Local and integral ultrasonic gauges for two-phase flow instrumentation in nuclear reactor and safety technology

Das vorliegende Projekt wurde im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung zwischen dem Forschungszentrum Rossendorf (FZR) und der wissenschaftlichen Gruppe von Prof. Melnikon von der Technischen Universität Nishny Novgorod (TUNN) der Russischen Föderation durchgeführt. Es ist Teil des Wissenschaftsunterstützungsprogramms / FSU der Bundesregierung im Rahmen der Beratungshilfe für den Aufbau von Demokratie und sozialer Marktwirtschaft (TRANSFORM). Neue Methoden der Instrumentierung für Zweiphasenströmungen wurden entwickelt: Ultraschall-Wellenleitersonden können zur lokalen Gas- bzw. Dampfgehaltsmessung eingesetzt werden. Der neue Ultraschall-Gittersensor erlaubt eine Visualisierung der Zweiphasenströmung mit ca. 250 Bildern/Sekunde. Sowohl die lokalen Sonden als auch der Ultraschall-Gittersensor können erfolgreich unter den Bedingungen von Wasser-Dampf-Gemisch bei hohem Druck und hoher Temperatur, sowie in anderen Fluiden, wie organischen Flüssigkeiten und Kältemitteln, eingesetzt werden. Darüber hinaus wurden berührungslos arbeitende Wellenleitersonden für die Durchschallung von Rohrleitungen und Dichtesensoren, die auf der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschall in Wellenleitern beruhen, die sich im Messmedium befinden, entwickelt und getestet. Bei dem gegenwärtigen Stand der Entwicklung können die berührungslosen Sensoren lediglich als qualitativer Nachweis von Gas in einer Flüssigkeitsströmung dienen. Die Funktion der Dichtesensoren wurde anhand von Messungen in verschiedenen einphasigen Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte demonstriert. Für einen praktischen Einsatz ist die weitere Verbesserung der elektronischen Signalerfassung erforderlich. Die hauptsächliche Innovation wird durch den Ultraschall-Gittersensor verkörpert, dessen Auflösung mit der von schnellen elektrischen Gittersensoren und ultraschnellen Röntgentomographen vergleichbar ist, während das Gerät selbst sehr robust und preiswert ist

LUMINESCENT NANOSTRUCTURAL COMPOSITION CERAMIC MATERIAL

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: invention relates to field of creating luminescent nanostructural composition ceramic materials on the basis of silicon dioxide and zinc orthosilicate (willemite) and can be applied in light-emitting and blinker devices development, for instance, plasma display panels, light matrix indicators, traffic lights, etc., which irradiate definite colour tone of visible spectrum. Luminescent nanostructural composition ceramic material, which contains silicon dioxide SiO₂ and doped with manganese willemite Zn₂SiO₄, additionally contains zinc oxide ZnO, silicon dioxide representing crystobalite, willemite is doped with manganese by formula Zn2-xMnₓSiO₄, where variable x takes values in range from 0.05 to 0.15, material components are taken in following ratio: crystobalite - 45?55 wt %, zinc oxide 5?7 wt %, willemite 38?50 wt %, cristobalite and zinc oxide grains size being in range from 55 to 70 nm, and sizes of willemite grains being in range from 10 to 22 nm. EFFECT: created material has radiation of increased green light intensity in band 500?570 nm, and allows increasing efficiency of glow centre excitation and increase quantum yield. 9 ex, 1 tbl, 1 dwg.Изобретение относится к области создания люминесцентных наноструктурных композиционных керамических материалов на основе диоксида кремния и ортосиликата цинка (виллемита) и может быть использовано при разработке светоизлучающих и светосигнальных устройств, например плазменных дисплейных панелей, световых матричных индикаторов, светофоров и т.п., излучающих определенный цветовой тон видимого спектра. Люминесцентный наноструктурный композиционный керамический материал, содержащий диоксид кремния SiO₂ и допированный марганцем виллемит Zn₂SiO₄, дополнительно содержит оксид цинка ZnO, при этом диоксид кремния представляет собой кристобалит, виллемит допирован марганцем по формуле Zn2-xMnₓSiO₄, где переменная х принимает значения в пределах от 0,05 до 0,15, составляющие материала взяты в следующем соотношении: кристобалит - 45?55 вес.%, оксид цинка 5?7 вес.%, виллемит 38?50 вес.%, причем размеры зерен кристобалита и оксида цинка находятся в пределах от 55 до 70 нм, а размеры зерен виллемита - в пределах от 10 до 20 нм. Созданный материал обладает излучением повышенной интенсивности зеленого цвета в полосе 500?570 нм и позволяет повысить эффективность возбуждения центров свечения и увеличить квантовый выход. 1 табл., 1 ил

