Способ моделирования комплексного радиационного воздействия на объект исследования


 


Владельцы патента RU 2488182:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" (RU)
Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Способ моделирования комплексного радиационного воздействия на объект исследования относится к области физики радиационного воздействия на материалы, изделия электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для испытаний с целью разработки аппаратуры с повышенной устойчивостью к радиационному воздействию, в частности может применяться в способах моделирования комплексных излучений, а также для проверки существующих методов расчета стойкости облучаемых объектов. Способ включает формирование импульсного гамма-нейтронного излучения и импульсного тормозного излучения. Новым в изобретении является то, что дополнительно, не менее чем в течение часа, до формирования импульсного излучения генерируют стационарное низкоинтенсивное гамма-нейтронное излучение, с плотностью потока частиц не менее 109 см2·с-1 и воздействие на объект исследования импульсным гамма-нейтронным излучением осуществляют на его фоне. Технический результат способа заключается в обеспечении более широкого набора дестабилизирующих факторов испытания объекта исследования, что приближает модель к реальным условиям возможного воздействия, тем самым повышает достоверность определения характеристик радиационной стойкости объекта исследования. 1 ил.

 

Данное изобретение относится к области физики радиационного воздействия на материалы, изделия электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для испытаний с целью разработки аппаратуры с повышенной устойчивостью к радиационному воздействию, в частности может применяться в способах моделирования комплексных излучений, а также для проверки существующих методов расчета стойкости облучаемых объектов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание комплексного воздействия дестабилизирующих факторов на объект исследования (материалы, радиоэлектронную аппаратуру и технику) для определения его характеристик в созданных условиях.

Из предшествующего уровня техники известны способы создания комплексного воздействия, например, способ моделирования различных радиационных воздействий, описанный в патенте №2178182, «Способ испытаний полупроводниковых приборов», авторы: Вовк О.В., Зинченко В.Ф., опублик. 10.01.2002, который включает в себя:

- облучение гамма-нейтронным импульсом со средней энергией нейтронов 1,0-3,0 МэВ заданного уровня;

- облучение гамма-нейтронным импульсом со средней энергией нейтронов 1,0-3,0 МэВ уровня 10-2 см-2 и выдержка при повышенной температуре 40-135°С в течение 10-150 часов;

- облучение гамма-нейтронным импульсом со средней энергией нейтронов 1,0-3,0 МэВ уровня, соответствующего протонному излучению.

Моделирование различных радиационных воздействий производят с использованием одной установки, создающей гамма-нейтронное излучение.

Недостатком данного способа является отсутствие моделирования импульса короткодействующего (до 20 нс) тормозного излучения, с максимальной мощностью излучения до 1012 Р/с и стационарного низкоинтенсивного гамма-нейтронного излучения с плотностью потока быстрых нейтронов не менее 109 м-2·с-1, которые позволяют получить данные о радиационной стойкости объекта исследования в предлагаемых условиях облучения.

Известен другой способ моделирования комплексного воздействия [В.Т. Пунин, В.А. Савченко, М.В. Завьялов, В.С. Гордеев, А.И. Герасимов, И.Г. Смирнов, М.А. Воинов, А.С. Кошелев, М.И. Кувшинов. Мощные линейные индукционные ускорители электронов и облучательные комплексы на их основе для радиационных исследований // ВАНТ. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 2000, Вып.3/4, с.95-99}, который выбран в качестве прототипа, как наиболее близкий по количеству сходных признаков. Способ включает в себя формирование импульсного реакторного гамма-нейтронного излучения с длительностью не более 300 мкс и значением флюенса частиц до 1014 см-2 и импульсного тормозного излучения ускорителя с максимальным значением мощности дозы до 10 Р/с и длительностью не более 20 нс. Воздействие на объект исследования осуществляют двумя режимами импульсных излучений. Моделирование воздействия осуществляют на одном из двух облучательных комплексов: ускоритель ЛИУ-30 и реактор БР-1; ускоритель ЛИУ-10М и реактор ГИР2.

Недостаток прототипа, как и аналога, заключается в том, что генерируемое воздействие не имеет стационарной составляющей низкоинтенсивного гамма-нейтронного излучения.

