Способ получения нейтронного пучка на синхроциклотроне и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу получения нейтронного пучка на синхроциклотроне и устройству для его осуществления, которые могут применяться при радиационном облучении нейтронами электронной компонентной базы и других объектов авиакосмического назначения и тестирования их надежности в условиях, эквивалентных атмосферно-космическому нейтронному излучению. Для получения непрерывного нейтронного пучка осуществляется предварительная трансформация ускоренных до энергии 1000 МэВ банчей протонов в циркулирующие в виде тороидов протоны с последующей их аксиальной раскачкой при помощи двухэлектродного электрического дефлектора для отклонения протонов на нейтроннообразующую мишень. Устройство содержит генератор радиоимпульсов с частотой заполнения, равной частоте аксиальных колебаний протонов в тороиде, подключенный к двухэлектродному дефлектору, и связанный с ним блок модуляции частоты и амплитуды для генератора радиоимпульсов, а также селектор частоты дуанта и его связи с генератором радиоимпульсов и генератором высокочастотного питания дуанта. Техническим результатом является получение непрерывного нейтронного пучка с коэффициентом использования n-пучка, близким к единице. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к ускорительной технике и технике для генерации нейтронов, и может использоваться, в частности, при радиационном облучении нейтронами электронной компонентной базы (ЭКБ) и других объектов авиакосмического назначения (АКН) и тестирования их надежности в условиях, эквивалентных атмосферно-космическому нейтронному излучению.

Введение в проблему. Известно разрушительное воздействие нейтронного излучения на полупроводниковую аппаратуру, эксплуатируемую в условиях атмосферы и космоса (J.F. Ziegler, Lars et al. «Effect of Cosmic Rays on Computer Memories», Science, 206, 776 (1979) [1], (J. Kohler, B. Ehresman, C. Zeitlin et al. «Measurement of the neutron Spectrum in transit to Mars on the Mars Science Laboratory)), Life Sciences in Space Research 5 (2015), V5, p. 6-12) [2]. Особенностью атмосферно-космического нейтронного потока является его очень широкий энергетический спектр, простирающийся от нуля до энергии ≥1000 МэВ. Поэтому единственными источниками искусственно созданных нейтронов являются ускорители заряженных частиц на большие энергии, в которых потоки нейтронов образуются в результате соударения ускоренных протонов с нейтронно-образующей мишенью (n-мишень) из W, Pb, Au и т.п., так называемой, Spallating Target (G.S. Bauer «Overview on spallation target design concepts and related materials issues», Journal of Nuclear Materials, Volume 398, Issues 1-3, March 2010, Pages 19-27) [3]. В связи с важностью проблемы разработан международный стандарт (IEC Technical Specification TS 62396-1: Process Management for Avionics-Atmospheric Radiation Effects. Part 1. Accommodation of Atmospheric Radiation Effects via Single Event Effects within Avionics Electronic, 2006.7 p.) [4] на параметры искусственного нейтронного пучка (n-пучка) и условия проведения на нем радиационных испытаний.

Во всех крупных странах, в том числе и в РФ, на ускорителях протонов на большие энергии созданы центры по радиационному облучению нейтронами и испытанию надежности ЭКБ АКН, перечень которых приведен в [4]. В России единственным центром, где создан n-пучок для проведения испытаний на радиационную стойкость ЭКБ и других объектов АКН является НИЦ Курчатовский институт - ПИЯФ (Абросимов Н.К., Вайшнене А.А., Воробьев А.С., и др. «Приборы и техника эксперимента», 2010, №4, с. 5-12) [5].

