Разработка и применение автоматизированных систем измерений, контроля и управления для исследований в области ядерной физики низких энергий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР -ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ (РФЯЦ-ВНИИЭФ)

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЙ, КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ НИЗКИХ ЭНЕРГИЙ

Специальность: 01. 04. 01 - приборы и методы экспериментальной

физики

Авторефератдиссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

На правах рукописи

УДК 539.1.07: 539.126333

Виноградов Юрий Иванович

Саров 2005

Работа выполнена в Российском федеральном ядерном центре -Всероссийском научно-исследовательском институте экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ) Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

Гангрский Ю. П. доктор физико-математических наук, профессор

Коренман Г. Я. доктор физико-математических наук, профессор

БеловодскийЛ. Ф. Ведущая организация: Научно-исследовательский институт физики им. В. А. Фока Санкт-Петербургского государственного университета, г. С.-Петербург.

Защита диссертации состоится "_"_2005 г. в 1500 часов

на заседании диссертационного совета Д 720.001.06 при Лаборатории нейтронной физики им. И. М. Франка и Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований, 141980, г. Дубна Московской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке (ЖЯИ.

Автореферат разослан "_"_2005 г.

Ученый секретарь совета

А. Г. Попеко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Работа выполнена в рамках исследований в области физики низких энергий, проводимых на ускорителях РФЯЦ-ВНИИЭФ и ОИЯИ. Во Всероссийском НИИ Экспериментальной Физики традиционно проводятся измерения ядерно-физических констант (ЯФК) для делящихся изотопов и легких ядер. На начальном этапе исследовались характеристики деления ядер 2 3 5 и и 2 38 и. Позднее появился интерес к измерениям ЯФК для ядер трансурановых элементов (ТУЭ) и других актинидов (Ра, ТИ), который был связан с их возможным использованием в качестве ядерного топлива и с проблемой трансмутации радиоактивных отходов ядерной энергетики.

В 1981 г. во ВНИИЭФ был введен в эксплуатацию комплекс для времяпролетных нейтронных исследований, который базируется на линейном ускорителе электронов ЛУ-50. Возможности комплекса позволяли проводить измерения средней множественности мгновенных нейтронов и сечений деления на миллиграммовых образцах ТУЭ.

Важную роль в решении проблемы трансмутации радиоактивных отходов играют также данные о выходах короткоживущих источников запаздывающих нейтронов (ЗН) при делении составных ядер 2 3 3" 2 3 5 Ра, 236"241Кр. Исследование большинства этих составных ядер в реакциях изотопов Ра и Кр с нейтронами практически невозможно - очень малы времена жизни этих изотопов. Для решения этой задачи можно использовать альтернативный метод измерений, основанный на получении составных ядер 2 3 3 2 3 5 Ра, 2 36"241Кр в реакциях ядер 232ТИ, 2 3 5 2 3 8 и с пульсирующим пучком протонов, дейтронов или тритонов.

Что касается легких ядер, то с момента создания во ВНИИЭФ велись работы в области физики малонуклонных систем. В первую очередь, конечно, изучались основные термоядерные реакции 3Н(</,и)4Не, 2Н(*/,я)3Не, 2Н(</,/?)3Н, а также реакции взаимодействия ускоренных протонов, дейтронов и тритонов с ядрами 6Ы, Ы, 'Ве. В последние годы, в связи с успехами в создании установок для управляемого термоядерного синтеза (УТС), в которых достигаются высокие температуры плазмы, появилась необходимость в получении и уточнении данных о взаимодействии дейтронов не только с тритием, но и с 'Ве, а также с 3Не, 6''Ы за счет вторичных реакций.

С начала 90-х годов интенсивно развивается сотрудничество между РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров) и Объединенным Институтом Ядерных

Исследований (ОИЯИ, г. Дубна) в области исследований мюонного катализа (МК) ядерных реакций и исследований структуры легких ядер, находящихся на границе нейтронной стабильности. В 1995 г. в низкофоновой лаборатории фазотрона Лаборатории Ядерных Проблем (ЛЯП) ОИЯИ началось создание установки ТРИТОН, предназначенной для систематических исследований процессов МК реакций синтеза в смесях изотопов водорода (ИВ). В 2000 г. в Лаборатории Ядерных реакций (ЛЯР) ОИЯИ началась подготовка к экспериментам по получению и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н на циклотроне У-400М. Важную роль в этих исследованиях играют тритиевые мишени и комплексы.

Качество и эффективность перечисленных выше исследований, относящихся к области ядерной физики низких энергий, в значительной мере определяются уровнем развития соответствующих методических и инструментальных средств. Важная роль в современном ядерно-физическом эксперименте отводится модульным системам регистрации, контроля и управления, неотъемлемой частью которых являются ЭВМ, оснащенные специальным программным обеспечением. В ядерно-физических измерениях на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 системы на основе модульных структур ядерного приборостроения предназначены для сбора, накопления и обработки экспериментальных данных. В экспериментах с использованием тритиевых мишеней и пучков автоматизированные системы должны обеспечивать управление оборудованием тритиевых комплексов, контроль и стабилизацию большого числа технологических параметров, мониторинг содержания трития в воздухе рабочей зоны установок и газовых коммуникациях. Автоматизированные системы должны соответствовать требованиям физического эксперимента с точки зрения объемов и точности регистрируемых данных, надежности и безопасности управления, уровня автоматизации процесса измерений и управления. Эти обстоятельства обуславливают важность данной работы, посвященной актуальной теме создания и применения систем регистрации, контроля и управления для фундаментальных и прикладных исследований в области физики низких энергий, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

Целью диссертационной работы является создание и развитие общих концептуальных аппаратурных и методических подходов к проблеме автоматизации физических измерений и экспериментальных установок, создание базового аппаратурного и программного обеспечения. Разработка на основе базовых средств систем регистрации, контроля и управления для исследований в области ядерной физики

низких энергии и их применение в экспериментах на ускорителях

ВНИИЭФ и ОИЯИ.

При достижении поставленной цели ставились и решались

следующие основные задачи:

1. Анализ и обобщение требований к системам регистрации для широкого круга ядерно-физических экспериментов на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 ВНИИЭФ и системам контроля, управления и безопасности для исследовательских тритиевых установок, предназначенных для экспериментов по изучению процессов МК и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и Н, проводимых на фазотроне и циклотроне У-400М ОИЯИ.

2. Выработка концептуальных методических, аппаратурных и программных подходов и решений, обеспечивающих высокий уровень автоматизации измерений и экспериментальных установок.

3. Создание соответствующей инструментальной среды, включающей набор базовой аппаратуры, специальные технические средства и базовое программное обеспечение.

4. Разработка, в рамках созданной инструментальной среды, автоматизированных спектрометрических комплексов для многопараметрического анализа и их применение в ядерно-физических и прикладных исследованиях на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 ВНИИЭФ.

5. Разработка высоконадежных автоматизированных систем контроля, управления и безопасности для комплекса подготовки газовой смеси и мишеней установки ТРИТОН, их создание и применение в экспериментах по изучению процессов МК в смесях ИВ в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций.

6. Создание автоматизированных систем управления и безопасности для комплекса подачи ИВ в ионный источник циклотрона У-400М и комплекса жидкой тритиевой мишени. Применение разработанных систем для получения стабильного пучка ускоренных тритонов и длительной безопасной эксплуатации мишеней в экспериментах по исследованию нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н, образующихся при взаимодействии тритиевого пучка с дейтериевой и тритиевой мишенями.

Научная новизна работ, вошедших в диссертацию, заключается в

следующем:

1. Разработаны концептуальные и методические подходы, базовая аппаратура и базовое программное обеспечение для автоматизации физических измерений и установок, обеспечившие качественно

новые возможности при создании систем регистрации, контроля и управления для научных исследований, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

2. Впервые предложена оригинальная концепция регистрации и сохранения больших объемов спектрометрических данных в КАМАК-системах на базе микроЭВМ, на основе которой созданы спектрометрические комплексы, предоставившие принципиально новые возможности для времяпролетных исследований ЯФК тяжелых ядер на ускорителе ЛУ-50, измерений дифференциальных сечений ядерных реакций и активационных измерений на ускорителе ЭГП-10.

3. Впервые созданы автоматизированные системы контроля, управления и безопасности для экспериментов по изучению МК ядерных реакций синтеза и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и Н, обеспечивающие в условиях неспециализированных лабораторий высокий уровень безопасности и надежности при проведении экспериментов с большими количествами трития (вплоть до 10 кКи в свободном состоянии и до 100 кКи в связанном состоянии).

4. Применение предложенных подходов, аппаратуры и разработанных на их основе систем контроля, управления и безопасности позволило:

• впервые в экспериментах с Б/Т-смесями получить параметры цикла МК л//-реакции в широком диапазоне температур 20-800 К, плотностей 0,2-1,2 ЬЫБ (плотность жидкого водорода) и концентраций трития 15-86%;

• получить первую экспериментальную оценку выхода реакции радиационного захвата дейтрона дейтроном из состояния I =1 О^/у-молекулы на уровне < 2-Ю"5 на один акт синтеза;

• уточнить данные по резонансным состояниям 4Н, а для ядра 5Н в спектре энергий, полученном методом недостающей массы, впервые обнаружить резонансное состояние с энергией (1,8±0,1) МэВ.

Практическая ценность работы

1. Создана инструментальная среда, включающая набор базовой аппаратуры, специальные технические средства и базовое программное обеспечение, которая широко востребована при разработке систем регистрации, контроля и управления для экспериментов, проводимых во ВНИИЭФ, ОИЯИ, СПбГУТ, СПбГУ, МГУ и ЦЕРН по различным программам научных исследований.

2. Разработана сертифицированная Государственным комитетом Российской Федерации по стандартам и метрологии

радиометрическая аппаратура, предназначенная для контроля объемной активности трития и анализа молекулярного и изотопного состава смеси ИВ, которая используется во ВНИИЭФ, ОИЯИ, ПО "Маяк" и других организациях.

3. Созданные спектрометрические комплексы применялись при выполнении ядерно-физических и прикладных исследований на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 - во времяпролетных исследованиях средней множественности и сечений деления ядер трансурановых изотопов, измерениях энергетической зависимости пропускания нейтронов, измерениях дифференциальных сечений ядерных реакций, активационных измерениях, измерениях выходов запаздывающих нейтронов. С их помощью получены следующие физические результаты:

• в диапазоне энергий нейтронов от десятков кэВ до 15-20 МэВ измерены средние множественности нейтронов деления ядер 235U, 224357Np¿47240Pu, 242Pu, 24'Am, 243Am, 245Cm и сечения деления

в диапазоне энергий дейтронов от 3 до 12 МэВ изучено упругое рассеяние дейтронов на ядрах 9Ве, измерены сечения каналов pea 9Вt(d,p) И 9Be(í/,í0), н ы е сечения образования тритонов в реакции

4. Системы автоматизированного контроля, управления и безопасности комплекса подготовки газовой смеси и мишеней установки ТРИТОН применялись при выполнении большой программы научных исследований, позволившей:

• получить параметры процесса МК в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций ИВ для тройной H/D/T смеси, двойной D/T смеси, дейтерия и трития;

• провести эксперимент по измерению выхода реакции радиационного захвата в dd/л-молекуле на дейтериевой мишени высокого давления.

5. Автоматизированные системы управления подачей ИВ в ионный источник циклотрона У-400М, управления комплексом жидкой тритиевой мишени и радиометрического контроля обеспечили получение пучка ускоренных тритонов с энергией 58 МэВ и безопасное проведение экспериментов на дейтериевой и тритиевой мишенях. С применением разработанных систем исследованы резонансные состояния нуклонно-нестабильных ядер

6. Применение разработанных подходов, аппаратурных и программных решений способствовало получению экспериментальных данных

необходимого объема и точности - результаты измерений ЯФК для легких и тяжелых ядер вошли в библиотеки и базы ядерных данных, результаты измерений параметров МК имеют важное практическое значение для решения задач проектирования мюонно-каталитического гибридного реактора и интенсивного источника нейтронов на базе МК.

На защиту выносятся следующие положения и результаты

1. Концептуальные и методические подходы, базовые аппаратурные и программные решения и инструментальная среда для автоматизации физических измерений и экспериментальных установок для исследований в области физики низких энергий, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

2. Спектрометрические комплексы для измерений средней множественности и сечений деления ядер трансурановых изотопов, дифференциальных сечений реакций на легких ядрах и активационных измерений на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10.

3. Результаты методических и аппаратурных разработок для измерений функций пропускания нейтронов через толстые слои материалов на линейном ускорителе ЛУ-50 и измерений выходов запаздывающих нейтронов при делении тяжелых ядер прерывистым пучком заряженных частиц на ускорителе ЭГП-10.

4. Разработка и создание не имеющих аналогов в мировой практике автоматизированных систем контроля, управления и безопасности для тритиевых комплексов исследовательских установок, предназначенных для экспериментов по изучению МК ядерных реакций и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н.

5. Результаты экспериментов по изучению параметров МК в дейтерии и D/T смеси в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций.

Апробация работы. Материалы, представленные в диссертации, докладывались на семинарах во ВНИИЭФ (г. Саров), ОИЯИ (г. Дубна); международных семинарах "Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами", г. Саров, 2001, 2004 г.; международном Уральском семинаре "Радиационная физика металлов и сплавов", Снежинск, 2003 г.; совещании по делению ядер и спектроскопии продуктов деления, Гренобль'94; международных конференциях по ядерным данным для науки и техники (Юлих'91, Гатлинбург'94, Триест'97, Цукуба'2001); международных конференциях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Ленинград'90,

Минск'91, С-Петербург'92, Саров'2001); международной конференции "Мюонный катализ и связанные экзотические атомы. (iCF 01", Шимода, Япония, 2001 г.; международных симпозиумах по экзотическим ядрам, Байкал'2001, озеро Ладога'2004; европейской конференции по

взаимодействию лазерного излучения с веществом ECLIM-2002, Москва'2002; международной конференции по тритиевой науке и технологиям, Баден-Баден, Германия, 2004 г. Кроме того, часть работы отмечена первыми премиями ОИЯИ за 2002 и 2004 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 38 работ, в том числе 18 в реферируемых журналах: Приборы и техника эксперимента -4, Вопросы атомной науки и техники - 5, Материаловедение - 1, Ядерная Физика - 2, ЖЭТФ - 1, Известия РАН Сер. физическая - 1, Nuclear Instruments and Methods - 2, Physics Letters В - 1, Physical Review Letters -1.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Общий объем 178 страниц. Диссертация содержит 59 рисунков, 7 таблиц и список использованных источников из 156 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены цели работы, изложены научная новизна и значимость, отмечена научная и практическая ценность работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.

Глава первая посвящена изложению разрабатываемого автором системного подхода к автоматизации физических измерений и экспериментальных установок. Внедрение в практику ядерно-физических экспериментов ЭВМ и модульной аппаратуры началось в шестидесятые годы. В Европейской лаборатории ядерных исследований (ЦЕРН) в 1966 г. был разработан стандарт КАМАК и соответственно наиболее богатый опыт использования ЭВМ и модульной КАМАК-аппаратуры был накоплен в физике высоких энергий. В семидесятые годы ЭВМ и КАМАК-аппаратура начали интенсивно использоваться для физических измерений в области физики низких энергий. В значительной мере это было стимулировано созданием широкой номенклатуры модулей и появлением в массовом количестве микроЭВМ, пригодных для автоматизации измерений. В России лидерами в разработке КАМАК-

аппаратуры для ядерно-физических исследований являлись ОИЯИ, ЛИЯФ, ИАЭ, ИФВЭ.

