The object of research, development or design (in Russian) : Определение режимов теплопереноса в сверхтекучем гелии, проведение оценки теплового сопротивления при различных температурах и расчёт модели при масштабировании результатов тестовых измерений, а также анализ работоспособности конвертера ультрахолодных нейтронов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Асқын сұйық гелийдегі жылу тасымалдау режимдерін анықтау, әртүрлі температуралардағы жылу кедергісін бағалау және сынақ өлшеулерінің нәтижелерін масштабтау кезінде үлгіні есептеу, сондай-ақ ультрасуық нейтрондар конверторының жұмысқа жарамдылығын талдау.

Aim of work (in Russian) : «Расчет тепловых потоков в конверторе ультрахолодных нейтронов» заключается в разработке технологических рекомендаций по безопасному использованию материалов при разработке и конструировании конвертора ультрахолодных нейтронов низкотемпературного криостата в области температур Т=0,6 – 1,5 К, созданию методологических рекомендаций и метрологических основ, направленных на исследование и расчет тепловых нагрузок при термостатировании теплового потока в процессе эксплуатации.

Aim of work (in Kazakh) : «Ультрахолодты нейтрондар конвертеріндегі жылу ағындарын есептеу» жұмысы ультрасалқын нейтрондардың төмен температуралы криостатын (Т = 0,6–1,5 К диапазонында) жобалау және құрастыру кезінде материалдарды қауіпсіз пайдалану бойынша технологиялық ұсынымдарды әзірлеуді, сондай-ақ пайдалану барысында жылулық ағынды термостаттау кезіндегі жылулық жүктемелерді зерттеуге және есептеуге бағытталған әдістемелік ұсынымдар мен метрологиялық негіздерді жасауды қамтиды.

Методы исследования (на русском) : Исследование проводится с применением аналитических и численных методов теплогидравлического анализа. Расчёты выполняются в программных пакетах COMSOL Multiphysics, SolidWorks 3D CAD, Origin, MATLAB и Microsoft Excel. Экспериментальная часть осуществляется с использованием сверхтекучего гелия в криостатах с вакуумным и температурным контролем; результаты проверяются статистическими методами и сопоставляются с литературными данными.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері төмен температуралы жүйелердегі жылу-гидравликалық үдерістердің аналитикалық және сандық есептерін қамтиды. Есептеулер COMSOL Multiphysics, SolidWorks 3D CAD, Origin, MATLAB және Microsoft Excel сияқты сертификатталған бағдарламалық пакеттер арқылы жүргізіледі. Эксперименттік бөлігі вакуумдық және температуралық бақылау жүйелері бар криостаттарда аса сұйық гелийді пайдалану арқылы жүзеге асырылады; алынған нәтижелер статистикалық әдістермен тексеріліп, әдеби деректермен салыстырылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате проведённых исследований выполнен комплексный анализ существующих и проектируемых систем конвертации нейтронов в ультрахолодные состояния. Установлены ключевые теплофизические ограничения, определяющие эффективность накопления УХН, и проведена количественная оценка тепловых потоков в объёме со сверхтекучим гелием. Разработана и обоснована схема низкотемпературного теплообмена, включающая двухступенчатое охлаждение и конденсацию 3Не, а также применение дроссельных элементов для регулирования перепада давлений в линиях 3Не/4Не. Определены требования к насосному оборудованию и производительности гелиевого ожижителя, обеспечивающие стабильный криогенный режим при температурах ниже 1 К. Дополнительно проведён патентный поиск и сформирована метрологическая база для расчёта и контроля тепловых потоков в криогенных системах УХН. Выполнен анализ теплофизических процессов в сверхтекучем гелии (He-II) и определены параметры, влияющие на долговременную стабильность температурного режима конвертера. Новизна работы заключается в формировании комплексного инженерно-метрологического подхода к проектированию и валидации систем охлаждения источников ультрахолодных нейтронов, что обеспечивает повышение надёжности и воспроизводимости экспериментальных данных. По результатам исследования опубликована одна статья в международном журнале и сделан доклад на международной научной конференции.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде ультрасалқын нейтрондарды (УСН) алу үшін қолданыстағы және жобаланатын конвертер жүйелеріне кешенді талдау жүргізілді. УСН жинақталу тиімділігін анықтайтын негізгі жылуфизикалық шектеулер айқындалып, аса сұйық гелий ортасындағы жылулық ағындар сандық тұрғыда бағаланды. Төмен температуралы жылуалмасу жүйесінің құрылымы негізделіп, 3Не ағынын екі сатылы салқындату және конденсациялау схемасы әзірленді, сондай-ақ 3Не/4Не контурларындағы қысым айырмасын реттеу үшін дроссель элементтерін қолдану принциптері анықталды. 1 К-ден төмен тұрақты криогендік режимді қамтамасыз ету үшін қажет насос жабдығы мен гелийді сұйылту қондырғысына қойылатын талаптар белгіленді. Сонымен қатар, патенттік ізденіс жүргізіліп, УСН қондырғыларындағы криогендік жүйелерде жылулық ағынды есептеу және бақылау үшін метрологиялық база қалыптастырылды. Аса сұйық гелийдегі (He-II) жылуфизикалық процестер талданып, конвертердің температуралық тұрақтылығын қамтамасыз ететін негізгі параметрлер анықталды. Жұмыстың жаңашылдығы — ультрасалқын нейтрондар көздерінің сенімділігін және алынатын эксперименттік деректердің салыстырмалылығын арттыратын кешенді инженерлік-метрологиялық тәсілдің қалыптасуында. Зерттеу нәтижелері бойынша халықаралық журналда 1 мақала жарияланып, халықаралық ғылыми конференцияда 1 баяндама жасалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В рамках выполнения проекта ИРН AP26104451 сформирован научно-методический и метрологический задел для проектирования конвертера ультрахолодных нейтронов. На основе анализа мирового опыта по двухступенчатым системам охлаждения обоснованы целевые тепловые режимы работы (0,6–1,5 К). Проведён патентный поиск и выбраны принципы метрологического обеспечения расчёта тепловых потоков с использованием стандартов ISO 21348, ГОСТ 8.586 и ISO/IEC 98-3 (GUM). Разработанные подходы позволяют оценивать тепловые потоки с относительной неопределённостью не более 4 %, задать требования к точности термометрии при T < 1 К и снизить технические риски на этапах проектирования. Результаты повышают эффективность подбора насосного и холодильного оборудования и общую экономическую результативность последующих работ.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : AP26104451 жобасын іске асыру шеңберінде ультрасалқын нейтрондар конвертерін жобалау үшін ғылыми-әдістемелік және метрологиялық негіз қалыптастырылды. Екі сатылы салқындату жүйелерінің әлемдік тәжірибесін талдау негізінде жұмыс температурасының мақсатты режимдері (0,6–1,5 К) негізделді. Патенттік ізденіс жүргізіліп, жылу ағындарын есептеудің метрологиялық қамтамасыз ету қағидаттары ISO 21348, ГОСТ 8.586 және ISO/IEC 98-3 (GUM) стандарттарына сәйкес айқындалды. Әзірленген тәсілдер жылу ағындарын салыстырмалы белгісіздігі 4 %-дан аспайтын дәлдікпен бағалауға, T < 1 К аймағындағы термометрия талаптарын белгілеуге және жобалау кезеңдеріндегі техникалық тәуекелдерді азайтуға мүмкіндік береді. Нәтижелер сорғы және тоңазытқыш жабдықты тиімді таңдауды қамтамасыз етіп, кейінгі жұмыстардың экономикалық тиімділігін арттырады.