Известно, что в США (Definition of Capabilitis Needed for single Event effect Test//Final Report POT/FAA/TC 15-16, May 2015/ U.S. Departament of Transportation, federal Aviation Administraition) [6] и в Китае (Weijun Ni, Hantao Jing, Liying Zhang, Li On. «Possibie atmospheric-like neutron beams CSNS (China Spallation Neutron Source)». Radiation Physics and Chemistry. 152 (2018) 43-48) [7] для испытания надежности объектов АКН на нейтронных пучках создаются новые ускорители протонов и новые испытательные центры, для создания которых требуются большие энергетические и финансовые затраты, а также решение физико-технических проблем для получений n-пучков с определенными параметрами. Все ускорители протонов на большие энергии являются установками импульсного действия, поэтому созданные на них искусственные нейтронные пучки обладают прерывистым временным спектром в виде последовательности импульсов нейтронов длительностью τ и периодом следования Т, причем τ<<Т (коэффициент использования n-пучка k=τ/Т<<1). Это не соответствует условиям эксплуатации ЭКБ АКН в атмосфере и космосе, где существует непрерывный во времени поток нейтронов. Импульсный спектр искусственного n-пучка не исключает проведение испытаний ЭКБ АКН, но приводит к некоторым нежелательным эффектам в облучаемой аппаратуре и затрудняет интерпретацию причин ее повреждений (А.В. Согоян, А.Ю. Егоров, И.И. Шведов-Шиловский и др. «Исследование влияния длительности импульса излучения на уровни ТЭ и сбоев современных БИС». Стойкость-2019, стр. 242) [8] и особенно при облучении био-объектов, так как при допустимой средней дозе биологического облучения она может ее превышать в отдельных импульсах и приводить к разрушениям на клеточном уровне (Kuhnew W., Gersey В.В., Wilkins R. et al. «Biological effects of high-energy neutrons measured in Vivo using a vertebratemodel». // Radiation Research, 172, 473 (2009) [9].

В качестве аналога выбран способ и устройство, работающее в Англии в лаборатории Резерфорда на ускорителе VESUVIO (Andreani С., Pietropaolo A., Salsano A. et al.//Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. 114101. doi: 10.1063/12897309) [10].

Сущность способа-аналога заключается в транспортировке ускоренных до энергии 800 МэВ протонов к n-мишени, находящейся вне ускорителя, затем - в угловой ϕ-селекции части образовавшегося потока нейтронов и доставке его к испытательному стенду для облучения и испытания надежности образцов ЭКБ АКН, (ϕ-селекция - это отбор из вылетающего из нейтронной мишени 4π-потока нейтронов только его части под углом ϕ к оси р-пучка).

Устройство-аналог состоит из ускорителя протонов на энергию 800 МэВ типа синхроциклотрон, из электромагнитного тракта для транспортировки протонов, из радиационно-защитного бункера, где располагается n-мишень и из стенда для облучения образцов ЭКБ АКН.

Недостатком способа и устройства аналога является то, что временной спектр нейтронного пучка повторяет временной спектр ускоренных в ускорителе протонов и является прерывисто-импульсным с коэффициентом k=τ/Т<<1. (У аналога [10]: τ=100 мкс, Т=5 мс, k≈0,02).

В качестве прототипа способа и устройства выбран патент РФ №2668997 (Воробьев А.С., Иванов Е.М., Михеев Г.Ф. и др. «Устройство для радиационного облучения и испытаний надежности электроники авиакосмического назначения к воздействию нейтронов с использованием ускорителя заряженных частиц») [11].

Сущность способа прототипа заключается в использовании ускоренных в синхроциклотроне до энергии 1000 МэВ протонов и в наведении их на n-мишень, находящуюся внутри ускорительной камеры синхроциклотрона, методом импульсного отклонения. Затем - в угловой ϕ-селекции части из образовавшегося нейтронного 4π-потока и транспортировки ее к измерительному стенду для облучения образцов ЭКБ АКН или других объектов.

Устройство-прототип состоит из ускорителя заряженных частиц типа синхроциклотрон на энергию 1000 МэВ (Абросимов Н.К., Михеев Г.Ф. «Радиотехнические системы синхроциклотрона Петербургского института ядерной физики». Гатчина. Изд-во ФГБУ «ПИЯФ», 2012. 339 с.) [12] и n-мишени из свинца, установленной внутри ускорительной камеры синхроциклотрона на радиусе энергии протонов 1000 МэВ, но выше орбиты ускоряемых протонов. На этом же радиусе, но на другом азимуте, и выше и ниже медианной плоскости установлены две пластины - электроды, образующие электрический дефлектор. Дефлектор подключен к генератору высоковольтных импульсов, к которому присоединен блок управления и слежения за угловым положением ускоряемого сгустка (банча) протонов.

