Синтез и свойства урансодержащих жидких сред для лазеров с ядерной накачкой

• Автор: Тихонов, Геннадий Викторович
• Шифр специальности: 02.00.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 с. : ил.

Введение

Глава 1. Жидкие активные среды для лазеров с ядернон накачкой.

1.1. Поиск лазерноактивных жидкостей.для ядериой накачки.

1.2. Требования к жидкой активной среде лазеров с прямой ядерной накачкой.

1.3. Выбор способа синтеза уран содержащих лазерных жидкостей

1.4. Методы исследования свойств урансодержащих лазерных жидкостей

Глава 2. Синтез и свойства лазерной жидкости РОС1з8пСЬг5иСМ.

2.1. Синтез и свойства растворов Р0С1з8пС5и7

2.1.1. Растворимость соединенийХД VI в РОС8пС.

С л ,

2.1.2. Электронные спектры поглощения растворов РОС8пСи

2.1.3. Механизм растворения соединений иУ1 в РОС8пС.
2.1.4. Люминесцентные свойства 1Ю в РОС8пС.
2.1.5. Кинетика восстановления и2 в Р0С1з8пС5и2
2.2. Синтез лазерных жидкостей РОСЬЭпСЦ2 иОуШ3 иих свойства
при оптическом возбуждении.
2.2.1. Растворение соединений неодима и ЩУ1 в РОС8пС.
2.2.2. Взаимодействие между Ш3 и 1Ю в РОС8пС
2.2.3. Восстановление иУ1 при синтезе лазерных жидкостей Р0С8пС1г5и2Ыс4
2.2.4. Синтез лазерных жидкостей РОСиЭпС р5и2Ыс
с требуемыми характеристиками
2.2.5. Генерационные свойства лазерных жидкостей
РОС8пС5и2с при оптической накачке.
2.3. Свойства урансодержащих жидких люминофоров на основе РОС8иС
при радиационном возбуждении.
2.3.1. Спектральнолюминесцентные свойства Ш3 в растворах РОС1з8пС2 5и2М3 при возбуждении продуктами ядерных реакций
2.3.2. Радиолюминесценция .1 в растворах Р0С1з8пС5и2,ЫсГ
при гомогенном возбуждении аизлучением урана
2.3.3. Радиолюминесценция Ьп3 в растворах РОС1з8пСЧЮГп при гомогенном возбуждении а излучением урана.
2.3.4. Люминесцентные свойства Ей в урансодержащих растворах РОС8пС и Э
2.3.5. Свойства урансодержащих растворов на основе I3I
при облучении на импульсном реакторе БАРС6
2.4. Выводы к главе 2
Глава 3. Синтез и свойства лазерноактивных жидкостей
I.
3.1. Уран содержащие лазерноактивные жидкости на основе I3I .
3.1.1. Синтез и свойства жидких люминофоров на основе 3iI4
3.1.2. Синтез и свойства жидких люминофоров на основе 3i4.
3.1.3. Синтез и свойства жидких люминофоров на основе
3.2. Лазерные жидкости X3
3.2.1. Синтез и свойства лазерных жидкостей 3.
3.2.2. Синтез и свойства растворов 2. 1
3.2.3. Механизм растворения соединений неодима и V1 в
3.2.4. Синтез при атмосферном давлении лазерных жидкостей
3.2.5. Синтез при пониженном давлении лазерных жидкостей .
3.2.6. Люминесцентные и генерационные свойства 3 в лазерных жидкостях при оптическом возбуждении.
3.3. Влияние кислоты Лыоиса на свойства урансодержащих лазерноактивных растворов оксихлорида фосфора
3.3.1. Термодинамический подход к поиску новых лазерных сред
3.3.2. Синтез и спектральнолюминесцентные свойства лазерных жидкостей на основе оксихлорида фосфора.
3.3.3. Восстановление V1 в растворах оксихлорида фосфора
3.3.4. Радиолюминесценция 3 при гомогенном возбуждении растворов РОС1зМС1тЮ излучением урана.
3.4. Лазерноактивные жидкости на основе РОСЬМС1з.
3.4.1. Синтез и свойства жидких люминофоров на основе 3iI3I.
3.4.2. Синтез и свойства лазерных жидкостей на основе РОСВСБ
3.4.3. Радиационноиндуцированное излучение 3 в лазерных жидкостях при облучении на реакторе БАРС6
3.5. Выводы к главе 3.
Заключение
Список литературы