Работы в области создания систем измерений, контроля и управления на основе модульных структур ядерного приборостроения, предназначенных для сбора, накопления и обработки экспериментальных данных в ядерно-физических экспериментах на электростатическом перезарядном ускорителе ЭГП-10 и линейном ускорителе электронов ЛУ-50, были начаты автором в конце семидесятых годов. Во ВНИИЭФ такой опыт практически отсутствовал - сбор данных осуществлялся на аппаратурном уровне с помощью многоканальных анализаторов или путем записи на магнитную ленту. Роль ЭВМ сводилась к передаче этих данных и их последующей обработке.

Поставленная задача рассматривалась автором достаточно широко и решалась системным образом. Были проанализированы и обобщены требования к системам регистрации и выработан подход к автоматизации измерений, который предусматривал: создание базовых аппаратурных средств широкого применения (специальной электронной и интерфейсной аппаратуры), подбор и освоение модульной аппаратуры, создание базового программного обеспечения для целого класса экспериментов, разработку схемотехнических решений и прикладных программ для конкретных экспериментов.

Для ядерных детекторов автором был разработан быстрый зарядочувствительный усилитель, обеспечивающий длительность выходного импульса 25-30 не при уровне шума, приведенного ко входу, (2-л3)-10"15 Кл. Эти усилители применялись с различными ядерными детекторами (ионизационными камерами, плоскопараллельными лавинными детекторами (ППЛД), полупроводниковыми детекторами) для временного анализа и выделения редких событий на интенсивном фоне [1] во многих экспериментах на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10. Разработан ряд интерфейсных модулей: модуль для подключения аналого-цифровых преобразователей (АЦП) фирмы Canberra (NIM-стандарт) к КАМАК-шине, автономный блок интерфейса для подключения этих АЦП к стандартному параллельному LPT-порту персонального компьютера (скорость набора данных до 15-20 кГц). Для перехода с микроЭВМ на персональные компьютеры была инициирована разработка 16-разрядного крейт-контроллера ПКК-4, который обеспечивал скорость сбора спектрометрических данных до 12 кГц (разработка выполнена в отделе электроники Института ядерной и радиационной физики РФЯЦ-ВНИИЭФ).

В исследованиях, проводимых на линейном ускорителе электронов ЛУ-50, к измерительным системам предъявлялись высокие

требования с точки зрения количества регистрируемых параметров событий и объемов накапливаемых спектрометрических данных. Автором была предложена оригинальная концепция, основанная на использовании микроЭВМ и сетевой технологии, которая обеспечивала принципиально новые возможности для сбора и хранения больших (до 1 Мбайт) объемов спектрометрических данных [2].

Суть концепции состоит в следующем. Сигналы ядерных детекторов, сигналы контрольных и управляющих устройств обрабатываются с помощью устройств ядерной и специальной электроники. Данные кодируются с помощью КАМАК-аппаратуры и накапливаются во внешнем запоминающем устройстве (ВЗУ) "Электроника 256К" (объем 512 кбайт или 1 Мбайт), подключенном к шине микроЭВМ через специальный адаптер. Для сохранения накопленных данных используются жесткие диски центральной ЭВМ, обеспечивающие необходимую емкость для хранения больших объемов данных и надежность хранения. Для визуального наблюдения и анализа набираемых спектрометрических данных используется цветной телевизионный монитор, подключаемый к системе регистрации через специальный КАМАК-модуль графического дисплея. Программное обеспечение загружается в оперативную память микроЭВМ по сети.

При разработке программного обеспечения, которое является неотъемлемой частью модульных автоматизированных систем регистрации, автором был предложен подход, основанный на разделении программного обеспечения на базовую (универсальную) и прикладную программы [3]. Базовая программа является единой для широкого круга экспериментов и предоставляет возможности автоматизации. Она минимально ориентирована на конкретные особенности используемой модульной аппаратуры и самой процедуры измерений, включает стандартные средства управления процессом измерений, обеспечивает возможность описания реальных систем регистрации и управления, возможность накопления и сохранения больших объемов данных сложной структуры, сервисные возможности для визуализации спектрометрических данных, их простейшей обработки и максимальной автоматизации хода эксперимента.

Заложенные в базовой программе возможности реализуются на уровне прикладного программирования. Для прикладного

программирования разработан командный язык, средства которого позволяют полностью автоматизировать процесс измерений, включая предварительную "online" обработку получаемых данных. Процесс создания прикладной программы достаточно прост и не требует специальных знаний в области программирования, что позволяет

сосредоточить усилия на разработке схемотехнических решений. Этот принцип построения программного обеспечения (ПО) эксперимента -разделение на базовую и прикладную части - впоследствии был использован и при автоматизации физических экспериментов и установок на базе персональных компьютеров.

Предложенная концепция предоставляла качественно новые возможности для организации сложных многопараметрических экспериментов на базе микроЭВМ. Экспериментатор получал в свое распоряжение рабочее место с возможностью накопления данных объемом, в 5-10 раз превосходящим объем памяти ЭВМ, и дисковое пространство для записи файлов данных объемом в десятки мегабайт. Принятая концепция организации систем сбора спектрометрических данных оказалась очень плодотворной и широко использовалась во ВНИИЭФ в научных и прикладных исследованиях [1, 2, 4] (рис.1).

Рис. 1. Области использования созданного программно-аппаратного ядра

Дальнейшее развитие работ по автоматизации измерений и экспериментальных установок связано с ядерно-физическими исследованиями, в которых применялись тритиевые технологии: исследованиями процессов МК ядерных реакций в смесях ИВ и исследованиями структуры нуклонно-нестабильных ядер ИВ. Для этих экспериментов, которые проводятся в условиях неспециализированных лабораторий, во ВНИИЭФ были разработаны тритиевые комплексы и мишени.

Целью автоматизации тритиевых мишеней и установок, которые являются потенциально опасными, было повышение точности измерения технологических и физических параметров, обеспечение высокого уровня безопасности и надежности при проведении экспериментов с большими

количествами трития (вплоть до 10 кКи в свободном состоянии и до 100 кКи в связанном состоянии). Обязательным условием проведения этих экспериментов является автоматизированный мониторинг активности трития в воздухе рабочей зоны установок и их газовых коммуникациях [5].

Для решения поставленной задачи был предложен современный подход [6,7], основанный на реализации таких систем в виде распределенной сети из интеллектуальных модулей аналогового и цифрового ввода/вывода. В рамках этого подхода было выбрано промышленное модульное оборудование, разработана и создана специальная и радиометрическая аппаратура, ориентированная на использование в составе сетевых комплексов, создано высоконадежное базовое программное обеспечение для разработки систем контроля и управления [8].

Модульное оборудование серии 1-7000, по своим техническим характеристикам превосходящее аналогичные изделия других производителей, позволяет создавать сетевые системы с объединением модулей по стандарту RS-485. Для согласования модульной аппаратуры с датчиками и управляемыми узлами был разработан ряд специальных электронных устройств [6]. Это регуляторы с внешним цифровым и аналоговым управлением, построенные на принципе широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и фазовой модуляции (ФМ) и предназначенные для работы с термодесорбционными источниками изотопов водорода, ловушками и диффузионными фильтрами, оснащенными электронагревателями мощностью около 1 кВт. ШИМ-регулятор обеспечивает стабилизацию температуры с точностью ±(1-2)°С, а ФМ-регулятор - ±0,1 °С. Разработан многоканальный блок для включения в измерительные системы термовакуумметрических ламп ПМТ-4М. Блок позволяет задавать и контролировать токи накала ламп, а также регистрировать показания термопреобразователей.

Для решения задач радиометрического контроля и измерения молекулярного и изотопного состава тритийсодержащих газовых смесей [9] был разработан и сертифицирован ряд приборов. Это автоматизированные многоканальные радиометры РГБ-06-4А (сертификат RUC.C38.046А №18085), и РТА-4 (сертификат RUC.C38.046A №18083) (рис.2), которые могут работать в автономном режиме и в составе распределенных сетей радиометрического контроля организованных на базе двухпроводного интерфейса RS-485. Для анализа молекулярного и изотопного состава ИВ был

разработан автоматизированный радиохроматограф РХТ-2, который включает детектор на основе ионизационной камеры, позволяющий

существенно повысить точность измерения тритиисодержащих компонентов.

Рис.2. Радиометр трития автоматизированный 4-канальный РТА-4

Для разработки высоконадежных систем измерений, контроля и управления создан собственный специализированный пакет [8], в основу которого положены следующие принципы:

• базовое ПО (пакет СК"^БАр), общее для всех установок, предоставляет графический интерфейс, языковые средства для прикладного программирования и другие сервисные возможности;

• прикладное программное обеспечение установки, включающее конфигурационные файлы и прикладные программы на встроенных языках, использует средства, предоставляемые пакетом, для решения конкретной задачи;

• многооконный графический интерфейс позволяет наблюдать и управлять процессом измерений в реальном времени. Наблюдаемые данные располагаются в окнах в виде мнемосхем, графиков, текстов, спектров или поверхностей.

Созданная инструментальная среда, включающая набор базовой аппаратуры, специальные технические средства и базовое программное обеспечение, широко используется для автоматизации исследовательских установок как во ВНИИЭФ, так и в других институтах и организациях -ОИЯИ, МГУ, СПбГУТ, СПбГУ, ЦЕРН.

Глава вторая посвящена вопросам разработки систем регистрации на основе модульных структур ядерного приборостроения для ядерно-физических измерений на нейтронном комплексе линейного ускорителя электронов ЛУ-50 ВНИИЭФ. Ускоритель предоставил широкие возможности проведения измерений средней множественности

мгновенных нейтронов Ур{Е„) и сечений деления ядер (Ту {Ен ) ТУЭ на

образцах массой 2-3 мг и менее. На рис.3 представлена геометрия эксперимента по измерению множественности нейтронов деления.

Пучок БЖСД Защита нейтронов / _

Система коллиматоров

Рис.3. Геометрия эксперимента по измерению множественности нейтронов деления

В основу измерений средней множественности нейтронов были положены следующие основные идеи. Акты деления фиксировали по осколкам, выходящим из тонких слоев исследуемых изотопов, с помощью ППЛД, которые способны выделять импульсы от осколков при высокой «-активности образцов (около 108Бк). Нейтроны деления регистрировались жидким сцинтилляционным детектором (БЖСД) объемом 400 л. Четыре ППЛД со слоями исследуемых изотопов, слоем 235и и слоем 252СГ располагались в нейтронном потоке в центральном канале БЖСД на пролетной базе 28 м, а два - со слоями - в

нейтронном потоке за задней защитой.

Для этой методики автором был разработан спектрометрический комплекс [10, 11] (рис.4), позволивший реализовать качественно новые экспериментальные возможности:

одновременное и з м е р е У„(ЕЛ разу для нескольких изотопов,

235

одним из которых всегда был что обеспечивало верификацию получаемых данных;

непосредственно в процессе эксперимента по мгновенным нейтронам спонтанного деления 252Cf измерялась эффективность регистрации нейтронов жидким сцинтилляционным детектором; непосредственно в процессе измерений vp(E„), с помощью ППЛД со слоями B5U И 252Cf, установленными за защитой, регистрировался нейтронный фон, как коррелированный с первичным потоком нейтронов, так и некоррелированный;

обеспечивалась регистрация полной энергии мгновенных у-квантов

деления исследуемых изотопов Е'"\Еп) (относительно Е'°' Ulf

спонтанного деления

весь процесс измерений, включая предварительный анализ качества данных, был автоматизирован практически полностью

Рис 4. Структурная схема спектрометрического комплекса

В таблице приведена структура данных, регистрируемых в ходе эксперимента.

Аппаратурны й спектр Размерность, количество, тип Идентификатор спектра

Вре\ш-про1етный интервал, группа 1

т.р) (1024х16)х4 [nteger Двумерные распределения числа делений по времени пролета и множественности

Щ) (1024)х4 Iпteger Временные распределения числа делений, интегральные по множественности

Л№>) (16) х4 Яеа1 Распределения множественности, интегральные по времени пролета

Чч) (512) х4 [nteger Амплитудные распределения импульсов сПГШД

(1024)х4 Яеа1 Времяпролетные распределение суммарной амплитуды импульсов от мгновенных у-квантов

ЛЦ?) (512)х4 lпteger Амплитудные распределения импульсов сБЖСД

Интерват кап/бровки, группа 2

(16)х2 Кеа1 Распределения множественности

щ<1) (512) х2 1гИе§ег Амплитудные спектры импульсов с ППЛД

М„(<7) (512) х2 Integer Амплитудные спектры импульсов с БЖСД

По своим возможностям разработанный спектрометрический

комплекс существенно превосходил систему _регистрации, которая

использовалась во времяпролетных измерениях Ур для 233и, 235и и 239Ри,

выполненных в Ок-Риджской национальной лаборатории на линейном

ускорителе электронов ORELA в 1986 г.

Для измерений сечений деления актинидов был разработан

спектрометрический комплекс, который обеспечивал регистрацию

времяпролетных и амплитудных распределений для многосекционной

235,,

ионизационной камеры со слоем и двумя слоями исследуемых

изотопов.

Разработанные спектрометрические комплексы использовались при выполнении большой программы научных исследований, в ходе которой в диапазоне энергий нейтронов от десятков кэВ до 15-20 МэВ измерены средние множественности нейтронов деления ядер

237Ыр, 240Ри, 242Ри, 24'Аш, 243Ат, 245Ст [12, 13] и сечения деления ядер 245 246247Ст [14] Полученные данные вошли в библиотеки и базы ядерных данных

При практическом использовании результатов измерений полных нейтронных сечений в групповых расчетах реакторов и защит возникают ошибки, связанные с недооценкой резонансной структуры этих сечений Для корректного учета неразрешенных резонансов можно использовать плотность распределения вероятности полного нейтронного сечения в пределах заданной энергетической группы Эта величина может быть получена по результатам измерения пропускания нейтронов через образцы различной толщины Ускоритель ЛУ-50 позволяет проводить такие измерения в диапазоне энергий нейтронов от 100 кэВ до 15-20 МэВ

Для времяпролетных измерений энергетической зависимости пропускания ЦЕ) автором был разработан аппаратурный комплекс и соответствующая методика [15] Измерения проводились относительным методом - поочередно измерялся прямой поток нейтронов и поток ослабленный образцом Схема измерений приведена на рис 5

Рис 5 Схема измерений Т\Е„) на нейтронном пучке ускорителя ЛУ-50

Комплекс включал рабочую многосекционную камеру деления с большим количеством 2 3 5 и, установленную на пролетной базе 52,2 м, и мониторную камеру с 1,5 г 2 3 5 и , установленную на пролетной базе 25 м Образцы размещались на тележке с сервоприводом Система сбора данных и управления обеспечивала регистрацию времяпролетных и амплитудных спектров для многосекционной рабочей камеры и мониторной камеры, автоматическое управление перемещением исследуемых образцов и полную автоматизацию всего процесса измерений

Комплекс позволяет измерять 7\Е„) для образцов толщиной несколько длин свободного пробега в диапазоне энергий нейтронов от 0,1

до 15МэВ с точностью 1-3%. На нем были выполнены измерения с образцами алюминия (до 100 мм), железа (до 60 мм) и жидкого азота (до 280 мм).

