Experimental complex for investigation of construction materials on the helium ions linear accelerator

The paper describes the experimental complex for the helium ions linear accelerator consisting of an irradiation chamber, sensors, analog signal converters (ADC) and a computer with a program for processing experimental data and then outputting it to a display. The complex is intended for carrying out experimental works on the study of the physical properties of structural materials used in nuclear power plants and nuclear fusion reactors. The complex was tested under the irradiation of titanium dioxide (TiO₂) with helium ions energies of 0.12 and 4 MeV. The experimental data of the TiO₂ electrophysical characteristics are presented, which confirm the expediency of using the complex to study the properties of materials used in high-power radiation fields.Наведено опис експериментального комплексу лінійного прискорювача іонів гелію, що складається з камери опромінення, датчиків, конвертерів сигналів (АЦП) і ЕОМ з програмою обробки експериментальних даних з подальшим відображенням їх на дисплеї. Комплекс призначений для проведення експериментальних робіт з вивчення фізичних властивостей конструкційних матеріалів, що застосовуються на АЕС і ТЯР. Проведено тестування комплексу при опроміненні двоокису титану (TiO₂) іонами гелію з енергіями 0,12 і 4 МеВ. Наведено експериментальні дані електрофізичних характеристик TiO₂, що підтверджують доцільність використання комплексу для вивчення властивостей матеріалів, що застосовуються в умовах потужних радіаційних полів.Приведено описание экспериментального комплекса линейного ускорителя ионов гелия, который состоит из камеры облучения, датчиков, конвертеров сигналов (АЦП) и ЭВМ с программой обработки экспериментальных данных с последующим отображением их на дисплее. Комплекс предназначен для проведения экспериментальных работ по изучению физических свойств конструкционных материалов, применяемых на АЭС и ТЯР. Проведено тестирование комплекса при облучении двуокиси титана (TiO₂) ионами гелия с энергиями 0,12 и 4 МэВ. Приведены экспериментальные данные электрофизических характеристик TiO₂, подтверждающие целесообразность использования комплекса для изучения свойств материалов, применяемых в условиях мощных радиационных полей

Investigation of parameters of the working substance - low temperature plasma in the ionization resonator chamber of the RF reactive engine

This paper is the extension of investigations of the RF engine designed for orientation and stabilization of the spacecrafts orbit, and it is undertaken for measuring of plasma parameters of RF discharge in the ionization resonator chamber. The experiments were performed at the frequency of 80 MHz on the model engine, in which a length of coaxial line with shortening capacities at the ends was used as the ionization resonator chamber. As the result of the experiments, conditions of the RF discharge ignition in the resonator chamber are studied; dependencies of plasma density and temperature versus applied power and working body pressure are obtained for various gases. The measurements of the thrust were performed at the special-purpose test bench. The data obtained allow making a conclusion that further investigations in this direction hold much promise.Представлена робота продовжує дослідження НВЧ – двигуна, призначеного для орієнтації та стабілізації орбіти космічних апаратів, й виконана з метою виміряти параметри плазми НВЧ – розряду в іонізаційній камері – резонаторі двигуна. Експерименти проводились з частотою 80 МГц на макеті двигуна, в якому в якості іонізаційної камери використовувався відрізок коаксиальної лінії зі скорочуваючими ємностями на кінцях. В експериментах вивчені умови запалювання НВЧ – розряду в камері–резонаторі, отримані залежності густини та температури плазми від прикладеної потужності та тиску робочого тіла для різних газів. На спеціалізованому випробному стенді були проведені вимірювання тяги. Отримані результати дозволяють зробити висновок про перспективність подальших досліджень у цьому напрямку.Настоящая работа является продолжением исследований СВЧ – двигателя предназначенного для ориентации и стабилизации орбиты космических аппаратов и предпринята с целью измерения параметров плазмы СВЧ – разряда в ионизационной камере – резонаторе двигателя. Эксперименты проводились на частоте 80 МГц на макете двигателя, в котором в качестве ионизационной камеры – резонатора использовался отрезок коаксиальной линии с укорачивающими емкостями на концах. В экспериментах изучены условия зажигания СВЧ разряда в камере - резонаторе, получены зависимости плотности и температуры плазмы от приложенной мощности и давления рабочего тела для различных газов. На специализированном испытательном стенде были проведены измерения тяги. Полученные данные позволяют сделать вывод о перспективности дальнейших исследований в этом направлении

