18+
18+
РЕКЛАМА

Томские ученые нашли способ улучшить литиевые мишени для импульсных ионных ускорителей

Город, Образование и наука, Томские новости, ТПУ, интересные новости Томска томская научная школа новости томской науки вузы Томские ученые нашли способ улучшить литиевые мишени для импульсных ионных ускорителей

Томские ученые нашли оптимальную толщину мишеней, при которой достигается максимальный выход нейтронов в импульсном ускорителей ионов. Полученные данные помогут при проектировании более экономичных и компактных источников частиц, которые используются в ядерной энергетике, химанализе, нейтринно-захватной терапии и других областях.

Импульсные источники нейтронов на основе ускорителей используются для решения различных задач в области материаловедения, геофизики и неразрушающего анализа, поскольку позволяют генерировать нейтронные потоки с высокой импульсной мощностью, потенциально снижая стоимость и размеры нейтронных установок. Однако использование импульсных протонных пучков, характеризующихся широким энергетическим спектром и высокой импульсной тепловой нагрузкой, предъявляет значительно более жесткие требования к мишени, генерирующей нейтроны. Основными факторами, ограничивающими нейтронный поток, становятся тепловая и эрозионная стойкость мишени.

В ядерной реакции 7Li (p, n) 7Be для генерации нейтронов, при которой мишень из лития-7 бомбардируется протонами, мишень представляет собой многослойную структуру. По словам ученых, наиболее уязвимым ее компонентом является тонкий слой лития. Его толщина — критически важный параметр: ее увеличение за пределы диапазона протонов не повышает выход нейтронов, а лишь способствует нежелательному выделению тепла и гамма-излучения за счет потерь на ионизацию. Поэтому оптимизация толщины является крайне важной для максимизации выхода нейтронов при обеспечении работоспособности мишени.

— Металлический литий имеет относительно низкую температуру плавления, что затрудняет поддержание его твердого состояния для эффективного отвода тепла. Кроме того, литий легко окисляется и активно реагирует с водой, поэтому для обеспечения герметизации материала мишени необходимо наносить дополнительные защитные покрытия. Пооведение литийсодержащих мишеней под воздействием импульсных протонных пучков с реалистичными энергетическими спектрами изучено недостаточно. Поэтому мы рассмотрели возможность использования соединений лития в качестве альтернативы чистым литиевым мишеням, — говорит инженер-исследователь Научно-производственной лаборатории «Импульсно-пучковых, электроразрядных и плазменных технологий» Сергей Павлов.

В своей работе ученые выбрали однородные мишени на основе лития, фторида лития (LiF) и оксида лития (Li₂O). Исследователи отмечают, что LiF и Li₂O стабильны при комнатной температуре и давлении, обладают более высокими температурами плавления, порогами плавления и испарения. Кроме того, хотя выход нейтронов у таких мишеней ниже по сравнению с чистым литием, их более высокая термостойкость позволяет использовать более мощный поток протонов. Также установлено, что энергетические характеристики нейтронов, генерируемых из мишеней из фторида и оксида лития, аналогичны характеристикам нейтронов, генерируемых из мишени из чистого лития. Такие мишени могут использоваться в импульсном ускорителе легких ионов.

Ученые выяснили, что для пучка протонов с энергией 2,5 МэВ выход нейтронов от мишени из чистого лития достигает своего максимума в пределах пороговых значений плавления и испарения при толщине 90–110 мкм. Оптимальные диапазоны толщины для фторида лития и оксида лития (Li₂O) составили 18–24 мкм и 24–32 мкм соответственно. Кроме того, проведенный анализ выявил несколько важных различий между импульсными и моноэнергетическими пучками. Полученные данные важны для проектирования более эффективных мишеней и сборок для формирования пучков в импульсных нейтронных источниках.

В исследовании участвовали сотрудники Научно-производственной лаборатории «Импульсно-пучковых, электроразрядных и плазменных технологий» Инженерной школы новых производственных технологий, Национальных лабораторий Фраскати (Италия) и Института прикладных проблем физики НАН (Армения).

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».

Томские новости

Томский кампус подключат к системам водоснабжения за 1,1 млрд рублей

16 сентября 2026
Томские новости

Информацию о массовой гибели рыбы в реке проверяют в Томске

29 сентября 2026
Томские новости

В Томске утвердили концепцию новогоднего оформления с вязаными узорами

12 октября 2026
Томские новости

Ученые ТПУ предложили простой способ получения «заготовок» для основы новых лекарств

21 сентября 2026
Томские новости

Прокуратура добилась закрытия зоопарка у томского кафе «Гоар»

30 сентября 2026
Томские новости

Инвестор томского «дома за рубль» на Кирова, 25 разработал проект его капремонта

22 сентября 2026
Томские новости

Томичи вновь могут отправлять письма в Северную Корею

23 сентября 2026
Томские новости

В Томской области из-за медведей ограничат мероприятия и походы в лес до 1 ноября

22 сентября 2026
Томские новости

ЗооЯрмарка с выставкой-раздачей животных пройдёт в Томске 19 и 20 сентября

15 сентября 2026