В главе третьей описаны методические и аппаратурные разработки для измерений сечений реакций на легких ядрах и исследований характеристик деления тяжелых ядер, которые проводились на перезарядном электростатическом ускорителе ЭГП-10 ВНИИЭФ.

Для изучения дифференциальных сечений реакций на легких ядрах используется метод измерения энергоугловых распределений продуктов реакций. Что касается изучения полных сечений реакций, в которых образуются радиоактивные продукты, то эффективным является активационный метод, основанный на импульсном облучении мишени с последующим измерением наведенной активности и анализом кривых распада. Изучение выхода трития этим методом невозможно из-за его большого времени жизни и низкой энергии испускаемых р-частиц. Для изучения полного сечения образования трития в реакции 9Be(d,t) использовался метод вторичной активации, основанный на том, что первичные быстрые тритоны взаимодействуют с бериллием, и в результате образуется высокоэнергичные р-частицы распада

которого хорошо регистрируются сцинтилляционным детектором.

Для изучения дифференциальных сечений реакций на легких ядрах был разработан аппаратурный комплекс [16] (рис.6), позволяющий измерять энергоугловые распределения продуктов с помощью нескольких детекторов. Рабочие детекторы (до 10) и мониторный детектор устанавливаются в полусферической вакуумной камере рассеяния (ВКР). Полярные углы установки детекторов регулируются с минимальным шагом 5° (точность установки угла 0,12°). Корпус ВКР соединяется с изолированным цилиндром Фарад ея. Ток пучка регистрируется интегратором тока (ИТ), подключенным к цилиндру Фарадея.

Усиленные сигналы ППД и сигнал интегратора тока по коаксиальным кабельным линиям связи длиной около 100 м подаются на систему многодатчиковой спектрометрии, размещенную в

измерительном центре ускорителя ЭГП-10. После усиления, формирования и дискриминации аналоговые и логические сигналы подавались на входы аналоговых мультиплексоров. Амплитудный анализ выходных сигналов мультиплексоров осуществлялся аналого-цифровыми преобразователями в NIM-стандарте, подключенными к КАМАК-магистрали через специальные интерфейсные модули. Сбор данных обеспечивался с помощью микроЭВМ, связанной с центральной ЭВМ, размещенной в ИВЦ ускорителя ЛУ-50. В результате, с

использованием кодов, считываемых с АЦП (амплитуда сигнала) и мультиплексоров (номер входа мультиплексора), формировались две группы амплитудных двумерных спектров, размерностью 1024x7 каждая. Накопленные данные по сети сохранялись на жестких дисках ЦЭВМ.

Рис 6 Схема измерения энергоугловых распределений

Разработанный комплекс позволил на порядок увеличить статистику регистрируемых событий и соответственно подробность и точность измерений С его помощью был получен большой объем экспериментальных данных - измерены сечения образования 91л в реакции 1\А+\. [17], дифференциальные сечения упругого рассеяния дейтронов на ядрах 9Ве [18], дифференциальные сечения образования протонов из реакции "9Ве(с1,ро)10Ве, 9Ве(с1,р1)10Ве*, 9Ве(с1,р2+з)10Ве, 9Ве(<1,р4)10Ве* и дифференциальные сечения реакций Ве(с1,1о) [19].

В измерениях полного сечения реакции 9Ве(сЦ) по (менаду вторичной активации [20] толстая мишень из сверхчистого бериллия устанавливалась в вакуумной цилиндрической камере рассеяния, которая также выполняла функции цилиндра Фарад ея Облучение мишени осуществлялось прерывистым пучком ускоренных дейтронов Режим с длительностью облучения 1 с создавался за счет прерывания пучка танталовым диском. Измерение тока пучка цроводилось с помощью интегратора тока. Для детектирования /?-частиц использовался пластмассовый сцинтиллятор установленный

под углом 120° к пучку.

Для прерывания пучка ускорителя, амплитудного анализа сигналов с ФЭУ и регистрации временных распределений скорости счета (для мониторного датчика и сцинтилляционного детектора при трех порогах дискриминации) была разработана система регистрации и управления, которая позволяла устанавливать время и период облучения, проводить циклическое облучение мишени с накоплением данных, останавливать набор данных по различным условиям, автоматически сохранять данные.

С использованием разработанного комплекса были выполнены измерения полного сечения реакции 9Be(d,t) [20], проведены калибровочные измерения при облучении тритонами тонкой мишени из 9Ве и получен детальный ход ffla(Et) реакции 9Be(t,a)8Li. Измерения

полного сечения реакции 9Be(d,t) подтвердили существование резонансов при £,/=3,1 и 10,7 МэВ, обнаруженных ранее методом накопления в сборниках.

В 1987 г. автором совместно с коллегами на ускорителе ЭГП-10 были проведены исследования энергетических спектров осколков спонтанного деления и деления быстрыми нейтронами.

Сложность этих измерений (как при спонтанном, так и при вынужденном делении ядер) заключалась в том, что требовалось регистрировать очень редкие события деления (единицы в минуту) на фоне высокой а-активности (до 106 с"1).

Для решения этой задачи автором на базе микроЭВМ и КАМАК-аппаратуры был создан полупроводниковый спектрометр [1], в котором энергия осколков регистрировалась кремниевым полупроводниковым поверхностно-барьерным детектором типа ДКПс-100. Усиление сигнала ППД осуществлялось с помощью описанного ранее быстрого зарядочувствительного усилителя (длительность выходного сигнала составляла 30 не). Сигнал кодировался стробируемым 9-разрядным преобразвателем "заряд-код". Длительность строба, формируемого дискриминатором типа "constant fraction", и его положение относительно входного сигнала обеспечивали хорошее выделение сигналов от осколков деления на фоне сигналов от а-частиц.

В результате были получены энергетические спектры осколков

при спонтанном делении ядер и делении ядер быстрыми

нейтронами с энергией около 2 МэВ. В обоих случаях в спектрах была

зафиксирована тонкая структура, что явилось достаточно неожиданным

результатом. Для подтверждения достоверности полученных данных была

252nf „ 235т Т

проведена серия контрольных измерений со слоями в

которых каких-либо особенностей в энергетических спектрах обнаружено не было

Как уже упоминалось, в решении проблемы трансмутации

радиоактивных отходов важную роль играют данные о выходах

233 235т>„ 236 24 и т

запаздывающих нейтронов при делении составных ядер

исследование которых в реакциях изотопов Ра и Кр с нейтронами

практически невозможно - очень малы времена жизни этих изотопов

Автором в сотрудничестве с коллегами был предложен альтернативный

233 235т»„

метод измерении, основанный на получении составных ядер га, 236 241хт 232г,м 235 238т,

в реакциях ядер с пульсирующим пучком протонов,

дейтронов или тритонов на ускорителе ЭГП-10 [21] Блок-схема

экспериментальной установки, разработанной для этих измерений

приведена на рис 7

В состав установки входят система электростатического

отклонения пучка заряженных частиц и измерительный комплекс,

включающий вакуумную камеру для установки мишени, всеволновой

нейтронный 4тг-детектор, кремниевый полупроводниковый детектор для

мониторирования числа делений в мишени, цилиндр Фарадея для

мониторирования тока пучка телевизионные камеры для юстировки

пучка и систему регистрации на базе компьютера и модульной

КАМАК-аппаратуры

Комплекс выполняет следующие функции управляет

аппаратурой прерывания пучка ускорителя, задает время облучения (от

100 мкс до минут) и период облучения (от миллисекунд до часов),

регистрирует в каждом цикле одновременно временные распределения

скорости счета импульсов для нескольких детекторов (до 5), регистрирует

мониторные данные по четырем каналам (интегральный счет),

обеспечивает визуальный просмотр зарегистрированных спектров и их

сохранение на жестких дисках Максимальное число каналов временного

анализатора 56000 при ширине канала о г 0,5 мс до 5 мин

На созданном комплексе были выполнены пробные измерения

выходов запаздывающих нейтронов из кйроткоживущих продуктов

деления в реакции которые подтвердили

работоспособность метода При этом было показано, что можно

238т,

использовать тонкую мишень из что существенно снижает

требования к количеству зарегистрированных событий, так как не требуется проведение разностных измерений

Четвертая глава посвящена вопросам разработки и применения высокоавтоматизированных систем контроля, управления и безопасности для комплекса подготовки газовой смеси (КПГС) и мишеней установки ТРИТОН, предназначенной для исследований процессов МК ядерных

реакций в тройных смесях ИВ (Ы/Б/Т) в диапазоне температур 20-800 К, давлений до 160 МПа Количества трития при этом могут достигать ЮкКи в свободном состоянии и 100 кКи в связанном состоянии Методические решения автоматизации измерений, контроля, управления и безопасности закладывались на начальном этапе разработки комплекса [22]

Рис 7 Блок-схема экспериментальной установки

Опыт, полученный при разработке централизованных систем регистрации и управления для экспериментов на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 на базе КАМАК-оборудования, показал, что такие системы не обеспечивают требуемого уровня точности измерения аналоговых параметров, надежности и безопасности Поэтому было предложено автоматизированную систему контроля, управления и безопасности для КПГС и мишеней установки ТРИТОН создавать в виде распределенной сети из модулей аналогового и цифрового ввода/вывода серии 1-7000,

объединенных по интерфейсу Е8-485 В процессе решения этой задачи была разработана специальная и радиометрическая аппаратура, а также высоконадежное базовое программное обеспечение для разработки подобных систем Использование модулей аналогового ввода серии 1-7000 и их размещение вблизи от датчиков давления и температуры позволило существенно снизить влияние помех и наводок и повысить качество измерений Точность измерения сигналов аналоговых датчиков составила 0,05% Принятый подход позволил включить в систему современное оборудование для измерений вакуума, оснащенное интерфейсом Е5-232

Автоматизированная система контроля, управления и безопасности [23], разработанная под руководством автора, представляет собой многомашинную распределенную сеть из трех компьютеров и набора интеллектуальных модулей, связанных с компьютерами по интерфейсам Е5-232 и Е5-485 Структура системы контроля и управления приведена на рис 8

Программное обеспечение системы создано на базе программного пакета СИ^БАр Особое внимание при разработке системы уделялось вопросам безопасности (исключение выхода за пределы безопасных режимов эксплуатации, радиационная безопасность) и вопросам стабилизации физических параметров мишеней в ходе эксперимента на мезонном пучке Что касается подсистемы измерения и стабилизации параметров мишени, то она длительное время развивалась и совершенствовалась по мере конструирования новых мишеней [24, 25]

Ethernet

Рис 8 Общая структура системы контроля и управления

Среди установок, предназначенных для проведения исследований процессов МК, подобную систему автоматизированного контроля и управления имеет только система тритиевого обеспечения, созданная коллаборацией RIKEN-RAL в Резерфордовской лаборатории (Великобритания) и позволяющая работать с максимальным количеством трития 1,5 кКи, при давлениях ниже атмосферного и рабочей температуре мишени 12-23К. Однако возможности этой системы существенно меньше.

Созданная система контроля, управления и безопасности тритиевого комплекса установки ТРИТОН обеспечивает следующие возможности:

• измерение большого числа аналоговых и дискретных параметров и управление узлами комплекса подготовки газовой смеси (около 50 каналов аналогового контроля, более 70 каналов дискретного контроля и около 30 каналов управления);

• блокировку всех потенциально опасных узлов при выходе их параметров за допустимые пределы;

• анализ молекулярного и изотопного состава смеси ИВ;

• радиометрический контроль объемной активности трития в газовых коммуникациях и рабочих помещениях;

• непрерывную запись всех измеряемых и управляющих параметров КПГС и мишени на жесткий диск персонального компьютера;

• наблюдение и управление процессом измерений в реальном времени с помощью многооконного графического интерфейса.

В 1997-2004 гг. на вторичном мезонном пучке фазотрона ЛЯП ОИЯИ была проведена большая серия экспериментов по изучению процессов МК в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций для тройной H/D/T смеси, двойной D/T смеси, дейтерия и трития (рис.9). Все операции по подготовке газовых смесей, радиохроматографическому анализу, заправке мишени и стабилизации ее температуры, утилизации тритийсодержащих смесей и радиометрическому контролю проводились с использованием автоматизированной системы контроля и управления.

Температура, К

Рис 9 Область МК экспериментов в смесях ИВ, проведённых в 1997-2004 гг

С использованием дейтериевой мишени высокого давления была исследована скорость образования -молекулы при температурах 300800 К и давлениях до 150 МПа [26] (рис.10). Следует заметить, что экспериментальные данные при температурах более 400 К до этого не существовали.

0 2С0 400 600 800

Температура, К

Рис 10 Зависимость Я^'2 от температуры: • - работа [125], □ - работа [ 132],--теоретические расчеты

Измерения параметров МК в D/T смеси, выполненные на установке ТРИТОН, перекрывают широкий диапазон температур -20-800 К, концентраций трития - 15-86% и плотностей - 0,2-1,2 LHD (рис. 11). В общей сложности было выполнено 81 измерение с D/T смесями при температурах от 37 до 800 К и плотностях от 0,143 до 1,024 LHD. Полученные данные [27] позволяют оптимизировать условия протекания реакции синтеза при мю-катализе.

В экспериментах с жидкими и газообразными H/D/T смесями были получены данные, которые позволяют сделать вывод, что количество актов Л-синтеза, инициированных одним мюоном, уменьшается при добавлении в D/T смесь протия. При этом высокая скорость образования dtpi-молекул, предсказанная теоретиками и подтвержденная прямыми экспериментами, не может компенсировать потерю мюонов за счёт высокой вероятности их прилипания к гелию в H/D/T смеси.

Кроме того, на дейтериевой мишени высокого давления был выполнен эксперимент по наблюдению реакции радиационного захвата d+d-ИНе+у в ddju-мопекупе [28]. Образующиеся в реакции у-кванты с энергией 24 МэВ регистрировались кристаллом Nal(Tl) диаметром 150 мм и высотой 100 мм. В результате была получена первая экспериментальная оценка выхода этой реакции из состояния J =1 dd/j молекулы на уровне 7]у < 2-10S на один акт синтеза.

Рис. 11. Зависимость скорости цикла Яс от концентрации трития в газовой

D/T-смеси (Т=37-800 К, <р=0,143-1,024 LHD)

Пятая глава посвящена вопросам автоматизации управления подачей ИВ в ионный источник циклотрона У-400М и управления комплексом жидкой тритиевой мишени в экспериментах по получению и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н Подготовка к этим экспериментам была начата в 2000 г Для регистрации заряженных частиц в ЛЯР ОИЯИ была создана система из позиционно-чувствительных телескопов на кремниевых Еи Д£--детекторах Для регистрации нейтронов использовался времяпролетный спектрометр ДЕМОН, предоставляемый Францией (ГАНИЛ, Казн) Для доставки пучка ускоренных тритонов на мишень использовался сепаратор ACCULINNA Схема эксперимента на тритиевом пучке с тритиевой мишенью приведена на рис 12

Задача обеспечения тритиевого пучка решалась совместными усилиями сотрудников ЛЯР ОИЯИ и ВНИИЭФ Во ВНИИЭФ для этого была создана автоматизированная система подачи ИВ (СПИВ) в ионный источник циклотрона У-400М [29] Что касается мишени, то во ВНИИЭФ была разработана и изготовлена уникальная жидкая тритиевая мишень с очень тонкими окнами (толщина рабочего слоя жидкого трития 0,4 мм, входное и выходное окна из нержавеющей стали толщиной 20 мкм), оснащенная автоматизированной аппаратурой для ее заполнения тритием, эвакуации трития и его утилизации [30,31] Статус достигнутых новых экспериментальных возможностей для исследований свойств легких нейтронно-избыточных ядер зафиксирован в работе [32]

К с ис I ече 1)1 \К>\

п-

Рис 12 Схема эксперимента

СПИВ обеспечивает введение в высокочастотный источник ионов циклотрона У-400М изотопных молекул водорода при заданном соотношении их потоков и концентраций. Получение ИВ обеспечивается за счет использования термодесорбционных источников. Потоки ИВ регулируются с помощью натекателей на основе никелевого капилляра, пропускная способность которого зависит от температуры нагрева (рис.13).