Устройство-прототип работает следующим образом. В момент, когда ускоряемый банч протонов достигает энергии 1000 МэВ, блок управления и слежения вырабатывает сигнал на включение генератора высоковольтных импульсов. Между пластинами дефлектора возникает импульсное электрическое поле, которое отклоняет ускоренный до 1000 МэВ банч протонов на n-мишень. В результате взаимодействия протонов с n-мишенью образуется поток нейтронов, часть из которого под углом ϕ=27° к касательной орбиты поступает по нейтроноводу к измерительному стенду с образцами ЭКБ АКН и набором измерительной аппаратуры для контроля нейтронного пучка и состояния облучаемых образцов, которые размещаются внутри термокамеры (заметим, что селекция части n-пучка под углом ϕ=27° обеспечивает получение энергетического спектра потока нейтронов, эквивалентного естественному, а сама величина ϕ зависит от материала n-мишени [3]). Блок управления с компьютером обеспечивает работу устройства-прототипа. В синхроциклотроне при каждом цикле ускорения протонов длительностью Т образуется один банч ускоренных до максимальной энергии протонов длительностью τ и после его отклонения на n-мишень генерируется импульс нейтронов также длительностью τ, причем τ<<Т, коэффициент использования n-пучка k=τ/Т<<1.

Недостатком способа и устройства прототипа является то, что временной спектр нейтронного пучка повторяет временной спектр ускоренных в синхроциклотроне банчей протонов и является прерывисто-импульсным с коэффициентом k=τ/Т<<1 (у прототипа [11] τ=(2÷6) нс, Т=20 мс, k≈10^-7) [5]).

Так как временной спектр нейтронов обусловлен временным спектром протонного пучка, получаемого на том или ином ускорителе, то задачей изобретения с целью получения непрерывного нейтронного пучка является создание нового способа взаимодействия ускоренных протонов с нейтронообразующей мишенью и устройства для его осуществления.

Технический эффект предлагаемого изобретения - получение непрерывного нейтронного пучка с коэффициентом использования n-пучка близким к единице (k≈1).

Технический результат достигается тем, что:

1. В способе получения непрерывного нейтронного пучка на синхроциклотроне с помощью вертикального отклонения ускоренных до максимальной энергии протонов на нейтронообразующую мишень, находящуюся внутри ускорительной камеры синхроциклотрона, новым является то, что с целью получения непрерывного нейтронного пучка до начала отклонения протонов на нейтронообразующую мишень осуществляется за интервал времени много меньше периода цикла ускорения протонов в синхроциклотроне принудительная пространственная трансформация ускоренных до максимальной энергии банчей протонов в циркулирующие тороиды и последующая резонансная раскачка амплитуд бетатронных аксиальных колебаний протонов в тороидах для вертикального их отклонения на нейтронообразующую мишень при помощи создания на локальном участке максимальной орбиты ускоренных протонов аксиального электрического поля в виде радиоимпульсов с частотой заполнения, равной частоте аксиальных колебаний протонов в тороиде, при этом для получения непрерывного пучка нейтронов с коэффициентом использования близкого к единице, частота и амплитуда электрического поля радиоимпульсов моделируются в зависимости от реального спектра частот и амплитуд аксиальных колебаний протонов в торойдах.

2. В устройстве для осуществления способа п. 1, включающем синхроциклотрон с набором радиотехнических блоков для его работы, в том числе двухэлектродный дефлектор аксиального электрического поля, новым является то, что в устройство синхроциклотрона дополнительно вводятся: генератор радиоимпульсов с частотой заполнения равной частоте аксиальных колебаний протонов в тороиде, подключенный к двухэлектродному дефлектору, и связанный с ним блок модуляции частоты и амплитуды генератора радиоимпульсов, и вводится селектор частоты дуанта и его связи с генератором радиоимпульсов и генератором высоко-частотного питания дуанта.

На фиг. 1, 2 показаны схема и принцип реализации предложенного способа получения непрерывного нейтронного пучка на синхроциклотроне. Фиг. 1.

1. Ускорительная вакуумная камера СЦ.

1а. Вакуумные насосы откачки камеры 1.

1б. Ярмо электромагнита СЦ.

2. Дуант СЦ.

3. Ускоряющая щель, образующая ускоряющий промежуток дуанта 2.

4. Генератор ВЧ - (высокочастотного) напряжения на дуанте 2.

