Cеминар 111. 30 декабря 2002 г. Система жидкометаллического охлаждения нейтронообразующей мишени

Cеминар 112. 21 января 2003 г. Внеочередной.

21 и 22 января в ИЯФе проходило заседание Координационного Совета Минатом РФ - СО РАН. В первый день заседания представлялись совместные проекты, в том числе и наш по борнойтронозахватной терапии. В докладе В. Н. Кононова (ФЭИ, Обнинск) было показано состояние работ по модернизации сильноточного протонного ускорителя КГ-2,5. Модернизация ускорителя КГ-2,5 позволит специалистам МРНЦ РАМН продолжить проведение нейтронной терапии, прерванную в связи с остановкой реактора БР-10, начать клинические испытания бор-нейтронозахватной терапии, а сотрудникам ФЭИ провести необходимые работы по оптимизации нейтронообразующей мишени. В докладе Г. И. Сильвестрова (ИЯФ, Новосибирск) был представлен обзор проведенных работ по реализации предложенной в 1998 году сотрудниками ФЭИ и ИЯФ оригинальной концепции нейтронного источника, базирующейся на использовании электростатического тандемного ускорителя с вакуумной изоляцией и припорогового режима генерации нейтронов.

В 16:00 в малом голубом зале провели наш внеочередной семинар с участием Кононова Виктора Николаевича, на котором поговорили о совместной с обнинцами работе по BNCT. Нам будет необходимо сделать нейтронообразующую мишень под пучок ускорителя КГ-2,5 (протоны до 2.5 МэВ, ток до 1 мА, пока 0.1 мА). Также Ю.И. Бельченко сообщил, что на стационарном источнике отрицательных ионов водорода получен ток 8 мА.
Как результат обсуждения, на второй день заседания Координационного Совета в постановляющую часть было записано следующее: Предусмотреть финансирование работы по теме "Разработка источника нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии на основе ускорителя" в объеме __ в течение 2 лет для Физико-энергетического института (Обнинск) и Института ядерной физики СО РАН (Новосибирск).

Cеминар 113. 17 февраля 2003 г. Результаты измерения плотности струи газовой мишени при работе с внутренним криогенным насосом.

Докладчик : А. Кривенко.
А.С. Кривенко рассказал об экспериментах по измерению профиля плотности газовой струи из перезарядной трубки при работе азотной ловушки. Измерения проводились на прототипе, использовался датчик для локального измерения давления и проградуированный натекатель. В результате выяснилось, что скорость откачки азотной ловушки около 4000 л/с вместо 30000 л/с. Это обсудили и предположили, что газ СО₂ мог быть с примесью газов, которые плохо качаются азотной ловушкой. Запланирована проверка в следующих экспериментах. Пока же, благодаря в 10 раз большей скорости откачки по сравнению в первыми экспериментами удалось более четко увидеть струю газа из перезарядной трубки в 20-50 мм от конца перезарядной трубки. Форма струи мало зависит от расхода мишенного газа, струя немного уже чем по косинусу. Далее обсуждали будущие эксперименты, в которых предполагается отнести конец трубки дальше от стенки камеры, чтоб уменьшить ее влияние, обсуждали ребристую (внутри) перезарядную трубку и другие меры (рециркуляция и т.д.) по уменьшению потока газа в ускоряющие зазоры.
В конце семинара В.В. Широков проинформировал присутствующих о продвижении IPP гранта. В результате от нас через 30 месяцев понадобится ускоритель с энергией протонов 2,5 МэВ, током 5-10 мА и энергетическим разбросом 0,1 % в пучке. Присутствующие обсудили темы будущих семинаров в связи с началом работ по гранту IPP.

Cеминар 114. 3 марта 2003 г. Статус ЭЛВ мощностью 40-50 кВт 1,25 МВ со стабильностью 0,1%.

Докладчик : Н.К. Куксанов
Докладчик рассказывал о системе стабилизации напряжения на ЭЛВ с точностью 0,1 %. Сначала планировали использовать лампу на 200 кВ и несколько ампер при частоте 400 Гц и с 4-мя конденсаторами в выпрямительной секции, затем попробовали повысить частоту до 1000 Гц и поставить 6 конденсаторов, пульсации стали 0,22 % при токе 20 мА (было 2,5 % при 80 мА). В схеме используется лайнер с коэффициентом передачи 1/3-1/4 и есть мнение, что для стабилизации на уровне 0,1 % не потребуется активный элемент (лампа). Для системы стабилизации напряжения потребуется делитель из точных стабильных резисторов, но потребуется он примерно через год-два после начала финансирования. Также остается задача гасить нерегулярные пульсации.