Управление узлами СПИВ и регулирование потоков ИВ осуществляются дистанционно с компьютера, установленного в пультовой циклотрона. Система контроля и управления СПИВ размещена рядом с ионным источником в изолированной стойке под потенциалом 15 кВ и работает в сложных условиях - нестационарное магнитное поле ускорителя и сильные электромагнитные помехи от высокочастотного генератора ионного источника.

Ток, А

Рис.13. Характеристики натекателя

Автоматизированная система в многомесячных экспериментах обеспечивала стабильную и надежную работу СПИВ. Интенсивность пучка тритонов (Т+) с энергией 58,2 МэВ, выведенного из камеры циклотрона, была около 10 нА. Далее пучок тритонов с помощью сепаратора ACCULINNA транспортировался на мишень, установленную в реакционной камере.

Мишенный комплекс состоит из мишенного блока, расположенного во внутренней полости реакционной камеры и обеспечивающего хранение трития в процессе эксперимента в жидком или газообразном состоянии; системы наполнения, обеспечивающей подачу в мишень изотопов водорода или гелия, и системы утилизации трития. Для управления комплексом и мониторинга объемной активности трития в газовых коммуникациях и рабочих помещениях разработана автоматизированная система контроля и управления [33].

Для управления источниками ИВ и ловушками используется техника, описанная ранее. Температура мишени измеряется кремниевым термодиодом, при этом точность измерения в диапазоне 2-100 К составляет ±0,1 К. Для регулирования и стабилизации температуры мишени используется нагреватель с максимальной мощностью 20 Вт.

Разработанная СКУ контролирует температуры и давления; управляет источниками ИВ и ловушками посредством регулирования и стабилизации температуры их электронагревателей; блокирует электронагреватели источников и ловушек при выходе за предельные значения температур и давлений; контролирует объемную активность трития и предупреждает персонал о превышении контрольных уровней объемной активности в технологических помещениях; управляет электромагнитными клапанами и блокирует их при превышении заданной объемной активности в газовой системе комплекса; контролирует и стабилизирует температуру жидкой тритиевой мишени с точностью (0,05-0,1)°С; непрерывно записывает все измеряемые параметры системы на жесткий диск компьютера.

С использованием автоматизированных комплексов для подачи ИВ в ионный источник циклотрона и жидкой тритиевой мишени были выполнены эксперименты по изучению резонансных уровней ядер 4Н и 5Н [34, 35]:

• в измерениях с тритиевым пучком и жидкой дейтериевой мишенью в результате анализа реакции р!)п получена информация о резонансных уровнях ядер4 Н. В спектре энергии ядра 4Н наблюдается резонанс с энергией £ре3= 3,22+0,15 МэВ и наблюдаемой шириной -Г|Ибл = 3,33+0,25 МэВ;

• в серии измерений с тритиевым пучком на жидкой тритиевой мишени исследованы резонансные состояния ядра 5Н в реакции передачи двух нейтронов Т(^р)5Ы. При анализе событий тройных совпадений протон+тритон+нейтрон в спектре энергий 5Н, полученном методом недостающей массы, обнаружен резонанс с энергией 1,8+0,1 МэВ (рис. 14).

8 10 Ь5,г МеУ

Рис.14 Спектр энергий5_Д полученный методом недостающей массы из реакции ?(/, р()п

В заключении приводятся основные результаты, полученные

в диссертации:

1. Проанализированы и обобщены требования к системам регистрации для ядерно-физических экспериментов на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 ВНИИЭФ и системам контроля, управления и безопасности для исследовательских тритиевых установок, предназначенных для экспериментов по изучению процессов МК ядерных реакций и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и Н, проводящихся на фазотроне и циклотроне У-400М ОИЯИ.

2. Разработаны концептуальные подходы к созданию автоматизированных систем регистрации, контроля и безопасности для физических измерений и экспериментальных установок, обеспечивающие качественно новые возможности автоматизации научных исследований, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

3. Впервые предложена оригинальная концепция регистрации и сохранения больших объемов спектрометрических данных в КАМАК-системах на базе микроЭВМ, разработано базовое аппаратурное и программное обеспечения, которые предоставили принципиально новые возможности для автоматизации сложных многопараметрических экспериментов на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10.

4. Создана инструментальная среда для разработки высокоавтоматизированных систем контроля, управления и безопасности тритиевых установок, которая включает специальные интерфейсные устройства, измерительную и радиометрическую аппаратуру, высоконадежное базовое программное обеспечение. Созданная инструментальная среда широко востребована при решении задач автоматизации измерений во ВНИИЭФ, ОИЯИ, СПбГУТ, СПбГУ, МГУ, ЦЕРН, ПО "Маяк".

5. Разработанные подходы и созданная инструментальная среда позволили сделать ряд принципиальных шагов при разработке систем регистрации и методик для физических измерений на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ:

• созданы спектрометрические комплексы, предоставившие новые методические возможности для времяпролетных исследований на ускорителе ЛУ-50 средней множественности и сечений деления ядер трансурановых изотопов;

• разработаны многодатчиковые спектрометрические системы для измерений дифференциальных сечений ядерных реакций, активационных измерений, обеспечившие качественно новый уровень постановки экспериментов на ускорителе ЭГП-10;

• выполнены методические и аппаратурные разработки для измерений энергетической зависимости пропускания нейтронов образцами материалов различной толщины на линейном ускорителе ЛУ-50 и измерений выходов запаздывающих нейтронов при делении тяжелых ядер пульсирующим пучком заряженных частиц на электростатическом ускорителе ЭГП-10;

• впервые созданы не имеющие аналогов автоматизированные системы контроля, управления и безопасности для уникального комплекса подготовки газовой смеси и мишеней установки ТРИТОН, обеспечивающие в условиях неспециализированной лаборатории высокий уровень безопасности и надежности при проведении экспериментов с большими количествами трития (вплоть до 10 кКи в свободном состоянии и до 100 кКи в связанном состоянии);

• созданы автоматизированные системы управления подачей ИВ в ионный источник циклотрона У-400М, управления комплексом жидкой тритиевой мишени и радиометрического контроля, которые обеспечили получение пучка ускоренных тритонов с энергией 58 МэВ и безопасное проведение экспериментов по

получению и изучению нуклонно-нестабильных ядер Н и Н на дейтериевой и тритиевой мишенях.

6. С применением систем регистрации, контроля и управления, разработанных автором на основе развиваемого системного подхода:

получены данные мирового уровня по средней множественности 235, Т 2"37м„ 240о„ 242D„ 24] . 243 Л m „ 245^^,

нейтронов деления для

„ 245,246,247/-.

и сечениям деления ядер Сш:

• измерены сечения образования 9Li в реакции получены данные по упругому рассеянию дейтронов на ядрах 9Ве и сечениям каналов реакций 9Be(d,p) и 9Be(d,to), измерены полные сечения образования тритонов в реакции

• впервые исследованы параметры МК в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций для тройной H/D/T смеси, двойной D/T смеси и дейтерия; получена первая экспериментальная оценка выхода реакции радиационного захвата дейтрона в ddu-молекуле;

• в экспериментах по изучению резонансных состояний ядер4Н и 5Н, образующихся при облучении тритиевым пучком дейтериевой или тритиевой мишени, уточнены данные по резонансным состояниям 4Н, а для ядра 5Н в спектре энергий, полученном методом недостающей массы, впервые обнаружено резонансное состояние с энергией 1,8+0,1 МэВ;

• результаты измерений ЯФК для легких и тяжелых ядер вошли в библиотеки и базы ядерных данных, результаты измерений параметров МК имеют важное практическое значение для решения прикладных задач (мюонно-каталитический гибридный реактор, интенсивный источник нейтронов на базе МК), а также для атомной и ядерной физики.

7. Совокупность выполненных работ представляет собой комплекс принципиальных достижений в области создания и применения систем регистрации, контроля и управления для исследований в области ядерной физики низких энергий, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Э.Ф. Фомушкин, Ю.И.Виноградов, В. В. Гаврил ов и др. Структура энергетических спектров осколков спонтанного деления 2 4 2 Ст и деления 24 2тАт быстрыми нейтронами // Ядерная физика. 1989. Т.49.Вып.5, С. 1257-1260.

2. Ю.А. Хохлов, И.А. Иванин, Ю.И. Виноградов и др. Измерение

энергетической зависимости среднего числа мгновенных нейтронов

2 3 5 Тт 237^т 240-р, ~ А с

при делении U, Np и Pu нейтронами с энергией от 0,5 до 12 МэВ // ВАНТ. Сер: Ядерные константы. 1991. Вып. 1. С. 3-20.

3. Н.Н. Залялов, Ю.И. Виноградов, М.С. Дудоров. Программа

универсального анализатора импульсов для ядерно-физических исследований. ВАНТ. Сер: Мат. модел. физич. процессов. 1991. Вып.2. С. 34-37.

4. И.А. Иванин, Ю.А. Хохлов, В.И. Иньков, Ю.И. Виноградов и др.

Методика измерения наведенного поглощения в оптических изделиях при облучении их дозами до 1 МГр // ВАНТ. Сер: Термоядерный синтез. 1992. Вып. 3. С. 23-26.

5. Ю.И. Виноградов, СМ. Придчин, А.В. Курякин и др.

Многоканальная автоматизированная система радиационного мониторинга // Материаловедение. 2002, № 6. С. 53-55.

6. Ю.И. Виноградов, В.Т. Пунин, А.А. Юхимчук. Системы измерения и

управления для исследований со смесями изотопов водорода // Приборы и техника эксперимента. 2004, № 2. С. 146-156.

7. Yu. Vinogradov, A.V. Kuryakin, A.A. Yukhimchuk. Measurement and

control systems of tritium facilities for scientific research. Abst. of the 7th Int. Conf. on Tritium Science and technology, Baden-Baden, Germany, September 12-17, 2004, P. 178.

8. А.В. Курякин, Ю.И. Виноградов. Программное обеспечение для

автоматизации исследовательских установок // Аннотации докладов второго Международного семинара "Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами IHISM-2004", г. Саров, 12-17 апреля 2004. Саров: 2004. ВНИИЭФ. С. 174.

9. Ю.И. Виноградов, М.А. Овчинников, Ю.А. Серов, СВ. Фильчагин.

Измерение объемной активности трития в задачах радиометрии и радиохроматографии // Там же. С. 208.

10. Yu.A. Khohlov, LA. Ivanin, Yu.I. Vinogradov et al. The energy dependence measurements of prompt neutrons from neutron-induced

fission of U-235, Np-237 andPu-240 from 0.5 to 12MeV. Proc. of a Consultants Meeting "Nuclear data for neutron emission in the fission process", Vienna, Austria, 22-24 October 1990. IAEA. 1991. P.135-148.

11. Yu.A. Khokhlov, LA. Ivanin, Yu.I. Vinogradov et al. Measurements of

energy dependence of average number of prompt neutrons from neutron-induced fission of 235U, 241Am and 243Am from 0.5 to 12 MeV. Proc. of the Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology (Julich, Germany, May 13-17, 1991). Springer-Ferlag Berlin Heidelberg. 1992. P. 51-53.

12. Yu.A. Khokhlov, LA. Ivanin, V.I. In'kov, Yu.I. Vinogradov, L.D. Danilin. Measurements results of average neutron multiplicity from neutron induced fission of235U in 0.05-14 MeV energy range. Proc. of the Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology. (Trieste, Italy, May 19-24, 1997). 1997. Vol. 1. P. 667.

13. Yu.A. Khokhlov, LA. Ivanin, V.I. In'kov, Yu.I. Vinogradov, L.D. Danilin,

V.N. Polynov. Measurements results of average neutron multiplicity from neutron induced fission of actinides in 0.05-10 MeV energy range. Proc. of the Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology. (Gatlinburg, Tennessee USA, May 9-13, 1994). 1994. ANS. Vol. 1, P. 272-274.

14. LA. Ivanin, Yu.A. Khokhlov, V.I. In'kov, Yu.I. Vinogradov et al.

Measurements of fission cross section for curium isotopes. Proc. of the Int. Conf. On Nuclear Data for Science and Technology. (Trieste, Italy, May 19-24, 1997) 1997, Socita Italiana di Fisica - ISBN 88-7794-114-6. Vol. 1. P. 664-666.

15. E.F. Fomushkin, Yu.I. Vinogradov, V.V. Gavrilov et. al. Investigation of

total cross section characteristics in the region on unresolved resonances. Proc. of the Int. Conf. on Nuclear Data for Science and Technology (Julich, Germany, May 13-17, 1991). Springer-Ferlag Berlin Heidelberg. 1992. P.461-463.

16. C.H. Абрамович, Ю.И. Виноградов, Л.Н. Генералов и др. Измерение

парциальных сечений реакций 9Be(d,p)10Be // Тезисы докладов XLII Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. С.Петербург. 1992. С. 454.

17. С.Н.Абрамович, Б.Я. Гужовский, В.В. Чулков, Ю.И.Виноградов и

др. Сечения образования 9Li в реакции 7Li+t // Тезисы докладов XL Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. Ленинград. 1990. С. 501.