METHOD OF MANUFACTURING INFRARED LIGHT FILTER

FIELD: light engineering. SUBSTANCE: method comprises using activated LiF:U crystals as a material for the infrared filter and irradiating the crystals by neutrons. The irradiated crystals are exposed to air at a room temperature for 10-12 months and then are roasted in air at a temperature of 200-300°C for 0.5-1.5 hours. EFFECT: enhanced thermal and radiation stability. 1 dwg.Изобретение относится к области светотехники и интегральной оптики, связанной с созданием инфракрасных светофильтров отрезающего и полосового типа, поглощающих видимое излучение и пропускающих коротковолновое и длинноволновое ближнее инфракрасное излучение и предназначенных для защиты инфракрасных датчиков видеоконтрольных устройств и приборов ночного видения от паразитных помех, связанных с воздействием света видимого диапазона, а также для использования в оптических системах контроля подлинности документов, в системах охранной и пожарной сигнализации, в том числе в системах контроля и разграничения доступа и охраны периметра объектов, в видеодомофонах, видеоглазках и подобных устройствах. Суть изобретения заключается в том, что в качестве материала для ИК-светофильтра используют предварительно активированные кристаллы LiF:U и облучают их нейтронами до флюенса 1,2·10¹⁶?3·10¹⁶ см⁻². Облученные кристаллы выдерживают на воздухе при комнатной температуре в течение 10-12 месяцев, а затем подвергают их отжигу на воздухе при температуре 200-300°С в течение 0,5-1,5 часов. Технический результат: обеспечение сплошного поглощения света в видимом диапазоне и повышение термической и радиационной устойчивости. 1 ил

METHOD OF PRODUCING COMPOSITE CERAMIC MATERIAL (VERSIONS)

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: group of inventions relates to methods of producing luminescent composite ceramic material based on alpha-aluminium oxide and aluminium-magnesium spinel which can be used in making light-emitting and light signal devices, e.g. light-emitting diodes and traffic lights. In the first version the method is based on preparation of a composition by mixing powdered components which contain aluminium, magnesium and silicon, moulding the composition and then thermal treatment of the composition at temperature not exceeding 1650°C in an air atmosphere or in a vacuum. The method uses nanopowder components with particle size between 5 and 60 nm. The aluminium- and magnesium-containing component is taken in form of a solid solution of magnesium in aluminium oxide (AlₓMg1-x)₂O₃ (1>x>0.6) in amount of 60-99 wt %, and the silicon-containing component is taken in form of silicon carbide SiC in amount of 1-40 wt %. The composition is moulded until attaining relative density of 0.3-0.9. Thermal treatment is carried out until the ceramic attains relative density of at least 0.6. The lower limit of the temperature range is equal to 1200°C, and the thermal treatment period ranges from 0.1 minutes to 200 hours. EFFECT: obtaining composite ceramic material with an intense red colour emission in the 680-700 nm range. 48 cl, 12 ex, 1 tbl, 1 dwg.Группа изобретений относится к способам создания люминисцентного композиционного керамического материала на основе альфа-оксида алюминия и алюмомагниевой шпинели, который может быть использован при разработке светоизлучающих и светосигнальных устройств, например светодиодов и светофоров. Способ по первому варианту основан на изготовлении композиции смешиванием порошковых компонентов, содержащих алюминий, магний и кремний, формовании композиции и ее последующей термообработке при температуре, находящейся в диапазоне, верхний предел которого равен 1650°С, в воздушной атмосфере или в вакууме. В способе используют нанопорошковые компоненты с размерами частиц от 5 до 60 нм. Алюминий- и магнийсодержащий компонент взяты в виде твердого раствора магния в оксиде алюминия (AlₓMg1-x)₂O₃ (1>х>0,6) в количестве 60?99 вес.%, а кремнийсодержащий компонент взят в виде карбида кремния SiC в количестве 1?40 вес.%. Формование композиции осуществляют до достижения относительной плотности 0,3?0,9. Термообработку ведут до достижения керамикой относительной плотности не менее 0,6, нижний предел диапазона температур выбран равным 1200°С, а нижний и верхний пределы диапазона времени термообработки выбраны равными, соответственно 0,1 мин и 200 ч. Технический результат заключается в получении композиционного керамического материала, обладающего интенсивным излучением красного цвета в полосе 680-700 нм. 12 н. и 36 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл

LUMINESCENT NANOSTRUCTURE COMPOSITE CERAMIC MATERIAL

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: invention can be used in designing light-emitting devices, for example indicating lights and traffic lights. The luminescent nanostructure composite material is based on 53.1-99.0 wt % ?-Al₂O₃ matrix with particle size from 200 to 2000 nm, containing dispersed nanocrystalline ceramic phases: a first nanostructure component containing Si in amount of 0.9-39.9 wt % and a second nanostructure component in form of magnesium-aluminate MgAl₂O₄ in amount of 0.1-7 wt %. The first nanostructure component is 3Al₂O₃*2SiO₂, Al₂O₃*SiO₂ or a combination of the said aluminium silicates in any volume ratio. Particle size of the first and second components ranges from 1 to 100 nm. EFFECT: material with intense red colour radiation in the 680-700 nm range is obtained. 1 tbl, 1 dwg, 12 ex.Изобретение может быть использовано при разработке светоизлучающих устройств, например, сигнальных ламп и светофоров. Люминесцентный наноструктурный композиционный керамически материал выполнен на основе 53,1?99,0 вес.% матрицы ?-Al₂O₃ с размерами зерен от 200 до 2000 нм, содержащей распределенные в ней нанокристаллические керамические фазы: первую наноструктурную компоненту, включающую Si, в количестве 0,9?39,9 вес.% и вторую наноструктурную компоненту в виде алюмомагниевой шпинели MgAl₂O₄ в количестве 0,1?7 вес.%. Первая наноструктурная компонента представляет собой 3Al₂O₃·2SiO₂, Al₂O₃·SiO₂ или совокупности указанных алюмосиликатов в любом объемном соотношении. Размеры зерен первой и второй компонент от 1 до 100 нм. Полученный материал обладает интенсивным излучением красного цвета в полосе 680?700 нм. 1 табл., 1 ил

WORKING SUBSTANCE FOR THERMO-EXOELECTRONIC DOSIMETRY

FIELD: physics; measurements. SUBSTANCE: invention pertains to thermo-electronic dosimetry of electron beams, and can be used for controlling a radiation environment in places for testing and operating pulsed electron beams and in electron beam technology. In the working substance for thermo-exoelectronic dosimetry of an electron radiation, the oxide base used is an orthosilicate of gadolinium with additives of ceric oxide, with the following ratios of components, mol.%: Gd₂SiO₅ 97.0-99.9; Ce₂O₃ 0.1-3.0. The technical outcome is the lowering of the temperature of the base working TEE peak to 48°C with fluence of electrons of 10¹⁰-10¹³ cm⁻² and to 75-79°C with fluence of electrons of 10¹³-10¹⁵ cm⁻², and increased speed of recording dosimetry information when reading from the working substance for thermo-exoelectronic dosimetry and increased speed of bringing the working substance into a state where it is ready for use. EFFECT: increased speed of recording dosimetry information. 2 dwg.Изобретение относится к области термоэкзоэлектронной дозиметрии электронных пучков; может быть использовано для контроля радиационной обстановки в местах испытания и функционирования импульсных электронных пушек и электронно-лучевой техники. Сущность: рабочее вещество для термоэкзоэлектронной дозиметрии электронного излучения, в котором в качестве оксидной основы использован ортосиликат гадолиния с добавкой оксида церия, при следующем соотношении компонентов, мол.%: Gd₂SiO₅ 97,0-99,9; Се₂О₃ 0,1-3,0. Технический результат: понижение температуры основного рабочего пика ТЭЭ до 48°С при флюенсах электронов 10¹⁰-1013 см² и до 75-79°С при флюенсах электронов 1013-10¹⁵ см⁻², повышение скорости снятия дозиметрической информации при ее считывании с рабочего вещества для термоэкзоэлектронной дозиметрии и повышение скорости приведения рабочего вещества в состояние рабочей готовности. 2 ил., 1 табл