Технический результат заключается в обеспечении более широкого набора дестабилизирующих факторов испытания объекта исследования, что приближает модель к реальным условиям возможного воздействия, тем самым повышает достоверность определения характеристик радиационной стойкости объекта исследования.

Технический результат достигается тем, что способ моделирования комплексного радиационного воздействия на объект исследования, включает формирование импульсного гамма-нейтронного излучения и импульсного тормозного излучения. Новым является то, что дополнительно, не менее чем в течение часа до формирования импульсного излучения генерируют стационарное низкоинтенсивное гамма-нейтронное излучение с плотностью потока частиц не менее 109 см-2·с-1 и воздействие на объект исследования импульсным гамма-нейтронным излучением осуществляют на его фоне.

Воздействие на объект исследования стационарным низкоинтенсивным излучением, не менее чем в течение часа позволяет стабилизировать релаксационные процессы в объекте исследования, тем самым увеличивается достоверность имитирования реальных условий возможного облучения и создаются новые факторы, влияющие на методы и параметры расчета стойкости облучаемых объектов.

Генерация стационарного низкоинтенсивного гамма-нейтронного излучения, с плотностью потока частиц не менее 109 м-2·с-1 позволяет обеспечить достаточную точность реальных условий радиационного воздействия на объект исследования.

Осуществление воздействия на объект исследования импульсным гамма-нейтронным излучением на фоне стационарного низкоинтенсивного излучения позволяет организовать новый режим облучения и получить более достоверные данные о радиационной стойкости материалов, изделий электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры в предлагаемых условиях облучения.

Рассмотрим вариант реализации способа, осуществляемого с помощью облучательного комплекса, включающего линейный импульсный ускоритель ЛИУ-10М и импульсный ядерный реактор ГИР2. ГИР2 исходно был предназначен для генерирования импульсного гамма-нейтронного излучения с длительностью импульса 300 мкс, при энерговыделении реактора 7 МДж и максимальном флюенсе нейтронов 1014 см-2. Существует режим совместного облучения испытываемого объекта импульсом тормозного излучения ЛИУ-10М с максимальной мощностью дозы 1012 Р/с и длительностью импульса не более 20 нс, и импульсом гамма-нейтронного излучения реактора ГИР2. Помимо этого, одним из возможных режимов работы ГИР2 является режим генерирования стационарного гамма-нейтронного излучения с плотностью потока частиц до 5·109 см-2·с-1. Эти особенности работы комплекса ЛИУ-10М-ГИР2 позволяют сформировать комплексное радиационное воздействие, включающее формирование импульсного гамма-нейтронного излучения с длительностью не более 300 мкс и значением флюенса частиц до 1014 см-2 и импульсного тормозного излучения, с максимальным значением мощности дозы до 1012 Р/с и длительностью не более 20 нс, на фоне стационарного низкоинтенсивного гамма-нейтронного излучения, с плотностью потока частиц не менее 109 см-2·c-l.

На фиг.представлена зависимость плотности потока частиц комплекса ЛИУ-10М-ГИР2 от времени, где 1 - низкоинтенсивное стационарное гамма-нейтронное излучение, 2 - импульсное тормозное излучение, 3 - импульсное гамма-нейтронное излучение.

Формирование данного режима облучения происходит следующим образом. В зоне совместной работы комплекса размещается испытываемый образец и детекторы гамма-нейтронного излучения, сигналы реакции на облучение от которых передаются по кабельным коммуникациям в измерительное помещение, находящееся за биологической защитой. Реактор ГИР2 выводится в стационарный режим работы с требуемой плотностью потока частиц, вследствие чего происходит формирование низкоинтенсивного стационарного гамма-нейтронного излучения 1. Через промежуток времени, требуемый для стабилизации релаксационных процессов в объекте испытаний, производится генерация импульсов тормозного излучения 2 ускорителя и гамма-нейтронного 3 реактора в любой последовательности.

