Содержание
- 2. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ Радиационные поля космоса. Изучение ядерных реакторов (АЭС), ускорителей технических установок. Излучение ЯЦ. Потоки ионов
- 3. МЕХАНИЗМЫ РАДИЦИОННЫХ ОТКАЗОВ 1. Радиационные повреждения (образование радиационных дефектов). 2. Отказы, вызванные радиационным разогревом. 3. Пробои
- 4. КОНЦЕПЦИЯ СЛАБОГО ЗВЕНА Наиболее слабые в отношении радиационной стойкости: - полевые транзисторы (и вообще полупроводниковые элементы);
- 6. Испытания с использование моделирующих установок Основное требование: надо создать (с помощью моделирующей установки) в наиболее слабом
- 7. Применение мощных импульсных пучков заряженных частиц для моделирования воздействия излучения ядерного взрыва (ЯВ) Проведение подземных ЯВ
- 8. Наиболее важными вопросами в проблеме моделирования воздействия излучений ЯВ являются следующие. 1. Создание импульсных источников нейтронов
- 9. 4. Создание источников мягкого рентгеновского излучения (102-104 эВ) с использованием горячей плазмы или торможения электронов. В
- 10. 7. Усовершенствование существующих и разработка новых методик диагностик состояния твердых тел под воздействием радиационных полей ЯВ.
- 11. Исследования последних лет, выполненные по данной проблеме в НИИ ядерной физики при Томском политехническом университете, позволяют
- 12. 2. Создание высокоинтенсивных нейтронных источников на основе ядерных реакторов типа (p,n), (d,n) с использование мощных микросекундных
- 13. 3. Изучение возможности замены нейтронов и фотонов ЯВ мощными импульсными пучками соответственно тяжелых ионов и электронов
- 14. 4. Разработка методик определения состояния материалов и изделий электронной и космической техники в процессе воздействия мощных
- 15. 5. Компьютерное моделирование поведения материалов и изделий в процессе облучения с экспериментальной проверкой полученных результатов. Опыт
- 17. Скачать презентацию
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Радиационные поля космоса.
Изучение ядерных реакторов (АЭС), ускорителей технических установок.
Излучение ЯЦ.
Потоки
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Радиационные поля космоса.
Изучение ядерных реакторов (АЭС), ускорителей технических установок.
Излучение ЯЦ.
Потоки
Существует система стандартов:
1. Требования по радиационной стойкости материалов.
2. Методики испытаний на радиационную стойкость.
3. Вспомогательные стандарты (методы измерений дозы, спектра частиц и др.).
МЕХАНИЗМЫ РАДИЦИОННЫХ ОТКАЗОВ
1. Радиационные повреждения (образование радиационных дефектов).
2. Отказы, вызванные радиационным
МЕХАНИЗМЫ РАДИЦИОННЫХ ОТКАЗОВ
1. Радиационные повреждения (образование радиационных дефектов).
2. Отказы, вызванные радиационным
3. Пробои в результате образования электрических полей (термализация заряженных частиц).
4. Ионизационные процессы (проводимость).
5. Процессы радиационно-стимулированной миграции атомов (тонкие пленки) по поверхности и в объёме.
6. Радиационная эрозия поверхности.
7. Центры окраски, изменение оптических свойств вещества.
8. Образование термомеханических напряжений.
9. Фазовые превращения.
10. Радиолиз молекула (полимеры) и т.д.
КОНЦЕПЦИЯ СЛАБОГО ЗВЕНА
Наиболее слабые в отношении радиационной стойкости:
- полевые транзисторы (и
КОНЦЕПЦИЯ СЛАБОГО ЗВЕНА
Наиболее слабые в отношении радиационной стойкости:
- полевые транзисторы (и
- оптические системы фотоэлектронные устройства;
- микросхемы;
- многослойные тонкопленочные системы и т.д.
Очень стабильны в отношении радиационной стойкости:
- материалы, несущие механическую нагрузку;
- электронные приборы типа вакуумных ламп;
- силовая электроника и т.д.
Испытания с использование моделирующих установок
Основное требование: надо создать (с помощью моделирующей
Испытания с использование моделирующих установок
Основное требование: надо создать (с помощью моделирующей
Пример 1. Нейтроны АЗ ЯР
Пример 2. Фактор ЯВ
Пример 3. γ-излучение технологических установок
Пример 4. ТЗЦ космоса.
Установки, используемые для радиационных испытаний
Нейтроны. ЯР, Ими ЯР- (параметры) параметры,…………..
Электроны: ускорители электронов. Типичные энергии и плотности тока.
γ. ЛИУ-15.
R: тормозное излучение.
Плазма.
Применение мощных импульсных пучков заряженных частиц для моделирования воздействия излучения ядерного
Применение мощных импульсных пучков заряженных частиц для моделирования воздействия излучения ядерного
Проведение подземных ЯВ для радиационных испытаний материалов и изделий военного назначения связано с большими политическими, экономическими, экологическими и моральными издержками. Вместе с тем, пока ядерное оружие находится на вооружении армии хотя бы одной страны, невозможно полностью отказаться от радиационных испытаний.
Исследованиями 70-80 гг. показано, что альтернативной технологией являются с помощью мощных импульсных лабораторных излучательных установок, но при этом возникает много проблем, связанных с несоответствием параметров их спектральному распределению, изменению плотности потока частиц, их спектральному распределению, изменению плотности потока частиц во времени и т.д.).