18 С Н Абрамович, Б Я Гужовский, Ю.И. Виноградов и др Упругое рассеяние дейтонов на 9Ве // Тезисы докладов XLI Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра Минск 1991 С 336

19 СН Абрамович, Ю.И.Виноградов, ЛН Генералов и др Сечения реакции 9Ве (d,to) 8Ве // Известия Академии Наук Сер физ 1995 Т 59, №11 С 88-91

20 С Н Абрамович, Ю.И. Виноградов, Л Н Генералов и др Измерение

сечений образования тритонов при взаимодействии дейтронов с Be // Тезисы докладов XLII Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра С Петербург 1992 С 450

21 Yu.I. Vitwgradov, M F Andreev, S N Abramovich, Yu M Bol'shakov

Methodical peculiarities of measuring short-lived sources of delayed neutrons at 2 3 52 3 8u, 232Th fission by charged particles Proc Of the Int Conf On Nuclear Data for Science and Technology Trieste, Italy, May 19-24 1997 Vol 1 P 670-672

22 А А Юхимчук, В А Апасов, Ю.И. Виноградов и др Комплекс газового обеспечения экспериментов по мюонному катализу ядерных реакций синтеза // Приборы и техника эксперимента 1999, №6 С 17-23

23 Ю.И. Виноградов, С В Арюткин, А В Курякин и др Автоматизированная система контроля и управления комплексом подготовки газовой смеси для экспериментального исследования мюонного катализа ядерных реакций синтеза // Приборы и техника эксперимента 2004, № 3 С 29-41

24 В В Перевозчиков, А А Юхимчук, Ю.И. Виноградов и др

Дейтериевая мишень высокого давления // Приборы и техника эксперимента 2002, №4 С 155-160

25 V V Perevozchikov, A A Yukhimchuk, Yu.I. Vinogradov et al

High-pressure tritium targets for research in muon-catahzed fussion Abstracts 7th International Conference on Tritium Science and Technology Baden-Baden, Germany, September 12-17, 2004 Forschungzentrum Karlsruhe 2004 P 202

26 V R Bom, CWEvanEijk, V V Filchenkov, , Yu.I. Vinogradov et al

Measurement of the temperature dependence of the dd/j molecule formation rate m dence deuterium at temperatures 85-790 К // ЖЭТФ T 123, № 3 2003 С 518-526

27 V R Bom, A M Demin, D L Deiran, , Yu.I. Vinogradov et al

Experimental investigation of muon-catalyzed dt fusion m wide ranges of D/T mixture conditions Prepr of JINR E15-2004-132, Dubna, 2004

28 LN Bogdanova, VR Bom, DL Demin, ,Yu.L Vinogradov et al

Search for the radioactive capture d+d -> 4He+y reaction from the ddpi muomc molecule state // Ядерная физика 2002 T 65, № 10 С 1826— 1832

29 A A Yukhimchuk, V V Angilopov, V A Apasov, Yu.I. Vinogradov et al

Gas feeding system for the U-400M cyclotron ion source supplying with hydrogen isotopes Abstracts 7th International Conference on Tritium Science and Technology Baden-Baden, Germany, September 12-17, 2004 Forschungzentrum Karlsruhe 2004 P 181

30 А А Юхимчук, В В Перевозчиков, , Ю.И. Виноградов и др

Тритиевая мишень для исследования экзотических нейтронно-избыточных ядер и комплекс ее газового обеспечения // ВАНТ Сер Физика ядерных реакторов 2002 Вып 'Л С 183-190

31 A A Yukhimchuk, V V Perevozchikov, V A Apasov, , Yu.I. Vinogradov

et al Tritium target for research in exotic neutron-excess nuclei // Nucl Instr andMeth A 2003 Vol 513, No 3 P 439-447

32 AM Rodin, S V Stepantsov, , Yu.I. Vinogradov et al Status of

ACCULINNA beam line // Nucl Instr and Meth В 2003 Vol 204 P 114-118

33 Ю.И. Виноградов, В С Арюткин, А В Курякин и др Система

контроля и управления комплекса тритиевой мишени для исследования экзотических нейтронно-избыточных ядер // ВАНТ Сер Физика ядерных реакторов 2002 Вып 'Л С 197-200

34 Ю Ц Оганесян, Г М Тер-Акопян, , Ю.И. Виноградов и др

Изучение структуры ультранейтронно-избыточных ядер водорода и гелия с использованием реакций радиоактивных пучков на тритиевой мишени // Известия Академии Наук Сер физ 2002 Т 66, №5 С 619-624

35 MS Golovkov, Yu Ts Oganessian, D D Bogdanov, , Yu.I. Vinogradov

et al Evidence for resonance states 5H // Physics Letters В 2003 Vol 556 P 70-75

38 MS Golovkov, L V Gngorenko, A S Fomichev, , Yu.I. Vinogradov et al Observation of Excited States in 5H // Physical Review Letters 2004 Vol 93 P 262501(1-4)

83

1 9 МДй 2005

ВВЕДЕНИЕ.

1. РАЗРАБОТКА СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К АВТОМАТИЗАЦИИ ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК

1.2. Создание инструментальной базы для ядерно-физических измерений на ускорителях ВНИИЭФ.

1.2.1. Быстрый зарядочувствительный усилитель для ядерных детекторов.

1.2.2. Концепция организации физических экспериментов на базе микроЭВМ

1.2.3. Аппаратура и базовое программное обеспечение для организации ядерно-физических экспериментов на базе ПК.

1.2.4. Применение созданной инструментальной базы.

1.3. Создание аппаратуры и базового программного обеспечения для автоматизации тритиевых комплексов на ускорителях ОИЯИ.

1.3.1. Выбор концепции и разработка специальной аппаратуры.

1.3.2. Программный пакет для разработки систем контроля и управления

1.3.4. Применение разработанной базы в задачах автоматизации установок.

1.4. Выводы.

2. СОЗДАНИЕ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ВРЕМЯПРОЛЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА УСКОРИТЕЛЕ ЛУ-50.

2.1. Физические измерения на времяпролетном комплексе ускорителя ЛУ-50.

2.2. Разработка спектрометрического комплекса для измерений средней множественности нейтронов.

2.2.1. Особенности постановки измерений средней множественности.

2.2.2. Спектрометрический комплекс для измерений ур(Е„).

2.2.3. Результаты измерений ур(Еп).

2.3. Разработка и применение спектрометрического комплекса для времяпролетных измерений сечений деления.

2.4. Времяпролетные измерения функций пропускания нейтронов.

2.5. Выводы.

3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПЕРЕЗАРЯДНОМ УСКОРИТЕЛЕ ЭГП-10.

3.1. Аппаратурные комплексы для измерения сечений реакций на легких ядрах

3.1.2. Аппаратурный комплекс для измерения дифференциальных сечений ядерных реакций.

3.1.3. Аппаратурный комплекс для измерений полного сечения реакции 9Ве(й?,/) по вторичной активации.

3.2. Применение разработанных комплексов для изучения реакций на бериллии

3.3. Разработки для измерения характеристик деления тяжелых ядер.

3.3.1. Измерения энергетических спектров осколков спонтанного деления 242Сш и вынужденного деления 242тАш быстрыми нейтронами.

3.3.2. Методические и аппаратурные разработки для исследования ЗН при делении тяжелых ядер заряженными частицами.

3.4. Выводы.

4. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТРИТИЕВОГО МИШЕННОГО КОМПЛЕКСА УСТАНОВКИ ТРИТОН.

4.1. Мюонный катализ ядерных реакций и установка ТРИТОН для изучения МК в смесях изотопов водорода.

4.2. Системы контроля и управления для тритиевого комплекса и мишеней установки ТРИТОН.

4.3. Результаты экспериментов на установке ТРИТОН.

4.4. Выводы.

5. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСОВ ТРИТИЕВОГО ПУЧКА И ТРИТИЕВОЙ МИШЕНИ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА ЦИКЛОТРОНЕ У-400М.

5.1. Постановка экспериментов по изучению легких нейтронно-избыточных ядер с использованием тритиевого пучка и жидкой тритиевой мишени.

5.2. Автоматизированный комплекс для подачи ИВ в ионный источник циклотрона и комплекс жидкой тритиевой мишени.

5.3. Применение разработанных систем и результаты экспериментов.

5.4. Выводы.

Всероссийский НИИ экспериментальной физики (ныне РФЯЦ-ВНИИЭФ) был организован для решения вполне определенной основной задачи - создания ядерного и термоядерного оружия. Важную роль в решении этой задачи играли ядерно-физические исследования. В статье С.Н. Абрамовича и др. [1] дан краткий исторический обзор развития во ВНИИЭФ экспериментальных работ в области ядерной физики.

На начальном этапе создания атомных и термоядерных зарядов во ВНИИЭФ был проведен огромный объем работ по измерению ядерно-физических констант (ЯФК) материалов, необходимых для их конструирования: делящихся изотопов, легких ядер, конструкционных материалов. Для этого был создан парк физических установок - нейтронные трубки, электростатические ускорители, линейные ускорители, исследовательские ядерные реакторы.

На начальном этапе особый интерес представляли сечения деления ядер, среднее число мгновенных нейтронов, 'испускаемых на акт деления и спектры нейтронов деления. С середины пятидесятых годов под руководством Ю.С. Замятнина интенсивно велись работы по измерениям спектров нейтронов деления и средней множественности при делении 235и и 238и нейтронами с энергией 14 МэВ [2], исследовались угловые распределения нейтронов деления и распределения осколков деления по массам. Впоследствии на сферическом 4л-спектрометре Ю.А. Васильевым и др. были проведены исследования спонтанного деления ядер 252Cf и 244Аш [3], в которых измерялись спектры нейтронов деления, энергии и массы парных осколков.

Отдельное направление работ представляли исследования ЯФК для трансурановых элементов (ТУЭ). Интерес к этим измерениям был вызван, с одной стороны, их возможным использованием в качестве ядерного топлива, а с другой стороны - проблемой трансмутации радиоактивных отходов ядерной энергетики [4]. Проведение таких измерений обеспечивалось наличием соответствующей ускорительной базы и возможностью получения высокообогащенных образцов ТУЭ на масс-сепараторе С-2 ВНИИЭФ [5], специально спроектированном для разделения изотопов тяжелых радиоактивных элементов. Кроме того, наряду с ускорительными установками и реакторами во ВНИИЭФ для проведения подобных исследований был доступен и источник нейтронов с уникальными свойствами - ядерный взрыв.

Первые систематические исследования сечений деления изотопов плутония, америция и кюрия были проведены во ВНИИЭФ группой Э.Ф. Фомушкина на различных источниках нейтронов, в том числе и на нейтронах ядерного взрыва. Этой группой при непосредственном участии автора был разработан аппаратурный комплекс для времяпролетных измерений сечений деления на ядерном взрыве [6, 7] и выполнены измерения для высокоактивных изотопов 239'240Ри, 242т'243Ат, 243,244,245,246,247,248£т £се полученные результаты были опубликованы в журналах

Атомная энергия" и "Ядерная физика", библиография опубликованных работ приведена в обзорной работе [8].

Что касается измерений ЯФК ТУЭ на ускорителях, то в 60-е годы на линейном ускорителе электронов МВ-15 [9] (энергия электронов ~17 МэВ, частота повторения импульсов 2000 Гц, длительность 30 не, £„=0,8+6 МэВ) Ю.А. Хохловым, М.В. Савиным и др. была выполнена большая программа измерений энергетической зависимости средней множественности мгновенных нейтронов ур(Е„) для и, и, 237Мр, 239Ри и 240Ри [10, 11]. Однако недостаточно высокий поток нейтронов из мишени ускорителя МВ-15 не позволял проводить измерения ур(Е„) на миллиграммовых образцах ТУЭ.

В 1981 г. во ВНИИЭФ был введен в эксплуатацию линейный сильноточный ускоритель электронов периодического действия ЛУ-50 [12], предназначенный для решения широкого круга научных и прикладных задач. На этом ускорителе коллективом специалистов при непосредственном участии автора была выполнена большая программа измерений средней множественности мгновенных нейтронов vp{En) и сечений деления сг/(Еп) ядер высокоактивных ТУЭ.

Что касается легких ядер, то с момента создания во ВНИИЭФ велись работы в области физики малонуклонных систем. В первую очередь это, конечно, изучение реакций, которые могут использоваться для получения термоядерной энергии. Наряду с основными реакциями 3Н(й?,л)4Не, 2Н(Дл)3Не, 2Н(^,/?)3Н [13, 14] изучались реакции взаимодействия ускоренных протонов, дейтронов и тритонов с ядрами 6Li, 7Li, 9Ве [15].

В лаборатории электростатических ускорителей ядерно-физического отдела ВНИИЭФ были созданы ускорители Ван де Граафа ЭГ-2 и ЭГ-5, которые обеспечивали пучки ускоренных ионов протия, дейтерия и трития в диапазоне энергий от 50 кэВ до 5 МэВ и ионов 4Не и 3Не до 10 МэВ. На этих ускорителях был выполнен большой объем измерений ядерно-физических констант и исследований в области ядерной спектроскопии. После введения в строй в 1962 г. электростатического ускорителя с перезарядкой ЭГП-10 центр тяжести исследований переместился на эту установку, которая существенно расширила диапазон энергий ускоряемых ионов изотопов водорода (ИВ).

В связи с успехами в создании установок для управляемого термоядерного синтеза (УТС) [16], в которых достигаются высокие температуры плазмы, требования к энергетическому диапазону при изучении реакций на легких ядрах расширились. При этом появилась также необходимость в получении и уточнении данных для реакций, которые могут использоваться для наработки трития, в том числе реакций на бериллии. В проекте ITER [17, 18] бериллий планируется использовать для покрытия внутренней поверхности рабочей камеры. В связи с этим требуются данные о взаимодействии дейтронов не только с тритием, но

О Ч f\ 7 и с Be, а также Не, ' Li за счет вторичных реакций. С точки зрения наработки трития наиболее важными являются полные сечения образования тритонов при взаимодействии дейтронов с ядрами 6'7Li и 9Ве.

В последние годы большое внимание уделяется вопросам создания экологически чистой безотходной ядерной энергетики. Один из реальных подходов к решению этой проблемы состоит в создании установки и соответствующей технологии для преобразования (трансмутации) радиотоксичных отходов ядерной энергетики в нерадиотоксичные. Приемлемость различных концептуальных вариантов установки во многом определяется точным знанием ядерно-физических констант материалов, определяющих компоновку мишени, бланкета и внешнего контура. Важную роль при этом играют данные о выходах короткоживущих

233-235 источниках запаздывающих нейтронов (ЗН) при делении составных ядер " Ра,

236'241Np. Исследование большинства этих составных ядер в реакциях изотопов Ра и Np с нейтронами практически невозможно - очень малы времена жизни этих изотопов. Однако для решения этой задачи может быть применен развиваемый в ядерно-физическом отделении ВНИИЭФ (ныне Институт ядерной и радиационной физики ВНИИЭФ) альтернативный метод измерений, основанный на получении составных ядер 233'235Ра, 236"241Np в реакциях ядер 232Th, 235'238и с пульсирующим пучком протонов, дейтронов или тритонов.

В начале 90-х годов начало интенсивно развиваться сотрудничество между РФЯЦ-ВНИИЭФ и Объединенным институтом ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна) в области исследований мюонного катализа (МК) ядерных реакций и исследований структуры экзотических легких ядер и ядерных систем, находящихся на границе нейтронной стабильности.

История экспериментальных исследований МК началась в 1957 г. с отрытия Л.Альвареса [19], который в эксперименте с пучками К-мезонов с большой примесью мюонов, проводившемся на большой жидкодейтериевой пузырьковой камере, неожиданно увидел несколько событий МК в цепочке реакций pju-ïdju-ïpdju-*3H&+/S. В дальнейшем экспериментальные исследования процессов МК проводились во многих лабораториях мира, при этом значительная часть данных в этой области была получена в Лаборатории ядерных проблем (ЛЯП) ОИЯИ под руководством В.П. Джелепова. В частности, в экспериментах с газовыми мишенями высокого давления в Дубне было открыто новое явление - резонансное образование молекулы ddfj. [20]. Оказалось, что скорость образования dd\i -молекул зависит от температуры; в частности, при температуре 380 К она на порядок величины больше, чем в жидком дейтерии. Объяснение этому явлению было предложено Э.А. Весманом [21], работавшим в это время в Дубне под руководством С.С. Герштейна.

Теоретические расчеты [22], выполненные группой Л.И. Пономарева, предсказывали, что в DT-смеси число циклов МК, инициируемых одним мюоном, равно ~100. Экспериментальные работы по проверке этого предположения велись практически на всех установках, способных получать мезоны: LAMPF (США), PSI (Швейцария), ЛИЯФ (Россия), КЕК (Япония), TRIUMF (Канада), RAL

Великобритания) и ряде других. В Лос-Аламоской национальной лаборатории в экспериментах с дейтерий-тритиевыми мишенями высокого давления были получены рекордные выходы нейтронов (150+20) на один мюон.