5. Вариаторы частоты, задающие закон изменения частоты ƒ(t) электрического напряжения на дуанте 2.

6. Нейтронообразующая мишень - Spallation Target, (n-мишень).

7. Ускоряемый сгусток протонов (банч), находящийся на радиусе R(ƒ) с энергией E(ƒ), где ƒ - частота электрического напряжения на дуанте 2.

8. Циркулирующий кольцевой пучок протонов (тороид), находящийся на радиусе R^max с энергией E^max.

9. Двухэлектродный дефлектор - электрод для раскачки амплитуд аксиальных (вертикальных) колебаний протонов в тороиде 8.

10. Генератор радиоимпульсов U₁₀(t) для дефлектора 9 с частотой заполнения ƒ₁₀(t)+Δƒ₁₀.

11. Модулятор частоты и амплитуды радиоимпульса генератора 10.

12. Селектор частоты дуанта 2 для управления генератором радиоимпульсов 10 и генератором ВЧ 4.

13. Связь от селектора частоты 12 для управления работой генератора радиоимпульсов 10.

14. Связь от селектора частоты 12 для управления работой генератора ВЧ 4.

15. Связь селектора частоты 12 с дуантом 2.

16. Ось выведенного по нейтроноводу пучка нейтронов.

17. Стена радиационной защиты синхроциклотрона.

18. Помещение-бокс для проведения испытаний ЭКБ АКН.

19. Термокамера с образцами ЭКБ АКН.

20. Блоки контроля нейтронного пучка.

21. Блок контроля и управления работой устройства.

22. Компьютер.

23. Связь блока контроля и управления 21 с генератором радиоимпульсов 10.

24. Гаситель нейтронного пучка.

О - центр магнитного поля СЦ.

ƒ(t) - закон изменения частоты ускоряющего напряжения дуанта 2, задаваемый вариаторами 5.

R(ƒ) - радиус ускоряемого банча 7 при частоте ƒ на дуанте 2.

R_max - радиус циркулирующего пучка протонов в момент отключения напряжения с генератора 4 и превращения ускоряемых протонов из банча 7 в тороид 8.

2ΔR - радиальные размеры банча протонов 7 при его ускорении до радиуса R^max.

γ - угловой размер банча 7.

ϕ - угол селекции n-пучка (угол между осью n-пучка 16 и касательной к орбите протонного пучка R^max).

U₁₀(t) - радиоимпульсы от генератора 10.

На фиг. 2 а, б, в показаны временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

а - график амплитуды U_D(t) ускоряющего напряжения на дуанте 2.

б - график радиоимпульсов U₁₀(t) на пластинах дефлектора 9, создаваемых генератором радиоимпульсов 10.

в - график непрерывного n-пучка I_n(t)

U_D(t) - амплитуда высокочастотного ускоряющего напряжения на дуанте 2, создаваемая генератором ВЧ 4.

ƒ(t) - закон изменения частоты ускоряющего напряжения на дуант 2.

Т - период циклов ускорения протонов в СЦ.

U₁₀(t) - напряжение на пластинах дефлектора 9, создаваемое генератором радиоимпульсов 10.

ƒ₁₀(t)+Δƒ₁₀ - закон модуляции частоты радиоимпульсов U₁₀(t).

τ - длительность n-пучка в каждом цикле Т ускорения протонов в СЦ.

t - реальное время.

I_n(t) - интенсивность n-пучка.

