Разработка и применение автоматизированных систем измерений, контроля и управления для исследований в области ядерной физики низких энергий

• Автор: Виноградов, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Саров
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОСНОВНЫХ

ОПРЕДЕЛЕНИЙ

ВНИИЭФ - Всероссийский НИИ экспериментальной физики, г. Саров

ОИЯИ - Объединенный институт ядерных исследования, г. Дубна

ЛЯР - Лаборатория ядерных реакций им. Флерова (ОИЯИ)

ЛЯП - Лаборатория ядерных проблем им. Джелепова (ОИЯИ)

ИАЭ - Институт атомной энергии, г. Москва

ИТЭФ - Институт теоретической и экспериментальной физики, г. Москва

ФЭИ - Физико-энергетический институт, г. Обнинск

ПИЯФ - Петербургский институт ядерной физики им. Константинова

СПбГУТ - Санкт-Петербургский государственный университет

телекоммуникаций им. М.А. Бонч-Бруевича СПбГУ - Санкт-Петербургский государственный университет
МАГАТЭ - Международное агенство по атомной энергии, г
ЯФК - ядерно-физические константы
ТУЭ - трансурановые элементы
ЗН - запаздывающие нейтроны
ХРИ - характеристическое рентгеновское излучение
ППД - полупроводниковый детектор
ПК - персональный компьютер
ПК - ионизационная камера
ППЛД - плоско-параллельный лавинный детектор
БЖСД - большой жидкостный сцинтилляционный детектор
ПО - программное обеспечение
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
ПЗК - преобразователь заряд-код
ПВК - преобразователь время-код
СКУ - система контроля и управления
МК - мюонный катализ ядерных реакций
ИВ - изотопы водорода
Ы-ГО - плотность жидкого водорода-4,25-1022ат/см3

1. РАЗРАБОТКА СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К АВТОМАТИЗАЦИИ ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК
1.2. Создание инструментальной базы для ядерно-физических измерений на ускорителях ВНИИЭФ
1.2.1. Быстрый зарядочувствительный усилитель для ядерных детекторов
1.2.2. Концепция организации физических экспериментов на базе микроЭВМ
1.2.3. Аппаратура и базовое программное обеспечение для организации ядерно-физических экспериментов на базе ПК
1.2.4. Применение созданной инструментальной базы
1.3. Создание аппаратуры и базового программного обеспечения для автоматизации тритиевых комплексов на ускорителях ОИЯИ
1.3.1. Выбор концепции и разработка специальной аппаратуры
1.3.2. Программный пакет для разработки систем контроля и управления
1.3.4. Применение разработанной базы в задачах автоматизации установок
1.4. Выводы
2. СОЗДАНИЕ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ВРЕМЯПРОЛЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА УСКОРИТЕЛЕ ЛУ
2.1. Физические измерения на времяпролетном комплексе ускорителя ЛУ
2.2. Разработка спектрометрического комплекса для измерений средней множественности нейтронов
2.2.1. Особенности постановки измерений средней множественности
2.2.2. Спектрометрический комплекс для измерений ур(Е„)
2.2.3. Результаты измерений ур(Еп)
2.3. Разработка и применение спектрометрического комплекса для времяпролетных измерений сечений деления
2.4. Времяпролетные измерения функций пропускания нейтронов
2.5. Выводы
3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПЕРЕЗАРЯДНОМ УСКОРИТЕЛЕ ЭГП
3.1. Аппаратурные комплексы для измерения сечений реакций на легких ядрах

3.1.2. Аппаратурный комплекс для измерения дифференциальных сечений ядерных реакций
3.1.3. Аппаратурный комплекс для измерений полного сечения реакции 9Be(d,t) по вторичной активации
3.2. Применение разработанных комплексов для изучения реакций на бериллии
3.3. Разработки для измерения характеристик деления тяжелых ядер
3.3.1. Измерения энергетических спектров осколков спонтанного деления 242Ст и вынужденного деления 242тАт быстрыми нейтронами
3.3.2. Методические и аппаратурные разработки для исследования ЗН при делении тяжелых ядер заряженными частицами
3.4. Выводы
4. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТРИТИЕВОГО МИШЕННОГО КОМПЛЕКСА УСТАНОВКИ ТРИТОН
4.1. Мюонный катализ ядерных реакций и установка ТРИТОН для изучения МК в смесях изотопов водорода
4.2. Системы контроля и управления для тритиевого комплекса и мишеней установки ТРИТОН
4.3. Результаты экспериментов на установке ТРИТОН
4.4. Выводы
5. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСОВ ТРИТИЕВОГО ПУЧКА И ТРИТИЕВОЙ МИШЕНИ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА ЦИКЛОТРОНЕ У-400М
5.1. Постановка экспериментов по изучению легких нейтронно-избыточных ядер с использованием тритиевого пучка и жидкой тритиевой мишени
5.2. Автоматизированный комплекс для подачи ИВ в ионный источник циклотрона и комплекс жидкой тритиевой мишени
5.3. Применение разработанных систем и результаты экспериментов
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

получить чувствительность на уровне 10'14А. Кроме того, такие усилители обладают достаточно большой температурной нестабильностью и требуют специальной температурной термостабилизации.
Опыт эксплуатации электрометрических усилителей с переключением диапазонов в задачах радиохроматографии показал их высокую надежность. Поэтому автором была рассмотрена возможность использования этих усилителей для радиометрического контроля. Основная проблема использования этих усилителей для радиометрических измерений связана с низким нижним пределом регистрируемой объемной активности. Во ВНИИЭФ принят контрольный уровень ОА в воздухе рабочего помещения, равный 1-10'8Ки/л. Для надежного и достоверного измерения ОА на этом уровне нижний предел измерений должен быть не более Ы0‘9Ки/л. Для измерения объемной активности трития обычно используются ИК промышленного изготовления с объемом 0,1; 1, 10 и 20 л. Предел чувствительности канала с камерой объемом 10 л составляет ~10'15А.
В результате была выполнена оригинальная разработка автоматизированного радиометра для измерения объемной активности трития РТА-4, работа которого основана на прямом измерении тока ИК. Радиометр состоит из блока радиационного контроля микропроцессорного (БРКМ) и четырех ионизационных камер (объемом 1 или Юл) с блокам преобразования на базе электрометрических усилителей (БПЭМУ).
Блок радиационного контроля разработан на базе ПС-совместимого контроллера типа 1-7188, аналоговых и цифровых модулей серии 1-7000. Модули обеспечивают измерение выходных сигналов электрометрических усилителей, переключение диапазонов усилителей и управление световой и звуковой сигнализацией. Обмен данными между контроллером и модулями обеспечивается по интерфейсу 118-485.
Радиометр РТА-4 сертифицирован (сертификат 1ШС.С.38.046.А №18083) и зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №27238-04. Радиометр может работать как в автономном режиме, так и в составе распределенной сети радиометрического контроля, организованной на базе двухпроводного интерфейса 118-485 при значительном (до 1200 м) удалении от