RF installation for the grain disinfestation

The ecologically pure method of grain product disinfestations through the grain treatment with the RF electric field is described. The experimental data obtained showed that with strengths of the electrical RF field of E=5 kV/cm and frequency of 80 MHz the relative death rate is 100%. The time of the grain treatment in this case is 1 sec. The pulses with a duration of 600 μs and repetition rate of 2 Hz were used, the duration of the front was 10 μs. The schematic layout of installation with a productivity of 50 tones/h and power of 10 kW is given

A system for polymer film irradiation with heavy ions accelerated to the energy of 1 MeV/u

At the Kharkov heavy ion linear accelerator MILAC experimental investigations on irradiation polymer films with heavy ion beams are carried out with the aim of obtaining track-etched membranes. Presently, the MILAC prestripping section accelerates tripled-charged Ar₄₀³⁺ ions to the energy of 1 MeV/u with the intensity of 10⁹…10¹⁰ particles/s. To provide uniform track distribution with the specified density and orientation in the polymer film a system of ion irradiation was developed on the basis of electrostatic scanning deviceНа Харьковском линейном ускорителе тяжелых ионов ЛУМЗИ проводятся экспериментальные исследования по облучению пучками тяжелых ионов полимерной пленки для получения трековых мембран. В настоящее время предобдирочная секция ускорителя ЛУМЗИ ускоряет трехзарядные ионы аргона Ar₄₀³⁺ до энергии 1 МэВ/нуклон с интенсивностью 10⁹…10¹⁰ част./с. Для обеспечения равномерного распределения треков в полимерной пленке с заданной плотностью и направленностью треков разработана система ионного облучения. Работа выполнена по гранту №2476.На Харківському лінійному прискорювачі важких іонів ЛУМЗІ проводяться експериментальні дослідження по опроміненню пучками важких іонів полімерної плівки для одержання трекових мембран. На цей час передобдиркова секція прискорювача ЛУМЗІ прискорює тризарядні іони аргону Ar₄₀³⁺ до енергії 1 МеВ/нуклон з інтенсивністю 10⁹…10¹⁰ част./с. Для забезпечення рівномірного розподілу треків у полімерній плівці із заданою щільністю и спрямованістю треків розроблена система іонного опромінення. Робота виконана по гранту №2476

Models of Deformation Dependences of Total Integrated Intensity of Dynamical Diffraction in Single Crystals for Various Diffraction Conditions

В работе с помощью теории Чуховского—Петрашеня для деформационной зависимости (ДЗ) интегральной интенсивности динамической дифракции (ИИДД) в кристаллах без дефектов показан характер изменения ДЗ ИИДД с толщиной кристаллов и с вариацией других условий дифракции. На этой основе, а также при использовании ряда экспериментов с реальными дефектными кристаллами и результатов теории полной интегральной интенсивности динамической дифракции (ПИИДД) в кристаллах с дефектами без изгиба построена аналитическая модель ДЗ ПИИДД в кристаллах с дефектами, пригодная для диагностики параметров структурных дефектов в кристаллах.В роботі за допомогою теорії Чуховського—Петрашеня для деформаційної залежности (ДЗ) інтеґральної інтенсивности динамічної дифракції (ІІДД) у кристалах без дефектів показано характер зміни ДЗ ІІДД із товщиною кристалу та з варіяцією інших умов дифракції. На цій основі, а також при використанні ряду експериментів із реальними дефектними кристалами і результатів теорії повної інтеґральної інтенсивности динамічної дифракції (ПІІДД) у кристалах з дефектами без вигину побудовано аналітичну модель ДЗ ПІІДД у кристалах з дефектами, придатну для діягностики параметрів структурних дефектів у кристалах.The paper shows the pattern of change in the deformation dependences (DD) of integrated intensity of dynamical diffraction (IIDD) with crystal thickness and with variation of other diffraction conditions by means of the Chukhovskii—Petrashen theory for the DD of IIDD in defect-free crystals. Relying on this and numerous other experiments with real defective crystals as well as the results of total integrated intensity of dynamical diffraction (TIIDD) in crystals with defects without bend, an analytical model of the DD of TIIDD in crystals with defects is developed, which is feasible for the diagnostics of structural defects in crystals