В ускорительной вакуумной камере СЦ 1, фиг. 1, расположен ускоряющий протоны дуант 2. Питание дуанта 2 высокочастотным высоковольтным напряжение происходит от генератора ВЧ 4. Вариаторы 5 изменяют резонансную частоту дуанта 2 по закону ƒ(t) в соответствии с изменением радиуса R(ƒ) и энергией E(ƒ) ускоряемых протонов, [12], стр. 107-124. Ускоряемые дуантом 2 протоны имеют форму сгустка (банча) 7 с размерами: ширина 2ΔR, высота 2ΔZ и угловым размером γ. Банч протонов 7 формируется в центре СЦ О при работе плазменного источника ионов. (Так, например, для СЦ-1000 поперечные размеры банча 7: радиальные 2ΔR≈10÷15 см, вертикальные 2ΔZ≈4÷6 см, азимутные γ≈60°.) [12]). В процессе ускорения дуантом 2 банч протонов 7 двигается по спирали увеличивающегося радиуса R(ƒ) и при максимальной энергии E=1000 МэВ достигает радиуса R^max. Протоны в банче во время его ускорения удерживаются силами магнитной фокусировки и совершают относительно своей осевой линии R(ƒ) свободные (бетатронные) колебания по вертикали с частотой и по горизонтали (по радиусу) с частотой где ƒ(R) - частота дуанта в момент нахождения банча 7 на радиусе R, n - показатель спада магнитного поля [12], стр. 100-102. Энергия протонов E(ƒ) при бетатронных колебаниях не меняется. Максимальные амплитуды этих колебаний протонов и определяют поперечные размеры банча 7.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Предварительно, при достижении протонами энергии 1000 МэВ, ускоряемый банч протонов принудительно трансформируется (преобразуется) в кольцевой циркулирующий пучок протонов (тороид). Превращение банча 7 в тороид 8 производится путем отключения ускоряющего напряжения с дуанта 2 в момент окончания ускорения банча 7, достигшего радиуса R^max. Для этого введен блок селектор 12, который «следит» за частотой ƒ(t) на дуанте 2 и при величине ƒ(t), соответствующей нахождению банча 7 на радиусе R^max, выключает генератор дуанта 4. Отключение напряжения с дуанта 2 приводит к «исчезновению» азимутальной фокусировки протонов в банче 7, и протоны за счет разброса энергий и кулоновского отталкивания «разбегаются» друг от друга по азимуту и занимают форму тороида 8 с радиусом кольца тороида R^max. Поперечное сечение «трубы тороида» имеет овальную форму - такую же, как у банча 7: размер по вертикали 2ΔZ, размер по радиусу 2ΔR. Интервал времени превращения банча в тороид много меньше периода Т цикла ускорения СЦ. В момент окончания образования тороида 8 при помощи селектора 12 включается генератор радиоимпульсов 10, и на дефлектор 9 подаются радиоимпульсы U₁₀(t). Частота заполнения ƒ₁₀ радиоимпульса U₁₀(t) выбирается равной частоте аксиальных (вертикальных) колебаний протонов в тороиде 8, ƒ₁₀-ƒ_z. Электрическое поле между пластинами дефлектора 9 воздействует на вращающиеся протоны в тороиде 8 и приводит к резонансной раскачке их вертикальных амплитуд колебаний и попаданию на n-мишень 6, расположенную выше медианной плоскости СЦ, с образованием нейтронов.

Однако известно, что бетатронные аксиальные колебания протонов в тороиде 8 обладают некоторым разбросом частот Δƒ_z/ƒ_z≈1+5%, и этот частотный спектр Δƒ_Z в тороиде 8 может быть экспериментально измерен известным способом: (Иванов Е.М., Михеев Г.Ф. «Способ измерения частот поперечных некогерентных колебаний заряженных частиц, ускоряемых в синхроциклотроне», Патент №2687083, 2018), [13]. Поэтому для эффективного резонансного воздействия электрическим полем на колебания протонов в тороиде 8 необходимо, чтобы частота ƒ_l0 генератора радиоимпульса U₁₀(t) имела девиацию частоты Δƒ₁₀, равную частотному спектру бетатронных аксиальных колебаний протонов в тороиде 8, Δƒ₁₀/ƒ₁₀=Δƒ_Z/ƒ_Z. Для этого частота ƒ₁₀ генератора радиоимпульсов 10 программно изменяется (модулируется) за интервал времени вывода нейтронов в пределах спектра частот бетатронных аксиальных колебаний протонов, циркулирующих в тороиде 8 путем введения модулятора 11. Длительность n-пучка г в каждом цикле Т ускорения протонов, фиг. 2а, определяется временем раскачки протонов в тороиде, которое определяется величиной амплитуды радиоимпульса U₁₀(t), а однородность поступления нейтронов на n-мишень зависит от формы амплитуды радиоимпульса. Возрастание амплитуды радиоимпульса U₁₀(t) на 20-30%, фиг. 2б, и выбор закона модуляции частоты зависят от реального распределения амплитуд аксиальных колебаний протонов в тороиде 8, которое обусловлено режимом работы ионного источника СЦ, [12], стр. 298-312. Таким образом, радиоимпульс U₁₀(t) должен иметь регулируемую амплитуду и длительность, а также программно-регулируемые форму амплитуды и закон изменения частоты заполнения ƒ₁₀(t) радиоимпульса, которые выбираются экспериментально.

