398 с.

130. Хора, Х. Физика лазерной плазмы / Х. Хора; Пер. с англ. М.В. Кириллова-Угрюмова, В.А. Прорвича; Под ред. Г.В. Склизкова. - Москва: Энергоатомиздат, 1986. - 271 с.

131. Козловский, К.И. О влиянии продольного магнитного поля на разлет ионов лазерной плазмы / К.И. Козловский, Ю.П. Козырев, А.С. Цыбин // Физика плазмы. - 1980. - Т. 6, Вып. 1. - С. 69-72.

132. Зельдович, Я.Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений / Я.Б. Зельдович, Ю.П. Райзер. - 3-е изд., исправл. -Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 656 с. - ISBN 978-5-9221-0938-3.

133. Быковский, Ю.А.. Лазерная масс-спектрометрия / Ю. А. Быковский,

B. Н. Неволин. - Москва: Энергоатомиздат, 1985. - 129 с.

134. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика. В 10 т. Т. 8. Электродинамика сплошных сред / Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. - Москва: Наука, 1982. - 621 с.

135. Ускорительная нейтронная трубка с лазерным ионным источником / В.А. Войтенко, Н.Ф. Коломиец, Р.П. Плешакова [и др.] // Приборы и техника эксперимента. - 1988. - № 5. - С. 34-35.

136. Трубка ускорительная лазерная ЛНТ-2М. ТУ 95 1862-88 / Реестр Госкомстандарта, 1989.

137. Технологические особенности изготовления ускорительных нейтронных

трубок с лазерным (ЛНТ-2М) и вакуумно-дуговым (ДИН-1) ионным источником для геофизических исследований / Р.П. Плешакова, Д.Ф. Беспалов, Е.В. Рябов [и др.] // Вопросы атомной науки и техники, серия Радиационная техника. - 1990. -В. 1. - С. 30-33.

138. Плешакова, Р.П. Обеспечение вакуума в малогабаритных ускорительных трубках с лазерным ионным источником / Р.П. Плешакова, А.Е. Шиканов // Теоретическое и экспериментальное исследование ускорителей заряженных частиц: сб. науч. тр. - 1985. - Энергоатомиздат. - С. 47-50.

139. Плешакова, Р.П. Исследование и разработка малогабаритной отпаянной ускорительной нейтронной трубки с лазерным ионным источником: диссертация ... кандидата технических наук: 01.04.20 / Плешакова Регина Павловна; МИФИ. -Москва, 1983. - 120 с.

140. Вакуумные нейтронные трубки с расширенным диапазоном технических характеристик и повышенным ресурсом работы / Р.П. Плешакова, Ю.Г. Бессарабский, И.Г. Курдюмов [и др.] // Вакуумная техника и технология. -2000. - Т. 10, № 2. - С. 63-65.

141. Патент 2228554 РФ, МПК C2 G21G 4/02. Вакуумная нейтронная трубка / Р.П. Плешакова, Ю.Г. Бессарабский, Ю.К. Пресняков (Россия), заявитель и патентообладатель ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова». - № 2002113356/06; Заявлено 22.05.2002; Опубл. 10.05.2004, Бюл. № 13.

142. Васецкий, Б.Г. Техногогическая установка с лазерным испарителем для вакуумного напыления тонких пленок / Б.Г. Васецкий, Л.К. Ковалев, В.А. Шишкин // Тезисы докладов ВНТ конференции «Применение лазеров в науке и технике». -1980. - Ленинград - С. 35-36.

143. Construction of a neutron tube with a laser ion source / V.M. Gul'ko, K.I. Kozlovskii, A.E. Shikanov [et al.] // Soviet Atomic Energy. - 1982. - 52(4). -P. 280-283.

144. Production of Hydrogen Containing Targets by Using the Laser-Plasma Source / K.I. Kozlovskii, A.S. Tsybin, N.F. Kolomiets, A.E. Shikanov // Proc. of 14th Int. Symp. on the Physics of Ionized Gases. - 1988. - Yug., Sarajevo. - P.324-327.