Level of implementation (in Russian) : Результаты проекта внедрены на уровне научно-методического и инженерно-проектного использования. Разработанные методологические подходы, теплогидравлические модели, метрологическая документация, а также результаты анализа мирового опыта включены в состав конструкторской и нормативно-метрологической базы, используемой для проектирования криогенных узлов конвертера УХН. Полученные решения применяются при формировании технических требований к низкотемпературной части будущего источника УХН на базе ВВР-К.

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба нәтижелері ғылыми-әдістемелік және инжинирингтік-жобалау деңгейінде енгізілді. Әзірленген әдістемелік тәсілдер, жылу-гидравликалық модельдер, метрологиялық құжаттама және әлемдік тәжірибені талдау нәтижелері УСН конверторын жобалауда қолданылатын конструкторлық және метрологиялық негізге енгізілді. Алынған шешімдер ВВР-К зерттеу реакторы базасында УСН көзінің төмен температуралы бөлігінің техникалық талаптарын қалыптастыруда пайдаланылуда.

Efficiency (in Russian) : Проект обеспечил формирование научно-технического задела, необходимого для создания высокоинтенсивного источника ультрахолодных нейтронов в РК. Полученные результаты позволяют: • снизить технические риски при проектировании криогенных систем УХН; • повысить точность расчётов тепловых потоков (неопределённость ≤ 4 %); • оптимизировать выбор материалов и теплообменных узлов; • повысить эффективность использования насосного и холодильного оборудования; • обеспечить подготовку кадров (магистратура, PhD) и расширение компетенций в области низкотемпературных технологий. Эффективность проявляется в повышении научного потенциала страны и готовности к созданию собственной криогенной инфраструктуры для фундаментальных нейтронных экспериментов.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба Қазақстанда ультрасалқын нейтрондардың жоғары интенсивті көзін жасауға қажетті ғылыми-техникалық негізді қалыптастыруды қамтамасыз етті. Алынған нәтижелер келесі тиімділіктерге қол жеткізуге мүмкіндік береді: • УСН криогендік жүйелерін жобалау кезіндегі техникалық тәуекелдерді азайту; • жылу ағындарын есептеудің дәлдігін арттыру (белгісіздік ≤ 4 %); • материалдар мен жылуалмастырғыш элементтерді таңдауды оңтайландыру; • сорғы және тоңазытқыш жабдықты тиімді пайдалануды қамтамасыз ету; • магистрлік және PhD деңгейінде мамандар даярлау, төмен температуралы технологиялар саласында құзыреттерді арттыру. Жобаның тиімділігі елдің ғылыми әлеуетін күшейтіп, фундаменталды нейтрондық зерттеулерге арналған ұлттық криогендік инфрақұрылымды құруға дайындықты арттырумен көрінеді.

Field of application (in Russian) : нейтронная физика, криогенная техника

Field of application (in Kazakh) : нейтрондық физика, криогендік техника