В 1992 г. в теоретической работе [23] Л.И. Пономаревым и М.П. Файнманом было предсказано, что скорость резонансного образования ¿///¿-молекулы в тройной H/D/T смеси в несколько раз выше, чем в бинарной D/T смеси. Для подтверждения этих теоретических предсказаний и нахождения оптимальных условий протекания МК в смеси H/D/T потребовалось проведение систематических исследований. Для решения этой задачи в 1995 г. в низкофоновой лаборатории фазотрона ЛЯП ОИЯИ началось создание установки ТРИТОН, предназначенной для исследования процессов МК реакций синтеза в смесях ИВ в широком диапазоне температур, давлений и концентраций.

Одной из важных частей установки, без которой невозможно проведение намеченных исследований, был радиационно-безопасный комплекс для работ с тритием. Задача создания такого комплекса и мишеней для экспериментов по МК решалась коллективом специалистов ВНИИЭФ, имеющих большой опыт разработок в области тритиевых технологий.

В Лаборатории ядерных реакций (ЛЯР) им. Г.Н. Флерова ОИЯИ традиционно ведутся исследования в одной из самых современных областей современной ядерной физики - исследования свойств ядер вблизи границы нуклонной стабильности. Важное место в группе легких нейтронно-избыточных ядер занимают нуклонно-нестабильные изотопы водорода. Несмотря на почти сорокалетнюю историю исследований, на сегодняшний день экспериментальные данные о свойствах этих изотопов противоречивы, а в некоторых случаях практически полностью отсутствуют.

В рамках создания ускорительного комплекса радиоактивных пучков (проект DRIBs) было предусмотрено получение пучков молекулярных ионов изотопов водорода, включая тритий, что позволяло приступить к экспериментам по изучению резонансных состояний ядер 4Н и 5Н, образующихся в реакциях t+d-^R+p и /+/->5Н+р.

В 2000 г. в ЛЯР ОИЯИ совместно с ВНИИЭФ началась подготовка к экспериментам по получению и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н на циклотроне У-400М. Для этих экспериментов требовалось обеспечить пучок ускоренных ионов трития и создать жидкую тритиевую мишень со стенками толщиной несколько микрон. Задача создания радиационно-безопасного комплекса для подачи трития в ионный источник циклотрона и жидкой тритиевой мишени с уникальными свойствами решалась во ВНИИЭФ.

Качество и эффективность перечисленных выше исследований, относящихся к области ядерной физики низких энергий, в значительной мере определяются уровнем развития соответствующих методических и инструментальных средств. Важная роль в современном ядерно-физическом эксперименте отводится модульным системам регистрации, контроля и управления, неотъемлемой частью которых являются ЭВМ, оснащенные специальным программным обеспечением. В ядерно-физических измерениях на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 системы на основе модульных структур ядерного приборостроения предназначены для сбора, накопления и обработки экспериментальных данных. В экспериментах с использованием тритиевых мишеней и пучков автоматизированные системы должны обеспечивать управление оборудованием тритиевых комплексов, контроль и стабилизацию большого числа технологических параметров, мониторинг содержания трития в воздухе рабочей зоны установок и газовых коммуникациях. Автоматизированные системы должны соответствовать требованиям физического эксперимента с точки зрения объемов и точности регистрируемых данных, надежности и безопасности управления, уровня автоматизации процесса измерений и управления. Эти обстоятельства обуславливают важность данной работы, посвященной актуальной теме создания и применения систем регистрации, контроля и управления для фундаментальных и прикладных исследований в области физики низких энергий, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

Целью диссертационной работы является создание и развитие общих концептуальных аппаратурных и методических подходов к проблеме автоматизации физических измерений и экспериментальных установок, создание базового аппаратурного и программного обеспечения. Разработка на основе базовых средств систем регистрации, контроля и управления для исследований в области ядерной физики низких энергий и их применение в экспериментах на ускорителях ВНИИЭФ иОИЯИ.

При достижении поставленной цели ставились и решались следующие основные задачи:

1. Анализ и обобщение требований к системам регистрации для широкого круга ядерно-физических экспериментов на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 ВНИИЭФ и системам контроля, управления и безопасности для исследовательских тритиевых установок, предназначенных для экспериментов по изучению процессов МК и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н, проводимых на фазотроне и циклотроне У-400М ОИЯИ.

2. Выработка концептуальных методических, аппаратурных и программных подходов и решений, обеспечивающих высокий уровень автоматизации измерений и экспериментальных установок.

3. Создание соответствующей инструментальной среды, включающей набор базовой аппаратуры, специальные технические средства и базовое программное обеспечение.

4. Разработка, в рамках созданной инструментальной среды, автоматизированных спектрометрических комплексов для многопараметрического анализа и их применение в ядерно-физических и прикладных исследованиях на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 ВНИИЭФ.

5. Разработка высоконадежных автоматизированных систем контроля, управления и безопасности для комплекса подготовки газовой смеси и мишеней установки ТРИТОН, их создание и применение в экспериментах по изучению процессов МК в смесях ИВ в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций.

6. Создание автоматизированных систем управления и безопасности для комплекса подачи ИВ в ионный источник циклотрона У-400М и комплекса жидкой тритиевой мишени. Применение разработанных систем для получения стабильного пучка ускоренных тритонов и длительной безопасной эксплуатации мишеней в экспериментах по исследованию нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н, образующихся при взаимодействии тритиевого пучка с дейтериевой и тритиевой мишенями.

Научная новизна работ, вошедших в диссертацию, заключается в следующем:

1. Разработаны концептуальные и методические подходы, базовая аппаратура и базовое программное обеспечение для автоматизации физических измерений и установок, обеспечившие качественно новые возможности при создании систем регистрации, контроля и управления для научных исследований, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

2. Впервые предложена оригинальная концепция регистрации и сохранения больших объемов спектрометрических данных в КАМАК-системах на базе микроЭВМ, на основе которой созданы спектрометрические комплексы, предоставившие принципиально новые возможности для времяпролетных исследований ЯФК тяжелых ядер на ускорителе ЛУ-50, измерений дифференциальных сечений ядерных реакций и активационных измерений на ускорителе ЭГП-10.

3. Впервые созданы автоматизированные системы контроля, управления и безопасности для экспериментов по изучению МК ядерных реакций синтеза и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н, обеспечивающие в условиях неспециализированных лабораторий высокий уровень безопасности и надежности при проведении экспериментов с большими количествами трития (вплоть до 10 кКи в свободном состоянии и до 100 кКи в связанном состоянии).

4. Применение предложенных подходов, аппаратуры и разработанных на их основе систем контроля, управления и безопасности позволило:

• впервые в экспериментах с Б/Т-смесями получить параметры цикла МК йг-реакции в широком диапазоне температур 20-800 К, плотностей 0,2-1,2 ЬНО (плотность жидкого водорода) и концентраций трития 15-86%;

• получить первую экспериментальную оценку выхода реакции радиационного захвата дейтрона дейтроном из состояния I =1 ¿/¿//¿-молекулы на уровне т]у < 2-10'5 на один акт синтеза;

• уточнить данные по резонансным состояниям 4Н, а для ядра 5Н в спектре энергий, полученном методом недостающей массы, впервые обнаружить резонансное состояние с энергией (1,8±0,1) МэВ.

Практическая ценность работы

1. Создана инструментальная среда, включающая набор базовой аппаратуры, специальные технические средства и базовое программное обеспечение, которая широко востребована при разработке систем регистрации, контроля и управления для экспериментов, проводимых во ВНИИЭФ, ОИЯИ, СПбГУТ, СПбГУ, МГУ и ЦЕРН по различным программам научных исследований.

2. Разработана сертифицированная Государственным комитетом Российской Федерации по стандартам и метрологии радиометрическая аппаратура, предназначенная для контроля объемной активности трития и анализа молекулярного и изотопного состава смеси ИВ, которая используется во ВНИИЭФ, ОИЯИ, ПО "Маяк" и других организациях.

3. Созданные спектрометрические комплексы применялись при выполнении ядерно-физических и прикладных исследований на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 - во времяпролетных исследованиях средней множественности и сечений деления ядер трансурановых изотопов, измерениях энергетической зависимости пропускания нейтронов, измерениях дифференциальных сечений ядерных реакций, активационных измерениях, измерениях выходов запаздывающих нейтронов. С их помощью получены следующие физические результаты:

• в диапазоне энергий нейтронов от десятков кэВ до 15-20 МэВ измерены средние множественности нейтронов деления ядер 235Ц, 237Ир, 240Ри, 242Ри, 241Аш, 243Аш, 245Сш и сечения деления ядер 245'246'247Сш;

• в диапазоне энергий дейтронов от 3 до 12 МэВ изучено упругое рассеяние дейтронов на ядрах 9Ве, измерены сечения каналов реакций 9Ве(с!,р) и 9Ве(й^0), полные сечения образования тритонов в реакции 9Ве(й?,/).

4. Системы автоматизированного контроля, управления и безопасности комплекса подготовки газовой смеси и мишеней установки ТРИТОН применялись при выполнении большой программы научных исследований, позволившей:

• получить параметры процесса МК в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций ИВ для тройной H/D/T смеси, двойной D/T смеси, дейтерия и трития;

• провести эксперимент по измерению выхода реакции радиационного захвата в ßW/i-молекуле на дейтериевой мишени высокого давления.

5. Автоматизированные системы управления подачей ИВ в ионный источник циклотрона У-400М, управления комплексом жидкой тритиевой мишени и радиометрического контроля обеспечили получение пучка ускоренных тритонов с энергией 58 МэВ и безопасное проведение экспериментов на дейтериевой и тритиевой мишенях. С применением разработанных систем исследованы резонансные состояния нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н.

6. Применение разработанных подходов, аппаратурных и программных решений способствовало получению экспериментальных данных необходимого объема и точности - результаты измерений ЯФК для легких и тяжелых ядер вошли в библиотеки и базы ядерных данных, результаты измерений параметров МК имеют важное практическое значение для решения задач проектирования мюонно-каталитического гибридного реактора и интенсивного источника нейтронов на базе МК.

На защиту выносятся следующие положения и результаты

1. Концептуальные и методические подходы, базовые аппаратурные и программные решения и инструментальная среда для автоматизации физических измерений и экспериментальных установок для исследований в области физики низких энергий, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

2. Спектрометрические комплексы для измерений средней множественности и сечений деления ядер трансурановых изотопов, дифференциальных сечений реакций на легких ядрах и активационных измерений на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10.

3. Результаты методических и аппаратурных разработок для измерений функций пропускания нейтронов через толстые слои материалов на линейном ускорителе

ЛУ-50 и измерений выходов запаздывающих нейтронов при делении тяжелых ядер прерывистым пучком заряженных частиц на ускорителе ЭГП-10.

4. Разработка и создание не имеющих аналогов в мировой практике автоматизированных систем контроля, управления и безопасности для тритиевых комплексов исследовательских установок, предназначенных для экспериментов по изучению МК ядерных реакций и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н.

5. Результаты экспериментов по изучению параметров МК в дейтерии и D/T смеси в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций.

Личный вклад автора. К защите представлены работы, выполненные автором в 1982-2004 гг. в РФЯЦ-ВНИИЭФ и ОИЯИ. Начиная с 80-х гг. и по настоящее время автором определяется направление развития систем автоматизации для сложных спектрометрических экспериментов на линейном ускорителе ЛУ-50 и перезарядном электростатическом ускорителе ЭГП-10 ВНИИЭФ и непосредственно создаются такие системы. С 1995 г. автором развивается направление работ по автоматизации установок в области тритиевых технологий. В рамках этого направления разработаны системы контроля и управления тритиевых комплексов, предназначенных для экспериментов по изучению МК ядерных реакций на фазотроне ЛЯП ОИЯИ и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н на циклотроне У-400М ЛЯР ОИЯИ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Общий объем 178 страниц. Диссертация содержит 59 рисунков, 7 таблиц и список использованных источников из 155 наименований.

5.4. Выводы

Для экспериментов по получению и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н, проводящихся в ЛЯР ОИЯИ, созданы автоматизированные системы для управления подачей ИВ в ионный источник циклотрона У-400М и управления комплексом жидкой тритиевой мишени.

Система управления напуском ИВ в очень жестких условиях функционирования электронной аппаратуры на ускорителе обеспечивает тонкое регулирование потоков ИВ и соответственно точное поддержание рабочих параметров пучка тритонов. Система контроля и управления комплекса тритиевой мишени обеспечивает управление процессами заполнения мишени и утилизации трития, стабилизирует температуру мишени в ходе эксперимента, а также выполняет радиационный контроль объемной активности трития в газовых коммуникациях комплекса и рабочих помещениях.

На созданном оборудовании проведен ряд экспериментов по изучению резонансных состояний ядер 4Н и 5Н [140, 141, 154, 155, 156], образующихся при облучении тритиевым пучком дейтериевой или тритиевой мишени, уточнены данные по резонансным состояниям 4Н, а в спектре энергий для ядра 5Н, полученном методом недостающей массы, впервые обнаружено резонансное состояние с энергией (1,8+0,1)МэВ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проанализированы и обобщены требования к системам регистрации для ядерно-физических экспериментов на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10 ВНИИЭФ и системам контроля, управления и безопасности для исследовательских тритиевых установок, предназначенных для экспериментов по изучению процессов МК ядерных реакций и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н, проводящихся на фазотроне и циклотроне У-400М ОИЯИ.

2. Разработаны концептуальные подходы к созданию автоматизированных систем регистрации, контроля и безопасности для физических измерений и экспериментальных установок, обеспечивающие качественно новые возможности автоматизации научных исследований, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

3. Впервые предложена оригинальная концепция регистрации и сохранения больших объемов спектрометрических данных в КАМАК-системах на базе микроЭВМ, разработано базовое аппаратурное и программное обеспечения, которые предоставили принципиально новые возможности для автоматизации сложных многопараметрических экспериментов на ускорителях ЛУ-50 и ЭГП-10.

4. Создана инструментальная среда для разработки высокоавтоматизированных систем контроля, управления и безопасности тритиевых установок, которая включает специальные интерфейсные устройства, измерительную и радиометрическую аппаратуру, высоконадежное базовое программное обеспечение. Созданная инструментальная среда широко востребована при решении задач автоматизации измерений во ВНИИЭФ, ОИЯИ, СПбГУТ, СПбГУ, МГУ, ЦЕРН, ПО "Маяк".

2. Разработанные подходы и созданная инструментальная среда позволили сделать ряд принципиальных шагов при разработке систем регистрации и методик для физических измерений на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ:

• созданы спектрометрические комплексы, предоставившие новые методические возможности для времяпролетных исследований на ускорителе ЛУ-50 средней множественности и сечений деления ядер трансурановых изотопов;

• разработаны многодатчиковые спектрометрические системы для измерений дифференциальных сечений ядерных реакций, активационных измерений, обеспечившие качественно новый уровень постановки экспериментов на ускорителе ЭГП-10;

• выполнены методические и аппаратурные разработки для измерений энергетической зависимости пропускания нейтронов образцами материалов различной толщины на линейном ускорителе ЛУ-50 и измерений выходов запаздывающих нейтронов при делении тяжелых ядер пульсирующим пучком заряженных частиц на электростатическом ускорителе ЭГП-10;

• впервые созданы не имеющие аналогов автоматизированные системы контроля, управления и безопасности для уникального комплекса подготовки газовой смеси и мишеней установки ТРИТОН, обеспечивающие в условиях неспециализированной лаборатории высокий уровень безопасности и надежности при проведении экспериментов с большими количествами трития (вплоть до 10 кКи в свободном состоянии и до 100 кКи в связанном состоянии);

• созданы автоматизированные системы управления подачей ИВ в ионный источник циклотрона У-400М, управления комплексом жидкой тритиевой мишени и радиометрического контроля, которые обеспечили получение пучка ускоренных тритонов с энергией 58 МэВ и безопасное проведение экспериментов по получению и изучению нуклонно-нестабильных ядер 4Н и 5Н на дейтериевой и тритиевой мишенях.

