The object of research, development or design (in Russian) : Концепция источника ультрахолодных нейтронов (УХН)

The object of research, development or design (in Kazakh) : Ультрасуық нейтрондар (УСН) көзінің тұжырымдамасы

Aim of work (in Russian) : Основной целью проекта является разработка концепции источника УХН на основе сверхтекучего гелия внутри тепловой колонны единственного в Республике Казахстан многоцелевого стационарного исследовательского реактора ВВР-К.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның негізгі мақсаты Қазақстан Республикасындағы жалғыз көп мақсатты ССР-Қ стационарлық зерттеу реакторының жылу бағанының ішінде аса сұйық гелий негізінде УСН көзінің тұжырымдамасын әзірлеу болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Разработка концепции источника УХН на реакторе ВВР-К будет проводиться при помощи программного комплекса САПР SolidWorks с учетом конструкционных особенностей реактора ВВР-К. Нейтронно-физические расчеты будут проводиться с помощью программного средства MCNP6, в котором моделирование взаимодействия излучения с веществом основано на методе Монте-Карло. Теплофизические расчеты будут проводиться с помощью программного комплекса Ansys (и/или Comsol), где моделирование течения жидкостей и газов осуществляется с учетом турбулентности, теплообмена и химических реакций. Расчеты будут проведены с помощью таких общепризнанных программных средств как MCNP6, Comsol, Ansys, SolidWorks.

Методы исследования (на казахском) : ССР-Қ реакторындағы УХН көзінің тұжырымдамасын әзірлеу ССР-Қ реакторының құрылымдық ерекшеліктерін ескере отырып, SolidWorks АЖЖ бағдарламалық кешенінің көмегімен жүргізілетін болады. Нейтрондық-физикалық есептеулер MCNP6 бағдарламалық құралының көмегімен жүзеге асырылады, онда сәулеленудің затпен өзара әрекеттесуін модельдеу Монте-Карло әдісіне негізделген. Жылу-физикалық есептеулер ANSYS (және/немесе Comsol) бағдарламалық кешенінің көмегімен жүзеге асырылады, мұнда cұйықтықтар мен газдардың ағынын модельдеу турбуленттілік, жылу алмасу және химиялық реакцияларды ескере отырып жүзеге асырылады. Есептеулер mcnp6, Comsol, Ansys, SolidWorks сияқты танымал бағдарламалық жасақтаманың көмегімен жүзеге асырылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Для определения начальных условий для создания концепции источника ультрахолодных нейтронов УХН на исследовательском реакторе ВВР-К, определены пространственно-энергетические распределения нейтронов и гамма квантов в тепловой колонне реактора ВВР-К. После определения пространственно- энергетического распределения нейтронов и гамма квантов было предложено несколько вариантов концепции источника ультрахолодных нейтронов. Основная идея концепции заключается в следующем: быстрые нейтроны из активной зоны необходимо сначала замедлить до тепловой энергии. УХН производятся в L-4He. Сверхтекучий гелий наиболее эффективно преобразует нейтроны с длиной волны 9 Å. Таким образом, для эффективной работы гелиевой камеры необходим интенсивный поток нейтронов с длиной волны 9 Å. Следовательно, помимо замедлителя тепловых нейтронов имеется низкотемпературный предзамедлитель из жидкого дейтерия для преобразования тепловых нейтронов в холодные нейтроны. Для защиты конструкционных материалов источника источник УХН должен быть экранирован от интенсивного гамма-излучения реактора. Расчёт на MCNP показал, что свинец является хорошим выбором для нынешней конфигурации источника. Было разработано несколько вариантов концепции разной геометрии для оптимизации и получения максимальной плотности ультрахолодных нейтронов и низкой тепловой нагрузки на источник.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : ССР-Қ зерттеу реакторында ультра суық нейтрондар УСН көзі тұжырымдамасын әзірлеудің бастапқы шарттарын анықтау үшін ССР-Қ реакторының жылу бағанындағы нейтрондар мен гамма-кванттардың кеңістіктік-энергетикалық таралуы анықталды. Нейтрондар мен гамма-кванттардың кеңістіктік-энергетикалық таралуы анықталғаннан кейін ультра суық нейтрондар көзі тұжырымдамасының бірнеше нұсқалары ұсынылды. Тұжырымдаманың негізгі идеясы келесідей: белсенді аймақтан жылдам нейтрондарды алдымен жылу энергиясына дейін баяулату керек. Ультрасуық нейтрондар L-4He-де шығарылады. Өте сұйық гелий толқын ұзындығы 9 Å болатын нейтрондарды тиімді ультрасуық нейтрондарға айналдырады. Осылайша, гелий камерасының тиімді жұмыс істеуі үшін толқын ұзындығы 9 Å болатын нейтрондардың қарқынды ағыны қажет. Демек, жылу нейтронды баяулатқыштан басқа, жылу нейтрондары суық нейтрондарға айналдыру үшін төменгі температуралы сұйық дейтерий баяулатқыш бар. Көздің құрылымдық материалдарын қорғау үшін ультрасуық көзі реактордан келетін қарқынды гамма-сәулеленуінен қорғалған болуы керек. MCNP есептеуі бойынша қорғасын қазіргі УСН көз конфигурациясы үшін жақсы таңдау екенін көрсетті. Ультра суық нейтрондардың максималды тығыздығын және УСН көзге төмен жылу қуаттылығын оңтайландыру және алу үшін әртүрлі геометрия тұжырымдамасының бірнеше нұсқалары әзірленді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Новые данные по пространственно-энергетическим распределениям нейтронов и гамма-квантов в тепловой колонне реактора ВВР-К, позволяющие разработать концепцию источника ультрахолодных нейтронов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : ССР-Қ реакторының жылу бағанындағы нейтрондар мен гамма-кванттардың кеңістіктік-энергетикалық таралулары туралы жаңа деректер, ультра суық нейтрон көзі тұжырымдамасын жасауға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Доложены на международных конференциях

Level of implementation (in Kazakh) : Халықаралық конференцияларда баяндалған

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : Для дальнейшего проектирования и создания высокоинтенсивного источника УХН на основе сверхтекучего гелия в тепловой колонне реактора ВВР-К

Field of application (in Kazakh) : ССР-Қ реакторының жылу бағанындағы аса сұйық гелий негізінде жоғары қарқынды УСН көзін одан әрі жобалау және құру үшін