Исследования показали, что наиболее эффективными средствами моделирования излучений ЯВ являются импульсные ядерные реакторы и наносекундные ускорители заряженных частиц. Основное преимущество реакторов состоит в том, что они позволяют сравнительно легко обеспечить поток нейтронов спектра деления, соответствующий по плотности и длительности потоку нейтронов ЯВ. Главные недостатки - отсутствие возможностей создать необходимую мощность дозы рентгеновского (103-105 эВ) и гамма-излучений (105-107 эВ), а также нейтронов, соответствующих процессу термоядерного синтеза (107 эВ и более). Для решения этих задач мощные импульсные ионные ускорительные системы могут быть более предпочтительными.
Наиболее важными вопросами в проблеме моделирования воздействия излучений ЯВ являются следующие.
1.
Наиболее важными вопросами в проблеме моделирования воздействия излучений ЯВ являются следующие.
1.
Примечание: длительность нейтронной вспышки ЯВ во много раз больше фотонной вспышки из-за того, что нейтроны имеют широкое спектральное распределение, и относительно медленные из них, в отличие от фотонов малых энергий, летят до облучаемого объекта значительно дольше, чем быстрые.
Следует отметить, что существующие микросекундные ускорители протонов могут обеспечить указанные выше требования, если их мощность повысить примерно на 2-3 порядка.
2. Совершенствование высокоинтенсивных импульсных источников гамма-квантов, на основе которых сооружаются установки для промышленных испытаний (15-150 нс, 1-10 МэВ, 1013-1014 р/с).
3. Создание мощных наносекундных источников фотонов с энергией 104-105 эВ для имитации рентгеновской компоненты взрыва. Необходимо обеспечить поток энергии на уровне 20-200 Дж за импульс. Это можно осуществить путем торможения ускоренных электронов в тяжелой мишени. Здесь необходима плотность тока на уровне 106 А/см2 при энергии частиц порядка 1 МэВ и длительности импульса более 1 мкс.
4. Создание источников мягкого рентгеновского излучения (102-104 эВ) с использованием горячей плазмы
4. Создание источников мягкого рентгеновского излучения (102-104 эВ) с использованием горячей плазмы
5. Создание испытательной установки, позволяющей в относительно большом объеме (примерно 103-104 см3) генерировать одновременно (в реальном масштабе времени) все основные компоненты радиационного поля ЯВ, а также электромагнитное поле, сопровождающее ЯВ.
6. Разработка методики радиационных испытаний, позволяющая использовать существующие мощные импульсные источники ионизирующих излучений (включая импульсные ядерные реакторы, ускорители электронов и ионов, генераторы высокотемпературной плазмы т.д.) для имитации радиационных повреждений, вызванных излучением ЯВ, на поверхности испытываемых материалов и изделий. Несмотря на существующие различия в свойствах, например, фотонов и электронов, нейтронов и тяжёлых ионов, в ряде случаев удается с помощью моделирующих частиц создать радиационные повреждения, близкие по своей природе, физическим параметрам и концентрации к радиационным повреждения, обусловленным излучением ЯВ.
7. Усовершенствование существующих и разработка новых методик диагностик состояния твердых тел под
7. Усовершенствование существующих и разработка новых методик диагностик состояния твердых тел под
8. Разработка компьютерных моделей для прогнозирования поведения материалов и изделий электронов техники при воздействии излучений ЯВ. Подобные модели позволяют существенно сократить объем испытательной работы с применением реальных взрывов. С их помощью во многих случаях можно производить оптимизационные расчеты параметров изделий для повышения их радиационной стойкости. Есть и другие весьма важные задачи методики, техники и технологии радиационных испытаний материалов и изделий.
Исследования последних лет, выполненные по данной проблеме в НИИ ядерной физики
Исследования последних лет, выполненные по данной проблеме в НИИ ядерной физики
1. Генерация мощных наносекундных потоков фотонов в диапозоне энергия 104-105 эВ для имитации рентгеновской компоненты радиационного поля ЯВ. В настоящее время достигнут поток энергии примерно 5 Дж/см2 за импульс длительностью 4·10-8 с на полувысоте. Причем, видимо, есть возможность повысить эту величину в несколько раз. Выполненные спектральные измерения, пространственное распределение экспозиционной дозы, изменение ее мощности во времени и т.д. показали, что с помощью данной ускорительной системы можно весьма успешно имитировать некоторые радиационно-стимулированные процессы в твердом теле, в частности, ионизационные явления в изделиях электронной техники. Накопленный в институте опыт позволяет создать установку, способную путем увеличения емкости накопителя, улучшения электрических параметров контура и коммутационных характеристик, оптимизации мишени существенно приблизить параметры ее излучения к радиационному ЯВ, обеспечив таким образом проведение радиационных испытаний без использования реальных ЯВ.
2. Создание высокоинтенсивных нейтронных источников на основе ядерных реакторов типа (p,n),
2. Создание высокоинтенсивных нейтронных источников на основе ядерных реакторов типа (p,n),
3. Изучение возможности замены нейтронов и фотонов ЯВ мощными импульсными пучками
3. Изучение возможности замены нейтронов и фотонов ЯВ мощными импульсными пучками
4. Разработка методик определения состояния материалов и изделий электронной и космической
4. Разработка методик определения состояния материалов и изделий электронной и космической
5. Компьютерное моделирование поведения материалов и изделий в процессе облучения с экспериментальной
5. Компьютерное моделирование поведения материалов и изделий в процессе облучения с экспериментальной