Feasibility studies for the measurement of time-like proton electromagnetic form factors from p¯ p→ μ+μ- at P ¯ ANDA at FAIR

This paper reports on Monte Carlo simulation results for future measurements of the moduli of time-like proton electromagnetic form factors, | GE| and | GM| , using the p¯ p→ μ+μ- reaction at P ¯ ANDA (FAIR). The electromagnetic form factors are fundamental quantities parameterizing the electric and magnetic structure of hadrons. This work estimates the statistical and total accuracy with which the form factors can be measured at P ¯ ANDA , using an analysis of simulated data within the PandaRoot software framework. The most crucial background channel is p¯ p→ π+π-, due to the very similar behavior of muons and pions in the detector. The suppression factors are evaluated for this and all other relevant background channels at different values of antiproton beam momentum. The signal/background separation is based on a multivariate analysis, using the Boosted Decision Trees method. An expected background subtraction is included in this study, based on realistic angular distributions of the background contribution. Systematic uncertainties are considered and the relative total uncertainties of the form factor measurements are presented

Study of doubly strange systems using stored antiprotons

Bound nuclear systems with two units of strangeness are still poorly known despite their importance for many strong interaction phenomena. Stored antiprotons beams in the GeV range represent an unparalleled factory for various hyperon-antihyperon pairs. Their outstanding large production probability in antiproton collisions will open the floodgates for a series of new studies of systems which contain two or even more units of strangeness at the P‾ANDA experiment at FAIR. For the first time, high resolution γ-spectroscopy of doubly strange ΛΛ-hypernuclei will be performed, thus complementing measurements of ground state decays of ΛΛ-hypernuclei at J-PARC or possible decays of particle unstable hypernuclei in heavy ion reactions. High resolution spectroscopy of multistrange Ξ−-atoms will be feasible and even the production of Ω−-atoms will be within reach. The latter might open the door to the |S|=3 world in strangeness nuclear physics, by the study of the hadronic Ω−-nucleus interaction. For the first time it will be possible to study the behavior of Ξ‾+ in nuclear systems under well controlled conditions

Experimental verification of neutron inelastic scattering cross section for iron

Results of experimental verification of results on neutron inelastic scattering cross section for iron obtained in measurements of spectra of neutrons undergoing inelastic scattering at incident neutron energies of 6.0, 7.0 and 8.0 MeV and their calculations within the framework of statistical theory of nuclear reactions and direct interactions are presented. Description is given of the methodology of measurements and simulation calculations. Spectra of neutrons undergoing inelastic scattering obtained for iron in the process of experiments are analyzed in comparison with calculated data. New measurements of neutron inelastic scattering spectra and their analysis within the framework of contemporary modeling understanding allowed formulating proposal on introduction of corrections in the indigenous BROND-2.2 library of recommended evaluated neutron data and insignificant corrections in the most recent version of the library BROND-3

Photometry of ionizing radiations

Possibility to develop telemetry system for remote control of radiation environment in the preset points in space was examined and practically implemented. The system is based on the capability of certain media to emit visible-light photons under ionizing radiation. Dedicated high-aperture low-noise detector of photons operated within visual wavelength range allowing selective registration of light from the preset point is space was developed. Photon detector was developed on the basis of large-size paraboloid mirror and photomultiplier tube with cooled photocathode. Studies of luminosity of air, quartz glass, plexiglass and water under irradiation with alpha particles, beta particles and gamma quanta were performed using the developed equipment. It was demonstrated that the developed installation is capable to ensure remote detection of ionizing radiation with comparatively low dose rates. The best sensitivity of the installation during operation using air as the passive radiator was achieved under irradiation with alpha and beta particles. It is recommended to use radiators made of quartz glass and plexiglass for registration of gamma radiation. The main advantages of the system are the absence of cable communication lines between sensors and the light detection device, simplicity and reliability of the sensor, its high radiation resistance, expediency of the implemented control and possibility to simultaneously control several points inside the controlled premises. The developed installation can be useful for evaluation of radiation situation at facilities utilizing nuclear technologies both in normal operation conditions and during emergency situations accompanied with leakages of radioactive substances