На предприятии разработан и создан комплекс ЛИУ-10-ГИР, впоследствии модернизированный в комплекс в ЛИУ-10М-ГИР2, успешно эксплуатируемый с 1984 г. За период эксплуатации комплекса решены основные научно-технические проблемы и отработаны вопросы устойчивого совместного функционирования двух различных по принципу действия физических установок. Предлагаемый режим формируется на основании апробированных режимов работы. ВНИИЭФ располагает еще одним облучательным комплексом ПУЛЬСАР, включающим ускоритель ЛИУ-30 и реактор БР-1, на котором также можно формировать комплексный режим воздействия низкоинтенсивным стационарным реакторного излучением и импульсным излучением.

Способ моделирования комплексного радиационного воздействия на объект исследования, включающий воздействие сформированного импульсного гамма-нейтронного излучения и импульсного тормозного излучения, отличающийся тем, что дополнительно до формирования импульсного излучения генерируют стационарное низкоинтенсивное гамма-нейтронное излучение с плотностью потока частиц не менее 109 м-2·с-1 и воздействие на объект исследования импульсным гамма-нейтронным и импульсным тормозным излучением осуществляют на его фоне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению радиоактивных изотопов в ядерных реакторах. .

Изобретение относится к средствам для диагностики и динамического мониторирования с виртуальным отображением органов пациента и процедуры разрешения проблемных диагностических и лечебно-реабилитационных ситуаций, а также при повышении квалификации и в научной деятельности.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам радиационной терапии. .

Изобретение относится к мишеням, преобразующим излучение в фотонейтроны, и источникам рентгеновского излучения и фотонейтронов. .

Изобретение относится к мишеням, преобразующим излучение в фотонейтроны. .

Изобретение относится к радиационным методам обработки минералов для изменения их оптико-механических свойств, в частности повышения их ювелирной ценности. .

Изобретение относится к области методологии формирования полей гамма-нейтронного излучения на исследовательских реакторах и может быть использовано при испытаниях объектов, в первую очередь крупногабаритных, на радиационную стойкость.

Изобретение относится к устройствам для получения экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения из плазмы импульсно- периодического вакуумного разряда, инициируемого лазером между вращающимися электродами.

Изобретение относится к устройствам для получения экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения высокой средней мощности из плазмы импульсно-периодического вакуумного разряда, инициируемого лазером между вращающимися электродами.

Изобретение относится к генераторам разовых импульсов нейтронов и рентгеновского излучения и предназначено для проведения ядерно-физических исследований, изучения радиационной стойкости и генерирования нейтронных пучков.

Изобретение относится к области испытаний на радиационную стойкость крупногабаритных объектов военного или гражданского назначения, в том числе предназначенных для выполнения работ в радиационных полях ядерно-технических установок или при ликвидации последствий радиационных аварий. Заявленный способ характеризуется тем, что в поле излучений с размерами объекта испытаний устанавливают функциональные зависимости отношения экспозиционной дозы гамма-излучения к флюенсу нейтронов и флюенса нейтронов, приведенного к одному выходящему из активной зоны нейтрону, от длины объекта, толщины и количества конверторов излучения при выбранном варианте их размещения относительно активной зоны и объекта испытаний. Далее с учетом полученных данных и расчетных параметров выбирают толщину и количество конверторов и рассчитывают длительность облучения объекта, после чего объект подвергается соответствующему облучению. Технический результат изобретения заключается в одновременном воспроизведении заданных значений параметров гамма-нейтронного излучения в более широком диапазоне. 5 ил., 1 табл.

