Nano-mechanisms of connection in the solid phase of tungsten and tantalum in the manufacture of a neutron source target

Nano-mechanisms of solid-phase bonding of tungsten and tantalum, which are implemented in the manufacture of a neutron source target for the research nuclear facility (RNF) of NSC KIPT, are considered. This facility is a new type of nuclear reactor, in the core of which the intensity of the nuclear fission reaction of the uranium isotope ²³⁵U is controlled by an electron accelerator. An installation for joining metals in the solid phase is described, its parameters are given, as well as the parameters of the joined metals. An electron-probe X-ray spectral analysis of the interface between the samples was carried out. The physical foundations of the nano-mechanism of bonding in the solid phase of tungsten and tantalum at the dynamic and isostatic stages at hot vacuum pressing are formulated. Experimental data on the relative temperature convergence of rolls at the dynamic and isostatic stages of hot vacuum pressing have been obtained.Розглянуто наномеханізми з’єднання у твердій фазі вольфраму та танталу, що реалізуються під час виготовлення мішені нейтронного джерела для дослідницької ядерної установки НДК ПЯС ННЦ ХФТІ. Ця установка є новим типом ядерного реактора, в активній зоні якого інтенсивність протікання ядерної реакції поділу ізотопу урану ²³⁵U керується прискорювачем електронів. Описано установку для з’єднання металів у твердій фазі, наведено її параметри, так само як і параметри металів, що з’єднуються. Проведено електронно-зондовий рентгеноспектральний аналіз межі з’єднання зразків. Отримано експериментальні дані щодо температурного сходження валків на стадіях: динамічній і ізостатичного гарячого вакуумного пресування

The deformation value effect on the Ta-W-Ta solid-phase junction nature with intermediate Ti (titanium) interlayers for the neutron-producing target of the neutron source

The paper presents the quality studies results of the Ta-W-Ta solid phase junctions with Ti interlayers obtained by hot roll bonding in vacuum, that determine the work suitability in the form of neutron producing targets at the research nuclear facility ‘Source of Neutrons’. It is shown the layers mutual penetration level of the Ta-W-Ta solid-phase junction with Ti interlayers which provides a high level of clad layers adhesion when using the hot vacuum roll bonding method. The deformation parameters necessary both for the solid phase bond occurrence and for the reliable solid-phase junction formation of tantalum and tungsten refractory metals layers through a titanium interlayer, with a joint strength exceeding the value of a less durable material are determined. The possibility of chemical vapor deposition (CVD) method using for side faces coating of targets was studied.Представлено результати досліджень якості твердофазних з’єднань Ta-W-Ta з прошарками Ti, отриманих методом гарячої прокатки у вакуумі, що визначають придатність до роботи у вигляді нейтронно-утворюючих мішеней на дослідній ядерній установці “Джерело Нейтронів”. Показано ступінь взаємного проникнення шарів твердофазного з’єднання Ta-W-Ta з прошарками Ti, що забезпечує високий рівень адгезії плакованих шарів при використанні методу гарячої вакуумної прокатки. Визначено параметри деформації, необхідні як для виникнення твердофазного зв’язку, так і для утворення надійного твердофазного з’єднання шарів тугоплавких металів танталу та вольфраму через титановий прошарок, з міцністю з'єднання, що перевищує значення менш міцного матеріалу. Вивчено можливість використання способу хімічного газофазного осадження (ХГО) для покриття бічних граней мішеней.Представлены результаты исследований качества твердофазных соединений Ta-W-Ta с прослойками Ti, полученных методом горячей прокатки в вакууме, определяющие пригодность к работе в виде нейтронно-образующих мишеней на исследовательской ядерной установки «Источник Нейтронов». Показана степень взаимного проникновения слоёв твердофазного соединения Ta-W-Ta с прослойками Ti, обеспечивающая высокий уровень адгезии плакированных слоёв при использовании метода горячей вакуумной прокатки. Определены параметры деформации необходимые как для возникновения твердофазной связи, так и для образования надёжного твердофазного соединения слоёв тугоплавких металлов тантала и вольфрама через титановую прослойку, с прочностью соединения, превышающей значение менее прочного материала. Изучена возможность использования способа химического газофазного осаждения (ХГО) для покрытия боковых граней мишеней