5. С применением систем регистрации, контроля и управления, разработанных автором на основе развиваемого системного подхода:

• получены данные мирового уровня по средней множественности нейтронов деления для 235и, 237Ыр, 240Ри, 242Ри, 241Аш, 243Аш и 245Сш и сечениям деления

245,246,247^ , ядер Сш;

О 7

• измерены сечения образования 1л в реакции 1л+1, получены данные по упругому рассеянию дейтронов на ядрах 9Ве и сечениям каналов реакций 9Ве(с1,р) и 9Ве(с1До), измерены полные сечения образования тритонов в реакции 9Ве(с1Д);

• впервые исследованы параметры МК в широком диапазоне температур, плотностей и концентраций для тройной Н/Б/Т смеси, двойной Б/Т смеси и дейтерия; получена первая экспериментальная оценка выхода реакции радиационного захвата дейтрона в ¿/¿//¿-молекуле;

• в экспериментах по изучению резонансных состояний ядер 4Н и 5Н, образующихся при облучении тритиевым пучком дейтериевой или тритиевой мишени, уточнены данные по резонансным состояниям 4Н, а для ядра 5Н в спектре энергий, полученном методом недостающей массы, впервые обнаружено резонансное состояние с энергией 1,8+0,1 МэВ;

• результаты измерений ЯФК для легких и тяжелых ядер вошли в библиотеки и базы ядерных данных, результаты измерений параметров МК имеют важное практическое значение для решения прикладных задач (мюонно-каталитический гибридный реактор, интенсивный источник нейтронов на базе МК), а также для атомной и ядерной физики.

7. Совокупность выполненных работ представляет собой комплекс принципиальных достижений в области создания и применения систем регистрации, контроля и управления для исследований в области ядерной физики низких энергий, проводимых на ускорителях ВНИИЭФ и ОИЯИ.

БЛАГОДАРНОСТИ

Выполнение комплекса работ, представляющих собой настоящую диссертацию, было бы невозможно без участия большого коллектива людей, на протяжении многих лет помогавших автору.

Автор выражает искреннюю благодарность С.Н. Абрамовичу за постоянное внимание, творческие советы, конструктивную критику и помощь, которую он оказывал на всех этапах подготовки диссертационной работы.

Автор особо благодарен за плодотворное многолетнее сотрудничество своим коллегам и соавторам из РФЯЦ-ВНИИЭФ, ОИЯИ и ИТЭФ - Ю.А. Хохлову, Б.Я. Гужовскому, A.A. Юхимчуку, Э.Ф. Фомушкину, М.Ф. Андрееву, И.А. Иванину, JI.H. Генералову, A.B. Курякину, С.К. Гришечкину, В.Г. Зинову, В.В. Фильченкову, Г.М. Тер-Акопяну, A.M. Родину, Г.Г. Гульбекяну, C.B. Пащенко, JI.H. Богдановой.

Отдельную благодарность автор выражает В.Т. Пунину, Л.И. Пономареву и Ю.Ц. Оганесяну за интерес к работе и помощь в преодолении организационных трудностей.

1. С.Н.Абрамович, Г.П.Антропов, В.М.Горбачев, Э.Ф. Фомушкин. Ядерные константы для бомбы и не только для нее // В кн. Высокие плотности энергий: Сборник научных трудов. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ. 1997, С. 51-94.

2. Ю.А Васильев, Ю.С. Замятнин, Ю.И. Ильин и др. Измерение спектров и среднего числа нейтронов при делении 235U и 238U нейтронами с энергией 14,3 МэВ // ЖЭТФ. 1960. Т. 38. Вып. 3. С. 671-684.

3. Ю.А. Барашков, Ю.А. Васильев, А.Н. Маслов и др. Измерения времен пролета парных осколков спонтанного деления 244Сш и 252Cf // Ядерная физика. 1971. Т.13, №6. С.1162.

4. Э.Ф. Фомушкин, Г.Ф. Новоселов, В.В. Гаврилов, Ю.И. Виноградов. Методические особенности спектрометрии нейтронов ядерного взрыва // Известия Академии Наук. Сер. физ. 2003. Т. 67, № 5. С. 694-699.

5. Т.Н. Филимонова, A.M. Шмыгов. Линейный ускоритель электронов на 15 МэВ //ЖТФ. 1962. Т. XXXII. С. 1438.

6. М.В.Савин, Ю.А Хохлов, А.Е Савельев, И.Н.Парамонова. Энергетическая- гзависимость v при делении U быстрыми нейтронами // Ядерная Физика. 1972. Т. XVI. Вып. 6. С. 1161-1165.

7. Ю.А. Хохлов. Энергетическая зависимость vpw. Of при делении 235U, 238U, 239Pu,1Л АЧЯ

8. Pu, Np быстрыми нейтронами. Диссертация кандидата физ.-мат. наук. ВНИИЭФ, 1971.

9. B.A. Давиденко, A.M. Кучер, И.С. Погребов, Ю.Ф. Тутуров. Определение полных сечений реакций D(c/,«)3He в интервале энергий 20-220 кэВ. Ядерные реакции на легких ядрах. Приложение №5 к журналу "Атомная энергия" за 1957 г., М.: Атомиздат, 1957. С.7-14.

10. В.А. Давиденко, И.С. Погребов, А.И. Сауков. Определение формы кривой возбуждения реакции Т(*/,и)4Не // Атомная энергия. 1957. Т.2, №4. С.386-388.

11. В.И.Серов, Б.Я. Гужовский. Исследование реакций 6IÄ(t,ri), ?Li (t,ri), 9Ве(/,и), 9Ве(3Не,и) // Атомная энергия. 1962. Т.12. С.5.

12. R.F. Post. Controlled Fusion Research and High-Temperature Plasmas. Ann. Rev. of Nucl. Sei. 1970. Vol. 20. P. 509.

13. Y. Gohar, M. Billone, A. Cardella et al. Design and Analysis of the ITER Breding Blanket. Fus. Engin. and Design. 1977. Vol. 36. P. 1315-1318.

14. R.R. Parker. Design of in-vessel component for ITER. Fus. Engin. and Design. 1977. Vol. 36. P. 33-48.

15. L.W. Alvarez, H. Bradner, F.S. Crawford et al. Catalysis of Nuclear Reactions by ß Mesons // Physical Review. 1957. Vol.105. No. 3. P. 1127-1128.

16. В.М. Быстрицкий, В.П. Джелепов, В.И. Петрухин и др. Резонансная зависимость скорости образования мезомолекул ddfi в газообразном дейтерии // ЖЭТФ. 1979. Т. 76. Вып. 2. С. 460-469.

17. Э.А. Весман. Об одном возможном механизме образования мезомолекулярного иона // Письма ЖЭТФ. 1967. Т.5. С.113.

18. С.И. Винницкий, Л.И. Пономарев, И.В. Пузынин и др. Резонансное образование fi-мезомолекул водорода // ЖЭТФ. 1978. Т.74. Вып.З. С.849-855.

19. М.Р. Faifman, L.I. Ponomarev. Resonant Formation of dtfi mesic molecules in the triple H2+D2+T2 mixture // Physics Letters. 1991. Vol. 265. No. 3/4. P. 201-206.

20. C.C. Курочкин. Системы KAMAK-BEKTOP. M.: Энергоиздат. 1981.

21. H. Rolser, J.K. Millard, N.W. Hill. Fast timing from a fission ionization chamber // Nucí. Instr. end Meth. 1972. Vol. 99. P. 477-486.

22. E.Gatti, P.F. Manfredi. Proc. 2nd ISPRA Nuclear Electr. Symp. EUR 5370e. Luxemburg. 1975. P. 33-45.

23. С.П. Авдеев, A.A. Богдзель, 3. Длоугы и др. Быстродействующая ионизационная камера деления с большим количеством урана-235. Препринт ОИЯИ РЗ-81-667. Дубна. 1981.

24. A.A. Омельяненко, М.Н. Омельяненко. Усилитель с повышенной добротностью для детекторов ядерных частиц. Препринт ОИЯИ 13-82-56. Дубна. 1982.

25. Р.Н. Краснокутский, H.H. Федякин, P.C. Шувалов. Зарядочувствительный усилитель. Препринт ИФВЭ. 86-37. Серпухов. 1986.

26. H.H. Залялов, Ю.И. Виноградов, М.С. Дудоров. Программа универсального анализатора импульсов для ядерно-физических исследований // ВАНТ. Сер: Мат. мод. физ. процессов. 1991. Вып.2. С. 34-37.

27. Р.Портие, Л.П.Челноков, О.А.Орлова. РАПИД быстрый многоканальный амплитудный анализатор на базе ЭВМ СМ-3 или МЕРА-60. Препринт ОИЯИ. 10-83-17. Дубна. 1983.

28. А. Куглер. Программное обеспечение многопараметровых экспериментов на установке ДЭМАС-МУЛЬТИ с использованием ЭВМ типа СМ-3. Препринт ОИЯИ 10-84-420. Дубна. 1984.

29. А.С. Никифоров, В.А. Смирнов. Система программ гистограммирования MULTI-FB для сбора и анализа спектрометрических данных на микроЭВМ типа "Мера-60". Препринт ОИЯИ 10-87-650. Дубна. 1987.

30. Н.Н. Залялов, A.JI. Лукьянов, В.А. Скотников, С.В. Хлыстов. Архитектура программного обеспечения локальной сети // ВАНТ. Сер: Методики и программы численного решения задач математической физики. 1987. С. 71-78.

31. Ю.И. Виноградов, В.В. Чулков, А.В. Курякин и др. Программа первичной обработки спектров в задаче рентгено-флуоресцентного анализа. Труды V конференции "Применение полупроводниковых детекторов в ядерно-физических задачах". Рига. Латвия. 1998.

32. Ю.А. Хохлов, И.А. Иванин, Ю.И. Виноградов и др. Измерение энергетической зависимости среднего числа мгновенных нейтронов при делении U, Np и 240Ри нейтронами с энергией от 0,5 до 12 МэВ // ВАНТ. Сер: Ядерные константы. 1991. Вып. 1. С. 3-20.

33. Д.В. Орлинский, A.M. Трунов, С.И. Турчин. Некоторые проблемы исследования радиационной стойкости материалов диагностических систем термоядерного реактора//ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 1990. Вып. 4. С. 59-65.

34. И.А. Иванин, Ю.А. Хохлов, В.И. Иньков, Ю.И. Виноградов и др. Методика измерения наведенного поглощения в оптических изделиях при облучении их дозами до 1 МГр // ВАНТ. Сер: Термоядерный синтез. 1992. Вып. 3. С. 23-26.

35. С.Н. Абрамович, Б.Я. Гужовский, Ю.И. Виноградов и др. Сечения образования 9Li в реакции 7Li+/ // Тезисы докладов XL Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. Ленинград. 1990. С. 501.

36. С.Н. Абрамович, Б.Я. Гужовский, Ю.И. Виноградов и др. Упругое рассеяние дейтонов на 9Ве // Тезисы докладов XLI Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. Минск. 1991. С. 336.

37. С.Н. Абрамович, Ю.И. Виноградов, Л.Н. Генералов и др. Измерение парциальных сечений реакций 9Be(i/,/?)10Be // Тезисы докладов XLII Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. С.-Петербург. 1992. С. 454.

38. С.Н. Абрамович, Ю.И. Виноградов, Л.Н. Генералов и др. Измерение сечений образования тритонов при взаимодействии дейтронов с 9Ве // Тезисы докладов

39. XLII Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. С.Петербург. 1992. С. 450.

40. С.Н. Абрамович, Ю.И. Виноградов, JI.H. Генералов и др. Сечения реакции 9Ве (d,t0) 8Ве // Известия Академии Наук, сер. физ. 1995. Т. 59, № 11. С. 88-91.

41. Э.Ф.Фомушкин, Ю.И.Виноградов, В.В. Гаврил ов и др. Структурал А »1энергетических спектров осколков спонтанного деления Cm и деления Am быстрыми нейтронами //Ядерная физика. 1989. Т.49. Вып.5. С.1257-1260.

42. А.П. Моровов, М.Г. Васин, Ю.И. Виноградов и др. Широкополосные монохроматоры в рентгенофлуоресцентном анализе с полным внешним отражением первичного излучения // Заводская лаборатория. 1997. Т.63, №6. С. 26-29.

43. M.G. Vasin, Yu.I. Vinogradov, А.Е. Lakhtikov и др. Studies of Spectrometer with X-ray Polycapillary Lens. Proc. of XVII International Congress on X-ray Optic and Microanalysis, 22-26 September 2003. Chamonix. Mont Blan. France.

44. Technical Design Report of the Photon Spectrometer (PHOS), CERN/LHCC 99-4, ALICE TDR 2, 5 March 1999.

45. Technical Proposal for A Large Ion Collider Experiment at the CERN LHCC (ALICE), CERN/LHCC 95-71, LHCC/P3, 15 December 1995.

46. A.A. Васильев, Ю.И. Виноградов, M.C. Ипполитов и др. Исследование спектрометрических характеристик кристаллов вольфрамата свинца // ВАНТ. Сер: физика ядерных реакторов. 2002. Вып. 1/2. С. 201-207.

47. П.В. Ширнин, Ю.И. Виноградов, А.Н. Голубков и др. Количественный анализ изотопов водорода газовым тритиевым радиохроматографом РХТ-2. Препринт РФЯЦ-ВНИИЭФ 83-2002. Саров.

48. A.M. Илюкович. Техника электрометрии. М.: Энергия. 1976.

49. Ю.И. Виноградов, С.М. Придчин, A.B. Курякин и др. Многоканальная автоматизированная система радиационного мониторинга // Материаловедение. 2002. № 6. С. 53-55.

50. Ю.И.Виноградов, В.Т. Пунин, A.A. Юхимчук. Системы измерения и управления для исследований со смесями изотопов водорода // Приборы и техника эксперимента. 2004. № 2. С. 146-156.

51. A.A. Yukhimchuk, R.K. Musyaev, Yu.I. Vinogradov et al. "PROMETHEUS" setup for study of tritium superpermeation. Fussion science and technology. 2002. Vol. 41. P. 929-933.

52. Ю.И. Виноградов, В.С.Арюткин, С.К.Гришечкин и др. Автоматизированная система контроля, управления и сбора данных стенда "Прометей" // Материаловедение. 2002. №1. С.46-50.

53. Д.В.Александров, В.Ф. Басманов, Ю.И. Виноградов и др. Изучение свойств прототипов фотонного спектрометра PHOS для эксперимента ALICE. Тезисы докладов 52 международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. 2002. С.311.

54. N. Ianeva. Pulsed Neutron Sources Present Status. ISINN-2 Neutron Spectroscopy. Dubna. JINR. 1994.

55. H. Nifenecker, C. Signarbieux, R. Babinet and J. Poitou. Neutron and gamma-emission in fission. Proc. 3rd IAEA Symp. Physics and Chemistry of Fission (Rochester, New York, 1973) IAEA. 1973. Vol.2. P. 117.

56. М.В. Савин, Ю.А. Хохлов, Ю.И. Ильин, Ю.В. Шеин. Методика для измерений параметров деления ядер // Приборы и техника эксперимента. 1969. №6. С. 27-31.