Заявленное изобретение относится к источнику рентгеновских лучей. Заявленное устройство содержит генератор пучка электронов, предназначенный для генерации пучков электронов, сходящихся в направлении мишени. Генератор пучка электронов может, в частности, содержать искривленную поверхность эмиттерного устройства с матрицей эмиттеров электронов на основе углеродных нанотрубок и связанное с ним электродное устройство. При этом пространственное распределение рентгеновских фокальных пятен на мишени может быть сделано более плотным, чем распределение источников электронов, причем последнее обычно определяется аппаратными ограничениями. Техническим результатом является возможность гибкого управления испусканием рентгеновских лучей, обеспечение высокого пространственного разрешения шага точки фокального пятна при достижении требуемого позиционирования результирующих фокальных пятен по траектории. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам моделирования параметров гамма и нейтронного излучений ядерного взрыва на исследовательских ядерных реакторах с отражателями нейтронов. Устройство представляет собой двухслойную оболочку у активной зоны ядерного реактора, включающей делящийся материал (1) и отражатель нейтронов (2). Первый слой оболочки выполнен из водородсодержащего материала (3) толщиной, обеспечивающей замедление нейтронов до энергий, характерных для типового ядерного взрыва. Второй слой оболочки расположен с внешней стороны водородсодержащего слоя и выполнен из материала с большим сечением радиационного захвата тепловых нейтронов толщиной (4), обеспечивающей получение характерного для типового ядерного взрыва соотношения доз нейтронов и гамма-излучения. Устройство также содержит детектор излучений (5). Техническим результатом является возможность проведения испытания изделий электронной техники на моделирующих установках в соответствии с требованиями государственных стандартов с использованием параметров излучений, характерных для типового ядерного взрыва. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для гамма-лучевой терапии. Опора установки для инсталляции радиоактивных имплантатов выполнена с возможностью монтажа ее корпуса на столе томографа посредством направляющих типа «ласточкин хвост», установленных с возможностью перемещения в ответных направляющих стола, снабжена фиксатором опоры к столу и вертикальными штангами, несущими закрепленную на их направляющих телескопическую консоль, на свободном конце подвижной части которой закреплена матрица с направляющими отверстиями для игл с радиоактивными имплантатами. Часть одной из направляющих типа «ласточкин хвост» корпуса опоры выполнена подвижной с возможностью возвратно-поступательных перемещений относительно корпуса опоры, связана с корпусом винтовой связью через резьбовое отверстие, выполненное в корпусе, и размещена в сквозном проеме корпуса опоры. Использование изобретения позволяет расширить арсенал технических средств для инсталляции радиоактивных имплантатов. 3 ил.

Изобретение относится к средствам охраны окружающей среды и объектов от загрязнений, анализа состояния радиоактивных веществ и может быть использовано при испытаниях ядерного оружия и других ядерно-физических установок (ЯФУ). Способ определения ядерного энерговыделения включает измерение наведенной активности содержащегося в почве Na-24, образовавшегося от потока нейтронов вследствие ядерной реакции деления (ЯРД) на исследуемом объекте, выполнение нейтронно-физических расчетов, определение величины энерговыделения по выведенным зависимостям. Нейтронно-физические расчеты включают корректировку измеренной активности Na-24 от нейтронного потока по глубине почвы, концентрации природного Na-23 и алгоритмы перехода к энерговыделению. Техническим результатом является возможность определения факта энерговыделения и его величины при возникновении внештатных аварийных ситуаций на ЯФУ в отсутствие предварительно установленных систем регистрации ионизирующих излучений при возникновении любых ЯРД. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к устройству облучения для ввода распределения дозы в подлежащем облучению целевом объеме, а также к способу облучения, соответствующему устройству облучения. Заявленное устройство (11) содержит ускорительное устройство (27) для предоставления пучка (15) частиц для облучения целевого объема (13), сканирующее устройство (25, 23) для модификации свойства пучка у пучка (15) частиц, так что при работе ускорительного устройства (11) пучок (15) частиц последовательно направляется в различные места в заранее установленном объеме (19) сканирования и таким образом сканируется по объему (19) сканирования. При этом сканирующее устройство (25, 23) выполнено таким образом, чтобы сканировать объем (19) сканирования вдоль постоянной, установленной независимо от целевого объема (13) траектории сканирования и обеспечивать согласование вводимого распределения дозы с целевым объемом (13) тем, что во время сканирования пучка (15) частиц вдоль траектории (21) сканирования интенсивность пучка (15) частиц модулируется. Техническим результатом является возможность регулирования и оптимизации распределения дозы облучения в целевом объеме посредством управления установкой во время облучения. 2 н. и 11 з. п. ф-лы, 2 ил.
Наверх