Inventory number IRN Number of state registration
0225РК00380 AP19579042-OT-25 0123РК00169
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 1
Number of books Appendicies Sources
1 2 83
Total number of pages Patents Illustrations
68 0 27
Amount of funding Code of the program Table
24922692.46 AP19579042 6
Name of work
Разработка концепции источника ультрахолодных нейтронов для исследовательского реактора ВВР-К.
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Fundamental Другая (укажите)
Report authors
Тұрлыбекұлы Қылышбек , Шаймерденов Асет Абдуллаевич , Сайранбаев Дархан Сергазиевич , Сабидолда Авганбек , Баяхметов Олжас Серикович , Құрманалиев Жәнібек Құрманәліұлы , Альмухаметов Акжол , Кирьянов Руслан ,
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Агентство Республики Казахстан по атомной энергии
Full name of the service recipient
Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" Агентства Республики Казахстан по атомной энергии
Abbreviated name of the service recipient ИЯФ
Abstract

Объектом исследования – концепция и расчётная проработка источника ультрахолодных нейтронов для исследовательского реактора ВВР-К с размещением конвертера в тепловой колонне.

Зерттеу нысаны – ССР-Қ зерттеу реакторының жылулық бағанасына орналастырылатын ультрасуық нейтрондар көзінің тұжырымдамасы мен есептік-жобалық өңдеуі.

Цель работы – разработка концепции источника УХН на основе сверхтекучего гелия внутри тепловой колонны единственного в Республике Казахстан многоцелевого стационарного исследовательского реактора ВВР-К.

Жұмыстың мақсаты – Қазақстан Республикасындағы жалғыз көпмақсатты тұрақты зерттеу реакторы ССР-Қ-тың жылулық бағанасында аса сұйық гелийге негізделген УХН көзінің тұжырымдамасын әзірлеу.

Методы исследования – нейтронно-физические расчеты и расчеты по энерговыделению на программном средстве MCNP6 с библиотекой ENDF/B-VII.1, в котором моделирование взаимодействия излучения с веществом основано на методе Монте-Карло.

Зерттеу әдістері – MCNP6 бағдарламалық кешенінде ENDF/B-VII.1 дерекқорын пайдаланып нейтрон-физикалық және энергия бөлу бойынша есептеулер жүргізу; сәулеленудің затпен өзара әрекеттесуін Монте-Карло әдісімен модельдеу.

Получены обоснованные параметры концепции источника: толщина свинцового экрана 10 см, передний слой жидкого дейтерия (LD2) 20 см, объём ловушки сверхтекучего гелия-4 (SF4He) 35 л; при dJ/dλ(8.9 Å)=1.62·10^(10) см^(-2)·с^(-1)·Å^(-1) расчётная скорость генерации УХН составляет ~2.6·10 с^(-1). Оценены эксплуатационные характеристики: при температуре SF4He 0.9-1 К, тепловая нагрузка в SF4He порядка нескольких ватт, ожидаемые плотности ~6.1·10^(4) см^(-3) в источнике и ~5·10^(3) см^(-3) на установке. Показано преимущество бериллиевой стенки по снижению энерговыделения относительно алюминия. Концепция источника УХН на основе сверхтекучего гелия внутри тепловой колонны единственного в Республике Казахстан многоцелевого стационарного исследовательского реактора ВВР-К с разделением потока тепла и потока УХН из источника, что должно позволить увеличить за счёт увеличения эффективности теплообменников гелиевой системы охлаждения, а также за счёт уменьшения тепловой нагрузки на корпус объёма накопления УХН.

Алынған нәтижелер: көздің негізделген параметрлері айқындалды: қорғасын экранының қалыңдығы 10 см, алдыңғы сұйық дейтерий (LD2) қабаты 20 см, аса сұйық гелий-4 (SF4He) тұзағының көлемі 35 л; dJ/dλ(8.9 Å)=1.62·10^(10) см^(-2)·с^(-1)·Å^(-1) кезінде УСН түзілуінің есептік жылдамдығы шамамен 2.6·10 с^(-1)». Пайдалану сипаттамалары бағаланды: SF4He температурасы 0.9-1 К аралығында, He-II ішіндегі жылулық жүктеме – бірнеше ватт, көздегі күтілетін тығыздық 6.1·10^(4) см^(-3), қондырғыда ≈5·10^(3) см^-(3). Бериллий ыдысының қабырғасы алюминиймен салыстырғанда энергия бөлінуді азайтатыны көрсетілді. Қазақстан Республикасындағы жалғыз көпмақсатты стационарлық зерттеу реакторы ССР-Қ-тың жылулық бағанасының ішінде сұйық гелийге негізделген ультрасуық нейтрондар (УСН) көзінің тұжырымдамасы: көзден шығатын жылу ағыны мен УСН ағынын бөлу гелийлік салқындату жүйесінің жылуалмастырғыштарының тиімділігін арттыру және УСН жинақтау көлемі корпусының жылулық жүктемесін азайту есебінен көздің өнімділігін арттыру.

