Тритиевая мишень высокого давления для исследований процессов мюонного катализа

• Автор: Перевозчиков, Василий Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саров
• Количество страниц: 137 с. : ил

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор

1.1. Конструкции тритиевых мишеней для исследования процес-

сов мюонного катализа ядерных реакций синтеза

1.2. Исследования проницаемости изотопами водорода жаро-

прочных сплавов, применяющихся при изготовлении ампул мишеней при высоких значениях давления и температуры

1.3. Исследования водородопронщаемости жаропрочных спла-

вов с защитными покрытиями

1.4. Выводы
2. Выбор конструкционного материала ампулы тритиевой ми-
шени высокого давления и его защитного покрытия
2.1. Водородная прочность
2.1.1. Испытания стандартных цилиндрических образцов 40 на растяжение
2.1.2. Исследования материала в условиях сложно - на-
пряженного состояния
2.1.3. Исследование влияния сварных соединений на
прочностные характеристики материала
2.2. Водородная проницаемость
2.2.1. Водородная проницаемость сплава ХН40МДТЮ-ИД
2.2.1.1. Исследование температурной зависимо- 54 сти водородной проницаемости
2.2.1.2. Исследование зависимости проницаемо- 58 сти от давления
2.2.1.3. Исследование зависимости плотности по- 59 тока диффундирующего водорода от толщины образца

2.2.2. Исследование влияния покрытия нитридом титана
на коэффициент водородопроницаемости сплава ХН40МДТЮ - ИД
2.3. Выводы
3. Конструкция тритиевой мишени высокого давления
3.1. Ампула
3.1.1. Прочностные исследования
3.1.1.1. Расчет напряженно - деформированного 72 состояния ампулы при рабочем давлении
3.1.1.2. Расчет напряженно - деформированного 76 состояния ампулы при испытательном давлении
3.1.1.3. Расчет несущей способности ампулы 7
3.1.2. Ресурсные испытания
3.1.2.1. Методика проведения ресурсных испыта-

3.1.2.2. Результаты определения потока диффун-
дирующего водорода из макета ампулы
3.1.2.3. Результаты определения несущей способ-
ности ампулы
3.1.3. Оценка прочностной надежности
3.1.4. Экспериментальные исследования эффективности
вакуумируемого водородного барьера
3.2. Система охлаждения
3.2.1. Принцип работы системы охлаждения и устройство
охладителя
3.2.2. Результаты криогенных и функциональных испыта-

3.3. Система нагрева
3.3.1. Тепловой расчет элементов системы нагрева
3.3.1.1 Оценка мощности нагревателей
3.3.1.2. Расчет температурного поля по стенке корпуса ампулы и в примыкающих к ней трубках при наличии теплоотражающего экрана
3.3.1.3. Расчет температуры внешней поверхности защитного кожуха в установившемся эксплуатационном режиме
3.3.2. Экспериментальные исследования тепловых характеристик системы нагрева
3.3.3. У стройство нагревателя
3.4. Система радиационной безопасности
3.5. Система контроля эксплуатационных параметров мишени
3.6. Выводы
4. Результаты эксплуатации тритиевой мишени высокого давления
4.1. Характеристики функциональных и технологических параметров
4.2. Результаты исследований мюонного катализа ядерных реакций синтеза
4.3. Выводы
Заключение
Библиографический список

• нанесение температуроуетойчивой эмали ЭВ27 - 1М на поверхность образцов позволяет уменьшить проникновение водорода в условиях эксперимента в ~ 40 раз. Вопрос об использовании эмали в качестве защитного покрытия может быть решен после проверки циклической стойкости покрытия.
Результаты этой работы были использованы при разработке и создании мишени /12/ для исследований МК с применением для работ тяжелых изотопов водорода при высоких давлениях и температурах.
1.4. Выводы
Результаты аналитического обзора показывают что:
• из всех рассмотренных конструкций тритиевых мишеней для исследований МК наиболее высокими техническими характеристиками по давлению (до 100 МПа), эксплуатационной температуре (от 15 до 800 К) и применяемым рабочим смесям ( Б/Т ) обладают мишени, созданные в ЬАМРР. Существенным недостатком этих мишеней, с точки зрения применения в лабораториях, не имеющих специальных защитных систем, на взгляд автора, является отсутствие в их конструкциях устройств, позволяющих производить утилизацию диффундирующей из внутренней полости ампулы при высоких давлениях и температурах рабочей смеси, что может отрицательно сказываться на радиационной безопасности проведения экспериментов;
• с точки зрения определения воздействия изотопов водорода на характеристики водородной проницаемости и прочности материалов, работающих при высоких давлениях и температурах, был исследован только сплав ЭИ698. Однако существует еще ряд жаропрочных сталей и сплавов /16/ на которые следует обратить внимание и провести сравнительные исследования на предмет определения их водородной проницаемости и прочности в области давлений и температур, использующихся при исследованиях МК;