METHOD FOR THERMO-CHEMICAL PROCESSING OF WORKING SUBSTANCE FOR THERMO-LUMINESCENT DETECTOR BASED ON BERYLLIUM OXIDE CRYSTALS

FIELD: thermo-luminescent dosimetry of photon radiation of x-ray and gamma spectrums, and also electronic radiation, namely, methods for preparing working substances of thermo-luminescent detectors. SUBSTANCE: suggested method for thermo-chemical processing of working substance for thermo-luminescent detector based on beryllium oxide crystals includes placing BeO crystals in upper part and metallic beryllium in lower part of two-sectional molybdenum container and its following heating, ensuring thermal processing of crystals in restorative atmosphere of beryllium fumes under pressure. BeO crystals are activated by sodium ions in advance, and thermo-chemical processing is performed at temperature of 1920-1970°C and pressure of beryllium fumes 2,6?2,7 kPa during 2-3 hours with following cooling of container at 1,5-2°C/sec speed. EFFECT: creation of method for thermo-chemical processing of working substance for thermo-luminescent detector on basis of beryllium oxide crystals, reducing number of spikes of thermo-stimulated luminescence, simplifying reading mode, reducing reading time of dosimetric information and increasing sensitivity of thermo-luminescent detector. 2 dwg.Предложенное изобретение относится к области термолюминесцентной дозиметрии фотонного излучения рентгеновского и гамма-диапазонов, а также электронного излучения, а именно к способам приготовления рабочих веществ термолюминесцентных детекторов. Задачей изобретения является разработка способа термохимической обработки рабочего вещества для термолюминесцентного детектора на основе кристаллов оксида бериллия, уменьшающего число пиков термостимулированной люминесценции (ТСЛ), упрощающего режим считывания, снижающего время считывания дозиметрической информации и повышающего чувствительность ТЛД детектора. Предложенный способ термохимической обработки рабочего вещества для термолюминесцентного детектора на основе кристаллов оксида бериллия заключается в размещении кристаллов ВеО в верхней части и металлического бериллия в нижней части двухсекционного молибденового контейнера и последующем нагреве его, обеспечивающем термообработку кристаллов в восстановительной атмосфере паров бериллия под давлением. При этом кристаллы ВеО предварительно активируют ионами натрия, а термохимическую обработку ведут при температуре 1920-1970°С и давлении паров бериллия 2,6?2,7 кПа в течение 2-3 часов с последующим охлаждением контейнера со скоростью 1,5-2°С/с. 2 ил

METHOD OF OBTAINING OF LONG ULTRA-VIOLET PERSISTENCE OF LUMINOPHORS ON BASIS OF BeO AND Li₂O-MgO-SiO₂-Се

SUBSTANCE: invention concerns methods of obtaining of luminophors of optical radiators. The method includes an irradiation of luminophor radiation, thus spend an irradiation of X-ray gamut of energies or electrons with energy 10-300 keV and a dose 10-10⁴ Gy then an irradiation interrupt, and for regeneration of a luminescent emission decreasing in due course to a demanded intensity level an irradiation of substance of a luminophor an ionising radiation iterate nonsinglely. EFFECT: simplification of a construction of an optical radiator, increase of level of radiative and ecological safety at its use.Изобретение относится к способам получения люминофоров оптических излучателей. Способ включает облучение люминофора излучением, при этом облучение проводят излучением рентгеновского диапазона энергий или электронами с энергией 10-300 КэВ и дозой 10-10⁴ Гр, после чего облучение прерывают, а для регенерации снижающейся со временем интенсивности люминесценции до требуемого уровня интенсивности облучение вещества люминофора ионизирующим излучением повторяют многократно. Технический результат - упрощение конструкции оптического излучателя, повышение уровня радиационной и экологической безопасности при его использовании