Thermal annealing effects on microstructure and mechanical properties of the Ta-W-Ta solid phase joints for neutron producing targets of the research nuclear facility “Source of Neutrons”

The paper considers the neutron-producing tantalum-tungsten-tantalum target using a niobium interlayer manu-facturing variant by means of vacuum hot roll bonding for the research nuclear facility “Source of Neutrons”. The metallography results and the Ta-W-Ta solid-phase junction specimens mechanical testing ones obtained by hot roll bonding in vacuum, both immediately after production and after the heat treatment in the temperature range of 900…1300°C after roll bonding, are presented. The influence of thermal annealing on the interaction nature of the clad layers with each other and with the core tungsten material of the Ta-W-Ta solid-phase junctions with Nb inter-layers obtained by vacuum hot roll bonding has been studied.Розглянуто варіант виготовлення нейтроноутворюючої мішені тантал-вольфрам-тантал з використанням прошарку ніобію методом гарячої вакуумної прокатки стосовно дослідницької ядерної установки «Джерело нейтронів». Представлені результати металографії та механічних випробувань зразків твердофазних з’єднань Ta-W-Ta, отриманих гарячою прокаткою у вакуумі як безпосередньо після отримання, так і термооброблених у діапазоні температур 900…1300°C після прокатки. Вивчено вплив температурного відпалювання на характер взаємодії плакованих шарів між собою та з матеріалом вольфрамового сердечника у твердофазних з’єднаннях Ta-W-Ta з прошарками Nb, які отримані методом гарячої прокатки у вакуумі.Рассмотрен вариант изготовления нейтронообразующей мишени тантал-вольфрам-тантал с использованием прослойки ниобия методом горячей вакуумной прокатки применительно для исследовательской ядерной установки «Источник нейтронов». Представлены результаты металлографии и механических испытаний образцов твердофазных соединений Ta-W-Ta, полученных горячей прокаткой в вакууме как непосредственно после получения, так и термообработанных в диапазоне температур 900…1300°C после прокатки. Изучено влияние температурного отжига на характер взаимодействия плакированных слоев между собой и с материалом вольфрамового сердечника в твердофазных соединениях Ta-W-Ta с прослойками Nb, полученных методом горячей прокатки в вакууме

Muon capture by 3He nuclei followed by proton and deuteron production

The paper describes an experiment aimed at studying muon capture by ${}^{3}\mathrm{He}$ nuclei in pure ${}^{3}\mathrm{He}$ and $\mathrm{D}_2 + {}^{3}\mathrm{He}$ mixtures at various densities. Energy distributions of protons and deuterons produced via $\mu^-+{}^{3}\mathrm{He}\to p+n+n + \nu_{\mu }$ and $\mu^-+{}^{3} \mathrm{He} \to d+n + \nu_{\mu}$ are measured for the energy intervals $10 - 49$ MeV and $13 - 31$ MeV, respectively. Muon capture rates, $\lambda_\mathrm{cap}^p (\Delta E_p)$ and $\lambda_\mathrm{cap}^d (\Delta E_d)$ are obtained using two different analysis methods. The least--squares methods gives $\lambda_\mathrm{cap}^p = (36.7\pm 1.2) {s}^{- 1}$, $\lambda_\mathrm{cap}^d = (21.3 \pm 1.6) {s}^{- 1}$. The Bayes theorem gives $\lambda_\mathrm{cap}^p = (36.8 \pm 0.8) {s}^{- 1}$, $\lambda_\mathrm{cap}^d = (21.9 \pm 0.6) {s}^{- 1}$. The experimental differential capture rates, $d\lambda_\mathrm{cap}^p (E_p) / dE_p$ and $d\lambda_\mathrm{cap}^d (E_d) / dE_d$, are compared with theoretical calculations performed using the plane--wave impulse approximation (PWIA) with the realistic NN interaction Bonn B potential. Extrapolation to the full energy range yields total proton and deuteron capture rates in good agreement with former results.Comment: 17 pages, 13 figures, accepted for publication in PR