Научно-технологическая значимость работы состоит в формировании в Республике Казахстан собственного высокоплотного источника УХН, что снижает барьеры доступа к уникальным измерениям и повышает эффективность использования реакторной базы. В перспективе ожидается рост фазовой плотности за счёт дальнейшей оптимизации спектральных условий и криогенных режимов.

Ғылыми-технологиялық маңыздылығы – Қазақстанда жоғары тығыздықты УХН көзін құру, бұл бірегей өлшеулерге қолжетімділік шегін төмендетіп, реакторлық базаны тиімді пайдалануды арттырады. Болашақта спектрлік жағдайлар мен криогендік режімдерді одан әрі оңтайландыру есебінен фазалық тығыздықтың өсуі күтіледі.

Результаты оформлены в виде расчётных моделей и инженерных требований и уже используются как исходные данные для формирования технического задания и эскизного проекта источника УХН на ВВР-К. Сформулированы рекомендации по материалам, тепловым нагрузкам и компоновочным ограничениям.

Нәтижелер есептік үлгілер мен инженерлік талаптар түрінде рәсімделіп, ССР-Қ реакторындағы УСН көзі үшін техникалық тапсырманы және эскиздік жобаны қалыптастыруға бастапқы дерек ретінде қолданылып жатыр. Материалдар, жылулық жүктемелер және орналастыру шектеулері бойынша ұсынымдар әзірленді.

Эффективность проекта состоит в создании проверенного научно-технического задела, который сокращает сроки и риски последующих ОКР: зафиксированы ограничения по тепловым нагрузкам на источник, материалы, компоновка и требования к безопасности. Разработанная концепция ускоряет перепроектирование вариантов и удешевляют инженерные итерации, повышая предсказуемость решений. Дополнительный эффект - подготовка кадров и партнерств. В перспективе реализация концепции обеспечит рост плотности УХН и повысит конкурентоспособность ВВР-К как площадки для прецизионных фундаментальных экспериментов.

Жобаның тиімділігі кейінгі ТКЖ мерзімін және тәуекелдерін қысқартатын тексерілген ғылыми-техникалық негіз қалыптастыруда: УСН көзіне түсетін жылулық жүктемелер бойынша шектеулер, материалдар, құрастыру-орналастыру және қауіпсіздікке қойылатын талаптар бекітілді. Әзірленген тұжырымдама баламаларды қайта жобалауды жеделдетіп, инженерлік жетілдіру кезеңдерінің өзіндік құнын төмендетеді, осылайша шешімдердің болжамдылығын арттырады. Қосымша әсері - кадрларды даярлау және әріптестік байланыстарды кеңейту. Келешекте тұжырымдаманы іске асыру УСН тығыздығын арттырып, аса дәл іргелі эксперименттер үшін ССР-Қ алаңының бәсекеге қабілеттілігін күшейтеді.

Область применения – прецизионные эксперименты (ЭДМ нейтрона, время жизни, гравитационные квантовые состояния) на национальной инфраструктуре.

Қолданылу саласы – ұлттық ғылыми инфрақұрылым аясындағы аса дәл тәжірибелер: нейтронның электрлік дипольдік моментін (ЭДМ) іздеу, нейтронның өмір ұзақтығын анықтау, гравитациялық кванттық күйлерді зерттеу.

UDC indices
539.1.03
International classifier codes
29.15.00;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
Ультрахолодные нейтроны; Холодные нейтроны; Источники ультрахолодных нейтронов; Замедлители и конвертеры нейтронов; Сверхтекучий гелий; Исследовательский реактор ВВР-К; Тепловые нагрузки;
Key words in Kazakh
Ультра суық нейтрондар; Суық нейтрондар; Ультра суық нейтрондардың көздері; Нейтрондық модераторлар мен конвертерлер; Өте сұйық гелий; ВВР-К зерттеу реакторы; Жылу жүктемелері;
Head of the organization Сахиев Саябек Куанышбекович Доктор физико-математических наук / нет
Head of work Тұрлыбекұлы Қылышбек Phd / нет
Native executive in charge