LIGHT FIBER-BASED SCINTILLATION DETECTOR

FIELD: scintillation detectors of gamma- and neutron radiation, possible use for fundamental research in various areas of engineering. SUBSTANCE: fiber scintillation detector contains an assembly of scintillation fibers, intended for registration of gamma-radiation (Bi₄Ge₃O12 fibers), and a photo-detection device, the former and the latter being in optical contact with each other, where the assembly of scintillation fibers additionally contains fibers for registration of thermal neutrons and fibers for registration of fast neutrons, is positioned in a unified case with internal light-deflecting cover, is made in form of scintillation cable and has shape of a ring or an arch, and the photo-detection device consists of two photo-detectors, positioned in the opposite ends of the assembly of scintillation fibers. Fibers for registration of fast neutrons may be made of hydrogen-containing plastic, and fibers for registration of heat neutrons may be made of ⁶Li-containing silicate glass, activated by Ce³⁺. A spectrum shifter may be additionally included between the photo-detectors and the assembly of scintillation fibers. EFFECT: creation of fiber-based scintillation detector, meant for simultaneous registration and detection of gamma- and neutron (fast and heat neutrons) radiations, which ensures extended flat angle of radiation registration: 2? or ?. 3 cl, 2 dwg.Предложенное изобретение относится к сцинтилляционным детекторам гамма- и нейтронного излучения и может быть использовано для фундаментальных исследований в различных областях техники. Задачей изобретения является разработка световолоконного сцинтилляционного детектора, предназначенного для одновременной регистрации и обнаружения гамма- и нейтронного (быстрые и тепловые нейтроны) излучений, обеспечивающего повышенный плоский угол регистрации излучений: 2? или ?. Световолоконный сцинтилляционный детектор содержит сборку сцинтилляционных волокон, предназначенных для регистрации гамма-излучения (волокон Bi₄Ge₃O12), и фотоприемное устройство, находящиеся в оптическом контакте друг с другом, при этом сборка сцинтилляционных волокон дополнительно содержит волокна для регистрации тепловых нейтронов и волокна для регистрации быстрых нейтронов, помещена в единую оболочку с внутренним светоотражающим покрытием, выполнена в виде сцинтилляционного кабеля и имеет форму кольца или арки, а фотоприемное устройство состоит из двух фотоприемников, расположенных в противоположных торцах сборки сцинтилляционных волокон. Волокна для регистрации быстрых нейтронов могут быть выполнены из водородсодержащего пластика, а волокна для регистрации тепловых нейтронов выполнены из ⁶Li-содержащего силикатного стекла, активированного Се³⁺. Между фотоприемниками и сборкой сцинтилляционных волокон может быть дополнительно введен сместитель спектра. 2 з.п. ф-лы, 2 ил

METHOD FOR PRODUCING NEUTRINO-RECORDING SCINTILLATION COMPOUND

FIELD: nuclear physics; recording neutrino and anti-neutrino. SUBSTANCE: proposed method for producing scintillation compound for recording neutrino and anti-neutrino includes preparation of ytterbium activated and sodium fluoride based compound by mixing up ingredients in following proportion, mole percent: NaF, 99.97-99.6; YbF₃, 0.01-0.3; UO₂(NO₃)₂, 0.01-0.05; oxygen, 0.01-0.05. EFFECT: enhanced scintillation efficiency of proposed compound. 1 cl, 2 dwg, 1 tbl.Предложенное изобретение относится к области ядерной физики, а именно к области технологии регистрации нейтрино и антинейтрино. Задачей данного изобретения является повышение сцинтилляционной эффективности сцинтиллирующего состава для регистрации нейтрино. В предложенном изобретении реализован способ получения сцинтиллирующего состава для регистрации нейтрино на основе фторида натрия, активированного иттербием, который заключается в смешивании компонентов при следующем соотношении (мол.%): NaF 99,97-99,6; YbF₃ 0,01-0,3; UO₂(NO₃)₂ 0,01-0,05; кислород 0,01-0,05. 2 ил., 1 табл