Результаты экспериментов и расчеты показали, что в НЛЖ 2С0аСи2Ж3 эффективность накачки Ж3 меньше, а пороговая удельная скорость заселения и пороговая скорость накачки больше, чем в НЛЖ РОС8пС1г1ЮЖ3 . Введение иVI в РОС1з8пС1гЖ3 существенно не изменяло спектральнолюминесцентные свойства Ж3т при возбуждении оптическим излучением и продуктамиядериых реакций на ускорителе КГ , А и практически не влияло на эффективность накачки верхнего лазерного уровня 1Ру2 Ж продуктами ядерных реакций. На основании исследования спектральнолюминесцентных свойств был сделан вывод об отсутствии или весьма незначительном тушении люминесценции Ж3 уранилом в растворах Р0СТ1С1ги2Ж с Ж3 0. Р0С8пС1ги2Ж3 с Ж3т 0. Жз и иОз в матрицах РОСЬБпСЦ и РОС8пС1 1 об Некоторое уменьшение времени затухания люминесценции в системе РОСЬТЮ и2 Ж объяснялось присутствием трудноудаляемых следов воды, попадаемых в матрицу вместе с ИОз . Была получена лазерная генерация и изучены генерационые свойства НЛЖ Р0С1з8пС. Ж при оптическом возбуждении , . Приготовленная сольвотсрмальиым способом НЛЖ РОС1з8пС1г1ЮЫсн с 6 0. ЦХЬ2 0. Энергия генерации Ек линейно зависела от энергии накачки Ер. Порог генерации был зафиксирован при Ер Джсм3. Окислительновосстановительных взаимодействий и2 не обнаружено . В работе были, изучены генерационые свойства грх НЛЖ на основе РОСЬЗпСЬ, синтезированных по технологии , с 6 0. Причм в две НЛЖ был введн уран, и 0. В РОС1з5пС1. Ыс1 выходная энергия генерации возрастала практически пропорционально энергии накачки, тогда как в образцах РОСЬЗпСЦиОг наблюдалось существенное отклонение от линейной зависимости. При этом средний к. Однако увеличение концентрации 1Ю в 1. Пороговая энергия накачки для РООзпСЫб составила Джсм3, для РОС1з8пС1. М3 Джсм3. Резкое увеличение не привело к столь же резкому падению энергии генерации и к значительному повышению пороговой энергии накачки, вероятно, изза более эффективного поглощения энергии накачки, дополнительной передачи энергии возбуждения от иСЬ2 к Ктс . Нарушение линейной зависимости энергии генерации от энергии накачки в РОС1з8пС1. К в работе происходило, очевидно, вследствие фотовосстановления 1Ю до и1У. Кювету с НЛЖ Р0С8пС1гиЫс окружали фильтром из водного раствора ЫаМСЬ Х,р 0 нм для уменьшения неэффективного нагрева жидкости изза поглощения растворителем излучения ксеноновой лампы накачки. В этом случае возбуждались не только ионы 6, но и и. В работе зависимость энергии генерации от энергии накачки была линейной, так как для охлаждения ламп накачки и кюветы, для фильтрации УФ излучения накачки использовали 0. М водный раствор К2Сг7 Хф 0 нм, и и не возбуждался. К тому же концентрация и2 была многократно меньше, чем в работе . Оценки гфименения НЛЖ 0з. По их мнению, эффективность люминесценции должна быть больше , а линейный коэффициент неактивных потерь меньше 5 см1. Кроме того, они полагали, что при облучении мощными потоками тепловых нейтронов НЛЖ станет оптически непрозрачной изза гермооптических искажений, радиолиза, образования газовых пузырьков на треках осколков деления и ряда других причин. Эксперименты по изучению прозрачности водного раствора иСЬЗО. ВИР2 показали, что в процессе реакторного импульса пропускание на А. Джсм3 раствор вскипал И. Таким образом, полученные результаты послужили основанием для начала разработкитехнологии. НЛЖ РОСЬ8пС1. Ысн с характеристиками, которые удовлетворяют требованиям к активным средам ЛЯН и ОКУЯН см раздел 1. Предполагалось ввести 5и в бинарный растворитель РОС1з8пС1. Ис, таким образом, чтобы на порядок уменьшить линейный коэфициент неактивных потерь, в раза увеличить концентрацию 1Ю. Ш3 в сравнении с образцами известной НЛЖ Р0С1з8пС. ЫсГ , которые имели высокое время затухания люминесценции Ыс1зь, т 0 мкс. Прежде чем разрабатывать мощные жидкостные лазерные системы с прямой ядерной накачкой, необходимо получить генерацию лазерного излучения в жидких средах при ядерной накачке или же доказать невозможность этого. Очевидно, что жидкая лазерноактивная среда с гомогенно распределенным делящимся веществом помимо общих требований к лазерным материалам должна отвечать дополнительным условиям к нейтроннофизическим и лазерным свойствам 5,7,8,,,.