57. Boldeman J.W. The Energy dependence of vp. Proc. of an IAEA Consultants' Meeting on Physics of Neutron Emission in Fission (Mito City, Japan, 24-27 May 1988). IAEA. 1989. P.21-45.

58. R.R. Spencer, R. Gwin, R.W. Ingle. A measurement of the average number of prompt neutrons from spontaneous fission of californium-252 // Nucl. Sci. Eng. 1982. Vol. 94. No. 4. P. 365-379.

59. R. Gwin, R.R. Spencer, R.W. Ingle. Measurements of the dependence of prompt neutron emission from 233U, 235U and 239Pu for En=0.0005 to 10 MeV relative to emission from spontaneous fission of 252Cf // Nucl. Sci. Eng. 1986. Vol. 80. No. 4. P. 603-629.

60. И.А. Иванин. Измерения энергетической зависимости среднего числа мгновенных нейтронов при делении трансурановых элементов. Диссертация кандидата физ.-мат. наук. ВНИИЭФ. 2000.

61. Э.Ф. Фомушкин, Г.Ф. Новоселов, Ю.И. Виноградов и др. Измерения энергетической зависимости сечения деления 245Сш быстрыми нейтронами // Атомная энергия. 1987. Т. 63. Вып. 4. С. 242-244.

62. R. White and J. Browne. Neutron-induced cross section measurement and calculations of selected transplutonium isotopes. Proc. of the intern, conf. on Nuclear Data and Technology (Antwerpen, Belgium, September, 1982). 1983. Dardrecht. P. 218.

63. B.I. Fursov, B.F. Samylin, G.N. Smirenkin, V.N. Polynov. Fast Neutron induced1. Л/Ик» A i f A

64. Fission Cross Sections of Am, Cm, Cm. Proc. of the intern, conf. on Nuclear Data and Technology (Gatlinburg, Tennessee, USA, 9-13 May 1994). 1994. ANS. P. 269.

65. М.З. Тараско, B.B. Филиппов. Аналитическое представление плотности распределения вероятности полного нейтронного сечения // ВАНТ. Сер: Ядерные константы. 1987. Вып.4. С. 35-38.

66. С.П. Авдеев, А.А. Богдзель, 3. Длоугы и др. Быстродействующая ионизационная камера деления с большим количеством урана-235. Препринт ОИЯИ РЗ-81-667. Дубна. 1981.

67. Статистические методы для ЭВМ. Под ред. К. Энслейна, Э. Рэлстона, Г.С. Уилфа. М.: "Наука", Главная редакция физ.-мат. литературы. 1986, с.427.

68. В.П. Идье, Д. Драйард. и др. Статистические методы в экспериментальной физике. М.: Атомиздат. 1976.

69. А.В. Алмазов, Б.В. Миронов, Ф.Ф. Мынцов и др. Электростатический ускоритель с перезарядкой // Приборы и техника эксперимента. 1968. №6. С. 23-32.

70. R.I. Ilkaev, V.T. Punin, S.N. Abramovich. Russian Federal Nuclear Center Facilities for Nuclear Spectroscopy Investigations. Proc. of the 1-st Internat. Workshop PHYSICS of ISOMERS, S-Petersburg, June 2000. Sarov. 2001. P. 83.

71. В. Аллен. Всеволновой счетчик нейтронов. Сборник "Физика быстрых нейтронов", т. 1, М.: Госатомиздат. 1963. С. 253-267.

72. S.N. Abramovich, L.N. Generalov, A.G. Zvenigorodski. Measurement of Crossf» 7

73. Sections for Reactions ' Li(d,t) with Radiochemical Methods. Proc. Conf. "Nuclear Data for Sci. & Tech.", Bologna: SIF. 1997. Vol. 59. Part 1. P. 632-634.

74. C.H. Абрамович, Б.Я. Гужовский, B.A. Перешивкин. Функции возбуждения реакций 10В(t,p) и ПВ(d,p) // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1985. Т. 49. С. 917.

75. М.Я. Марусий, Б.В. Ткачук, В.И. Павлов, H.H. Силич. Образование пленки поли-п-кеилилена. Высокомолекулярные соединения. 1974, Т. (А) 17, №2. С. 281-288.

76. С.Н. Абрамович, JI.H. Генералов, Б.Я. Гужовский и др. Оптико-модельное описание упругого рассеяния дейтронов на ядрах 9Ве // Известия АН. Сер. физическая. 1993. Т. 57, № 1. С. 179-183.

77. JI.H. Генералов, С.Н. Абрамович, А.Г. Звенигородский. Сечения реакций 9Be(J,^oi) и 9Вe{d,to) // Изв. АН СССР. Сер. физ. 2000. Т. 64, № 3. С. 440^51.

78. JI.H. Генералов, С.Н. Абрамович, БЛ.Гужовский и др. Измерение полного сечения реакции 9Вe(d,/) // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1994. Т. 58, № 1. С. 87-94.

79. R.E. Helf, W.E. Libby. Absolute cross sections for deutrons on berillium // Phys. Rev. 1955. Vol. 100. No. 3. P. 799-813.

80. Wolfgang R.L., Libby W.P. Absolute Excitation Function of 9Be(d,/) Reaction // Phys. Rev. 1952. Vol. 85. No 3. P. 437^40.

81. Серов В.И., Перешивкин B.A., Андреев М.Ф., Аверьянов И.К. Исследование реакции 9Be(d,/)8Be // Атомная энергия. 1961. Т. 11. Вып. 5. С. 440^42.

82. Tanaka S. The 9Be(¿,/)8Be & 9Be(¿,a)7Li Reactions in the Energy Range from 12.17 to 14.43 MeV // J. Phys. Soc. Jap. 1978'. Vol. 445. P. 1405-1412.

83. В.П. Идье, Д. Драйард. и др. Статистические методы в экспериментальной физике. М.: Атомиздат. 1976.

84. Р.П. Рунион. Справочник по непараметрической статистике. М: Финансы и статистика. 1982. с.71.

85. B.D. Wilkins, M.J. Fluss, S.B. Kaufmann et al. Pulse-hight defects for heavy ions in a silicon surface-barrier detector // Nucl. Instrum. and Meth. 1971. Vol.92. No. 3. P. 381.

86. Ю.П. Гангрский, Б.Н. Марков, В.П. Перелыгин. Регистрация и спектрометрия осколков деления. М.: Энергоатомиздат. 1981. С.89.

87. Ю.П. Гангрский, Б. Далхсурен, Б.Н. Марков. Осколки деления ядер. М.: Энергоатомиздат. 1985. С.52.

88. H.-G. Clerc, W. Lang, M. Mutterer et al. Cold fragmentation in thermal neutron induced fission of 233U and 235U // Nucl. Phys. 1986. Vol. A452. P. 277-295.

89. P. Koczon, M. Mutter, J.P. Theobald et al. Cold and "hot" fragmentation in thermal neutron induced fission of 245Cm // Phys. Lett. 1987. Vol. B191. P. 249-252.

90. M.C. Brady, T.R. England. Delayed neutron data and group parameters for 43 fissioning systems //Nucl. Sci. Eng. 1989. Vol.103. P. 129-149.

91. G.R. Keepin, T.F. Wimett, R.K. Zeigler. Delaed neutrons from fissionable isotopes of uranium, plutonium and thorium. J.Nuclear Energy. 1957. Vol.6. P. 1-21.

92. B.M. Пиксайкин, Ю.Ф. Балакшев, С.Г. Исаев и др. Измерения относительных выходов запаздывающих нейтронов и периодов полураспада их предшественников при делении Np быстрыми нейтронами // ВАНТ. Сер: Ядерные константы. 1997. Вып. 1-2. С.18-25.

93. С.С. Герштейн, Ю.В. Петров, Л.И. Пономарев. Мюонный катализ и ядерный бридинг// Успехи физических наук. 1990. Т. 160. Вып. 8. С.3-46.

94. Л.И. Пономарев. Мюонный катализ ядерных реакций синтеза. В сб. Изотопы. Под ред. В.Ю. Баранова. М: ИздАТ. 2000. С. 617-625.

95. D.L. Demin, V.P. Dzhelepov, N.N. Grafov et al. Solid deuterium target // Hyperfine Interaction. 1996. Vol. 101/102. P. 583.

96. D.L. Demin, V.P. Dzhelepov, V.V. Filchenkov et al. // Hyperfine Interaction. 1996. Vol. 101/102. P. 591.

97. А.Д. Конин. Быстрые многопроволочные пропорциональные камеры для малофонового выделения остановок мюонов в жидкотритиевой мишени. Препринт ОИЯИ Р13-82-634. Дубна. 1982.

98. В.Г. Зинов, А.И. Руденко, В.Т.Сидоров. Триггерное устройство на основе программируемой логической матрицы (FPGA) для исследования мю-катализа. Препринт ОИЯИ Р13-96-439. Дубна. 1986.

99. А.А. Юхимчук. Разработка и создание комплекса для исследования мюонного катализа ядерных реакций синтеза в плотных смесях изотопов водорода. Диссертация доктора технических наук. ОИЯИ. 2002.

100. В.В. Перевозчиков, А.А. Юхимчук, Ю.И. Виноградов и др. Дейтериевая мишень высокого давления // ВАНТ. 2002. Вып. 1/2. С. 177-182; Приборы и техника эксперимента. 2002. №4. С.155-160.

101. В.В. Перевозчиков, А.А. Юхимчук, Н.С. Ганчук и др. Тритиевая мишень высокого давления // Приборы и техника эксперимента. 1999. № 1. С. 28-33.

102. Yu.P. Averin, D.V. Baiin, V.R. Bom et al. First measurements of dtn cycle characteristics in liquid H/D/T mixture // Hyperfine Interactions. 1999. Vol. 118. P. 121-125.

103. V.R. Bom, L.N. Bradbury, J.D. Davies et al. Temperature and density dependence of //-catalysis cycling rate in dense D/T and H/D/T gas mixtures // Hyperfine Interactions. 1999. Vol. 118. P. 103-109.

104. D.L. Demin et al. The investigation of the dependence of the parameters of muon catalyzed fusion on the protium concentration in triple H/D/T mixture at high temperature and density. Препринт ОИЯИ El5-2000-156. Дубна. 2000.

105. Yu.P. Averin et al. Experimental results on the muon catalyzed dt fusion in H/D/T mixture. Abstracts of the International RIKEN Conference. Muon catalyzed fusion and related exotic atoms. April 22-26,2001. Shimoda, Japan. P. 3-8.

106. V.R. Bom, C.W.E. van Eijk, V.V. Filchenkov,.,7w./. Vinogradov et al. Measurement of the temperature dependence of the ddx molecule formation rate in dence deuterium at temperatures 85-790 К // ЖЭТФ. Т. 123, №. 3. 2003. С. 518-526.

107. L.N. Bogdanova, V.R. Bom, D.L. Demin,.,Yu.l. Vinogradov et al. Search for the radioactive capture d+d -> 4He+y reaction from the dd/л muonic molecule state // Ядерная физика. 2002. Т. 65, № 10. С. 1826-1832.

108. С.С. Герштейн, Ю.В. Петров, Л.И. Пономарев, Ю.М. Шабельский. Авторское свидетельство на изобретение №713373 от 24.07.78 г.

109. Yu.V. Petrov. Nature v.285, 1980, p.466; Muon Catalyzed Fusion. 1987. Vol.1. P.35; Muon Catalyzed Fusion. 1988. Vol. 3. P. 525.

110. C. Petitjean et al., Fusion Technology. 1984. Vol. 25. P. 437.

111. Д.В. Балин, A.A. Воробьев, Ан.А. Воробьев и др. Исследование мюонного катализа ядерного ¿/¿/-синтеза в диапазоне давлений 51,6ч-93,0 атмосфер // Письма в ЖЭТФ. 1984. Т. 40, № 7. С. 318-320.

112. N. Nägele, W.H. Breunlich, M. Cargnelly et al. Experimental Investigation of Muon-induced fusion in Liquid Deuterium // Nucl. Physics. A 1989. Vol. 93. No. 3/4. P. 397-411.

113. D.V. Baiin et al. Final analysis of the MCF-results in D2 and HD gases. Abstracts of the International RIKEN Conference. Muon catalyzed fusion and related exotic atoms. April 22-26, 2001. Shimoda, Japan. P. 4-7.

114. M.P. Faifman et al. // Hyperfine Interaction. 1996. Vol. 101/102. P. 179.

115. P. Ackerbauer, J. Werner, W.H. Breunlich et. al. Experimental investigation of muon-catalized dt fusion at cryogenic temperatures // Nucl. Phys.A. 1999. Vol.652. P.311-338.

116. P. Ackerbauer et. al. // Hyperfine Inter. 1993. Vol.82. P.357.

117. N. Kawamura. // Hyperfine Inter. 2001. Vol.138. P.235.

118. S.E. Jones, A.N. Anderson, A.J. Caffrey et al. Observation of Unexpected Density Effects in Muon-Catalyzed d-t Fusion // Phys. Rev. Letters. 1986. Vol. 56. No. 6. P. 588-591.

119. V.V. Filchenkov, N.N. Grafov. Status of the investigation of the muon catalized d+t reaction. Prepr. of JINR E15-2003-96. Dubna. 2003.

120. V.R. Bom, A.M. Demin, D.L. Demin,., Yu.I. Vinogradov et al. Experimental investigation of muon-catalyzed dt fusion in wide ranges of D/T mixture conditions. Prepr. of JINR El 5-2004-132. Dubna. 2004.

121. A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, S.V. Stepantsov et al. High Resolution line for Secondary Radioactive Beams at the U400M Cyclotron // Nucl. Inst. Meth B. 1997. Vol. 126. P. 236.

122. A.A. Юхимчук, B.B. Перевозчиков,., Ю.И. Виноградов и др. Тритиевая мишень для исследования экзотических нейтронно-избыточных ядер и комплекс ее газового обеспечения // ВАНТ. Сер: Физика ядерных реакторов. 2002. Вып. У*. С. 183-190.

123. А.М. Rodin, S.V. Stepantsov, ., Yu.I. Vinogradov et al. Status of ACCULINNA beam line // Nucl. Instr. and Meth. B. 2003. Vol. 204. P.l 14-118.

124. К. Маккей. Водородные соединения металлов. М.: Мир. 1968.

125. G.G. Gulbekian et al., Proc.M*11 Int. Conf. on Cyclotrons and their Applications, Cape Town, South Africa, 1995. Ed. J.C.Cornell (World Scientific, Singapore (1995). P.95.

126. A.A.Yukhimchuk, V.V.Perevozchikov, ., Yu.I. Vinogradov et al. Tritium target for research in exotic neutron-excess nuclei // Nucl. Instr. and Meth. A. 2003. Vol.513. No 3. P.439—447.

127. С.И. Сидорчук. Экспериментальное исследование изотопов водорода 4'5'7Н в1. Ч Яреакциях на пучках ядер Н, Не. Диссертация кандидата физ.-мат. наук. ОИЯИ. Дубна. 2004.

128. M.S. Golovkov, Yu.Ts. Oganessian, D.D. Bogdanov,., Yu.I. Vinogradov et al. Evidence for resonance states 5H // Physics Letters B. 2003. Vol. 556. P. 70-75.

129. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, ., Yu.l. Vinogradov et al. Observation of Excited States in 5H I I Physical Review Letters. 2004. Vol. 93. P. 262501(1-4).