Отметим также, что интенсивность непрерывного n-пучка I_n(t), фиг. 2в, в предлагаемом способе, определяется интенсивностью протонного пучка СЦ и не отличается по величине от средней интенсивности импульсного n-пучка прототипа [11].

Сущность предлагаемого устройства заключается в реализации способа, для чего в устройство синхроциклотрона дополнительно вводятся: генератор радиоимпульсов 10 для дефлектора 9, модулятор 11 частоты и амплитуды радиоимпульсов генератора 10, вводится селектор 12 частоты дуанта 2, вводятся линии связи 13 и 14 блока селектора 12 с блоком генератора радиоимпульсов 10 и с генератором ВЧ 4.

Отметим две особенности предлагаемого способа и устройства:

1. Согласно предлагаемому нами способу, частота заполнения ƒ₁₀ радиоимпульса U₁₀(t) выбирается равной частоте аксиальных (вертикальных) колебаний протонов в тороиде 8 f₁₀=f_z Это условие резонансной раскачки р-пучка должно выполняться с высокой точностью f₁₀-f_z/f₁₀≈10^-3÷10^-4 для исключения известного явления как биение их частот (Ф.Н. Обморшев «Введение в теорию колебаний». Изд. Наука, стр. 67-70) [14].

В предлагаемом нами устройстве необходимая точность синхронизации этих частот ƒ₁₀=ƒ_z обеспечивается блоком 12 - селектором частоты дуанта 2. Блок 12 обеспечивает синхронизацию частоты ƒ₁₀ генератора 10 с частотой дуанта ƒ_t, и тем самым с частотой ƒ_z, так как

2. Согласно предложенному способу в устройстве для его реализации должны происходить одновременно два процесса: получение непрерывного пучка нейтронов 16 и ускорение очередного последующего банча протонов 7. Поэтому одновременно работают два генератора: генератор радиоимпульсов 10 на частоте ƒ_l0, фиг. 2б, и генератор ВЧ 4 на частотах ƒ(t), фиг. 2а, частоты которых отличаются друг от друга в несколько раз. (Так, например, для СЦ 1000: ƒ(t)=30,3÷3,23 МГц, ƒ₁₀=3,5 МГц) [12], стр. 210. Применение простейших разделительных частотных фильтров позволяет осуществить одновременную работу обоих генераторов предлагаемого устройства и реализовать предлагаемый способ. Способ и устройство были промоделированы на СЦ-1000 МэВ НИЦ КИ-ПИЯФ [12].

В качестве дефлектора 9 для раскачки амплитуд вертикальных колебаний протонов использовались пластины С-электрода от стандартной системы временной растяжки протонного пучка [12], стр. 274-282, рис. 7.1.

В качестве генератора радиоимпульсов 10 использовался стандартный генератор частоты с усилителем амплитуды сигнала до величины U₁₀(t)=1000В. Частота ƒ₁₀ выбиралась в диапазоне частот вертикальных бетатронных колебаний протонов при модуляции частот в пределах 10-100 кГц.

Время раскачки амплитуд вертикальных колебаний протонов зависит от амплитуды U₁₀(t) генератора 10 и определяет длительность нейтронного пучка τ в каждом цикле работы синхроциклотрона длительностью Т и при τ=Т поток нейтронов на мишени становится непрерывным.

Планируется изготовление специального отдельного электрода 9 для вертикальной раскачки протонов в тороиде 8 и радиоаппаратуры 10, 11, 12 для организации на СЦ-1000 штатного режима непрерывного нейтронного пучка.

Список литературы

[1]. J.F. Ziegler, Lars et al. «Effect of Cosmic Rays on Computer Memories», Science, 206, 776 (1979).

[2]. J. Kohler, B. Ehresman, C. Zeitlin et al. «Measurement of the neutron Spectrum in transit to Mars on the Mars Science Laboratory)), Life Sciences in Space Research 5 (2015), V5, p.6-12.