145. Исследование возможности улучшения стабильности работы частотных нейтронных трубок / Р.П. Плешакова, Ю.Г. Бессарабский, Ю.К. Пресняков [и др.] // Вакуумная техника и технология. - 2003. - Т. 13, № 1. - С. 31-34.

146. Патент 2316835 РФ, МПК C1 G21G 4/02 // H05H 3/06 // H05H 5/03. Вакуумная нейтронная трубка / Р.П. Плешакова (Россия), заявитель и патентообладатель ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова». - № 2006113516/06; Заявлено 21.04.2006; Опубл. 10.02.2008,

Бюл. № 4.

147. Технология изготовления металло-керамических изолирующих узлов в нейтронных трубках для геофизических исследований / В.А. Войтенко, А.А. Жарких, Р.П. Плешакова [и др.] // Вопросы атомной науки и техники. Серия Радиационная техника. - 1990. - В. 1. - С. 33-35.

148. Трубка ускорительная газонаполненная НТГ-1. ТУ 95 1860-88 / Реестр Госкомстандарта, 1989.

149. Иродов, И.Е. Электромагнетизм. Основные законы: учеб. пособие для студентов вузов / И.Е. Иродов. - 3. изд., испр. - Москва: Лаборатория базовых знаний, 2000. - 350 с. - ISBN 5-93208-001-9.

150. Model of Laser Plasma Acceleration in the Fields of Spiral Electrodynamic Line / A.E. Shikanov, K.I. Kozlovskii, E.D. Vovchenko, V.L. Shatokhin // Technical Physics Letter. - 2019. - Vol. 45, № 2. - P. 119-122.

151. Франк-Каменецкий, Лекции по физике плазмы: для инженерно-физических и физико-технических вузов и факультетов / Д.А. Франк-Каменецкий. - Москва: Атомиздат, 1968. - 287 с.

152. Dydychkin, V.N. Generation of short (< 100 nsec) neutron pulses in small accelerator tubes with a laser-operated ion source / Dydychkin V.N., Shikanov A.E. // Soviet Atomic Energy. - 1991. - 70(2). - P. 181-183.

153. Acceleration of Macroscopic Clusters in Crossed Magnetic Fields / A.R. Karimov, P.A. Murad, A.E. Shikanov, S.A. Terekhov // IEEE TPS. - 2019. - Vol. 47. -P. 1520-1525.

154. Патент 2696975 РФ, МПК C1 H05H 5/00. Плазменный ускоритель / Е.Д. Вовченко, А.Р. Каримов, К.И. Козловский [и др.] (Россия), заявитель и патентообладатель НИЯУ МИФИ. - № 2018143486; Заявлено 07.12.2018; Опубл. 08.08.2019, Бюл. № 22.

ПРИЛОЖЕНИЕ. Акт об использовании результатов диссертации

АКТ

об использовании результатов диссертации Исаева Антона Алексеевича на тему «Ускорение нуклидов водорода в портативных импульсных плазменных устройствах со скрещенными электромагнитными полями для генерации нейтронов», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специапьности «Электрофизика и электрофизические установки»

Настоящий акт составлен в том, что результаты диссертации A.A. Исаева в части исследований и разработки действующих макетов вакуумных ускорительных трубок с магнитным подавлением электронной проводимости были использованы в Радиационном ускорительном центре НИЯУ МИФИ при выполнении работ по теме «Разработка технологических приемов увеличения проницаемое! и коллекторов тяжелой нефти с ядерно-физическим контролем», проводимых в рамках соглашения № 15-19-00151 между Российским научным фондом и НИЯУ МИФИ.

Научный руководитель РУЦНИЯУ МИФИ,

«УТВЕРЖДАЮ»

л.т.н., профессор

Б.Ю. Богданович

Руководитель проекта, д.ф.-м.н., профессор

A.B. Нестерович