Measurement of the Ds lifetime

We report precise measurement of the Ds meson lifetime. The data were taken by the SELEX experiment (E781) spectrometer using 600 GeV/c Sigma-, pi- and p beams. The measurement has been done using 918 reconstructed Ds. The lifetime of the Ds is measured to be 472.5 +- 17.2 +- 6.6 fs, using K*(892)0K+- and phi pi+- decay modes. The lifetime ratio of Ds to D0 is 1.145+-0.049.Comment: 5 pages, 2 figures submitted to Phys. Lett.

Confirmation of the Double Charm Baryon Xi_cc+ via its Decay to p D+ K-

We observes a signal for the double charm baryon Xi_cc+ in the charged decay mode Xi_cc+ -> p D+ K- to complement the previously reported decay Xi_cc+ -> Lambda_c K- pi+ in data from SELEX, the charm hadro-production experiment (E781) at Fermilab. In this new decay mode we observe an excess of 5.62 events over an expected background estimated by event mixing to be 1.38+/-0.13 events. The Poisson probability that a background fluctuation can produce the apparent signal is less than 6.4E-4. The observed mass of this state is (3518+/-3)MeV/c^2, consistent with the published result. Averaging the two results gives a mass of (3518.7+/-1.7)MeV/c^2. The observation of this new weak decay mode confirms the previous SELEX suggestion that this state is a double charm baryon. The relative branching ratio Gamma(Xi_cc+ -> pD+K-)/Gamma(Xi_cc+ -> Lambda_c K- pi+) = 0.36+/-0.21.Comment: 11 pages, 6 included eps figures. v2 includes improved statistical method to determine significance of observation. Submitted to PL

Proximity effect at superconducting Sn-Bi2Se3 interface

We have investigated the conductance spectra of Sn-Bi2Se3 interface junctions down to 250 mK and in different magnetic fields. A number of conductance anomalies were observed below the superconducting transition temperature of Sn, including a small gap different from that of Sn, and a zero-bias conductance peak growing up at lower temperatures. We discussed the possible origins of the smaller gap and the zero-bias conductance peak. These phenomena support that a proximity-effect-induced chiral superconducting phase is formed at the interface between the superconducting Sn and the strong spin-orbit coupling material Bi2Se3.Comment: 7 pages, 8 figure

Centrality Dependence of the High p_T Charged Hadron Suppression in Au+Au collisions at sqrt(s_NN) = 130 GeV

PHENIX has measured the centrality dependence of charged hadron p_T spectra from central Au+Au collisions at sqrt(s_NN)=130 GeV. The truncated mean p_T decreases with centrality for p_T > 2 GeV/c, indicating an apparent reduction of the contribution from hard scattering to high p_T hadron production. For central collisions the yield at high p_T is shown to be suppressed compared to binary nucleon-nucleon collision scaling of p+p data. This suppression is monotonically increasing with centrality, but most of the change occurs below 30% centrality, i.e. for collisions with less than about 140 participating nucleons. The observed p_T and centrality dependence is consistent with the particle production predicted by models including hard scattering and subsequent energy loss of the scattered partons in the dense matter created in the collisions.Comment: 7 pages text, LaTeX, 6 figures, 2 tables, 307 authors, resubmitted to Phys. Lett. B. Revised to address referee concerns. Plain text data tables for the points plotted in figures for this and previous PHENIX publications are publicly available at http://www.phenix.bnl.gov/phenix/WWW/run/phenix/papers.htm