[3]. G.S. Bauer «Overview on spallation target design concepts and related materials issues», Journal of Nuclear Materials, Volume 398, Issues 1-3, March 2010, Pages 19-27.

[4]. IEC Technical Specification TS 62396-1: Process Management for Avionics-Atmospheric Radiation Effects. Part 1. Accommodation of Atmospheric Radiation Effects via Single Event Effects within Avionics Electronic. 2006.7 p.

[5]. Абросимов H.K., Вайшнене A.A., Воробьев A.C., и др. «Приборы и техника эксперимента», 2010, №4, С 5-12.

[6]. Definition of Capabilitis Needed for single Event effect Test//Final Report POT/FAA/TC 15-16, May 2015/ U.S. Departament of Transportation, federal Aviation Administraition.

[7]. Weijun Ni, Hantao Jing, Liying Zhang, Li On. «Possibie atmospheric-like neutron beams CSNS (China Spallation Neutron Source)». Radiation Physics and Chemistry. 152 (2018) 43-48.

[8]. А.В. Согоян, А.Ю. Егоров, И.И. Шведов-Шиловский и др. «Исследование влияния длительности импульса излучения на уровни ТЭ и сбоев современных БИС». Стойкость-2019, стр. 242.

[9]. Kuhnew W., Gersey В.В., Wilkins R. et. Al. ((Biological effects of high-energy neutrons measured in Vivo using a vertebratemodel».//Radiation Research, 172, 473 (2009).

[10]. Andreani C., Pietropaolo, Salsano A. et al. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. 114101. doi: 10.1063/12897309.

[11]. Воробьев А.С., Иванов E.M., Михеев Г.Ф. и др. «Устройство для радиационного облучения и испытаний надежности электроники авиакосмического назначения к воздействию нейтронов с использованием ускорителя заряженных частиц». Патент РФ №2668997, 2017 г.

[12]. Абросимов Н.К., Михеев Г.Ф «Радиотехнические системы синхроциклотрона Петербургского института ядерной физики». Гатчина. Изд-во ФГБУ «ПИЯФ», 2012. 339 с.

[13]. Иванов Е.М., Михеев Г.Ф. «Способ измерения частот поперечных некогерентных колебаний заряженных частиц, ускоряемых в синхроциклотроне». Патент №2687083, 2018.

[14]. Ф.Н. Обморшев «Введение в теорию колебаний». Изд. Наука, стр. 67-70.

1. Способ получения нейтронного пучка на синхроциклотроне с помощью вертикального отклонения ускоренных до максимальной энергии протонов на нейтронообразующую мишень, находящуюся внутри ускорительной камеры синхроциклотрона, отличающийся тем, что с целью получения непрерывного нейтронного пучка до начала отклонения протонов на нейтроннообразующую мишень осуществляется за интервал времени много меньше периода цикла ускорения протонов в синхроциклотроне принудительная пространственная трансформация ускоренных до максимальной энергии банчей протонов в циркулирующие тороиды и последующая резонансная раскачка амплитуд бетатронных аксиальных колебаний протонов в тороидах для вертикального их отклонения на нейтроннообразующую мишень при помощи создания на локальном участке максимальной орбиты ускоренных протонов аксиального электрического поля в виде радиоимпульсов с частотой заполнения, равной частоте аксиальных колебаний протонов в тороиде, при этом для получения непрерывного пучка нейтронов с коэффициентом использования, близким к единице, частота и амплитуда электрического поля радиоимпульсов моделируются в зависимости от реального спектра частот и амплитуд аксиальных колебаний протонов в тороидах.

2. Устройство для осуществления способа п. 1, включающее синхроциклотрон с набором радиотехнических блоков для его работы, в том числе двухэлектродный дефлектор аксиального электрического поля, отличающееся тем, что в устройство синхроциклотрона дополнительно вводятся: генератор радиоимпульсов с частотой заполнения, равной частоте аксиальных колебаний протонов в тороиде, подключенный к двухэлектродному дефлектору, и связанный с ним блок модуляции частоты и амплитуды для генератора радиоимпульсов, и вводится селектор частоты дуанта и его связи с генератором радиоимпульсов и генератором высокочастотного питания дуанта.