Далее С.Ю. Таскаев, выйдя к доске с мелом в руках, показал, что для выбора оптимального размера перезарядной трубки мы располагаем полной информацией и эта оптимальная длина составляет примерно 0,5-0,6 диаметра внутреннего электрода. Также С. Ю. Таскаев показал, что боязнь влияния на транспортировку пучка вытекающей струи перезарядной мишени неоправданна, поскольку эта струя незаметна на фоне фонового давления в ускорителе.
В конце обсуждали датчики пучка внутри трубки и нейтронообразующие мишени в виде ленты покрытой литием, шара в литии и порошка LiH.

Cеминар 115. 17 марта 2003 г. 50 мА ионный источник.

Докладчик : Г.Димов.
Слушали Г.И. Димова о состоянии работ по 50 мА стационарному источнику отрицательных ионов водорода . Геннадий Иванович напомнил требования к источнику: 90 % эмиттанс меньше 0,3 pi mm mrad, надежность, временной ресурс в несколько лет и длительность работы без обслуживания около 1 месяца, малый расход цезия <5 мг/час. Сейчас изготавливается прототип, поэтому размеры не минимизированы. В мире сделано примерно 50 похожих генераторов плазмы (часть источника), сейчас наша конструкция 8-угольная, но уже известно как ее сделать круглой. На настоящий момент сделаны чертежи генератора плазмы и они в производстве. С изготовлением магнитов вышла задержка и вообще, производство заняло много времени, вс╦ вместе кроме магнитов потребует около 2200 нормочасов и еще столько же на изготовление магнитов, приспособлений для монтажа и их монтаж. Так как использованы магниты Nd+Fe+B, для них предусмотрено водяное охлаждение, чтобы поддерживать их температуру не выше 60 градусов.

Cеминар 116. 24 марта 2003 г.

Темы семинара:
1. В. Савкин, А. Донин. Системы питания и управления ионными источниками и другими элементами тандема.
2. Г. Деревянкин. Положение дел по импульсному источнику ионов.

При создании источников питания предполагалось создать макеты некоторых элементов системы питания и довести их до рабочего состояния. К лету 2002 г. созданы инверторы на 1 и 5 кВт, разработана КД на 5 кВт инвертор (для серийного производства). Есть некоторые проблемы, в частности, не определены окончательные требования к источникам питания, а также нет определенности с процедурой включения протонной машины и с ее поведением при пробоях. Но фундамент системы питания уже есть. Далее поговорили о достижении необходимой стабильности источников питания в 0,1% и о проблеме сильного шума от работающей системы питания в с частотой в 10-20 кГц. Это может стать проблемой при серийном производстве и поставках потребителям.
Во второй части семинара поговорили об импульсном источнике отрицательных ионов водорода (докладчик Г.Е. Деревянкин). Прежде всего, обсудили необходимость экспериментов с импульсным источником и выяснили, что они необходимы, т.к. срок готовности источника Ю.И. Бельченко к экспериментам на тандеме около 1 года. Источник Г.Е. Деревянкина должен давать импульсный пучок с длительностью импульсов в несколько миллисекунд. Далее немного поговорили о мишени, о регистрации нейтронов. С.Ю. Таскаев и академик Л.М. Барков договорились поработать над этим в ближайшие 2 недели.

Cеминар 117. 31 марта 2003 г. Состояние дел на 10 мА источнике.

Докладчик : Ю. Бельченко.
На семинаре Ю.И. Бельченко рассказывал о состоянии работ по стационарному источнику Н отрицательных ионов водорода (экспериментальный прототип на ток 5-7 мА). На настоящее время достигнут стабильный ток в 7 мА, иногда бывает и 9 мА, но недолго, примерно полчаса. Энергия ионов на выходе 23 кэВ. Расход цезия менее 1 мг/час, нормализованный эмиттанс меньше 0,3 pi*мм*мрад, время нагрева источника менее получаса, время на кондиционирование электродов более 10 минут. Далее обсуждали чертежи источника приспособленного для ускорителя, его стоимость и т.д. После немного поговорили о низкоэнергетическом тракте и перешли к обсуждению мишени и измерению энергетического разброса в пучке. Пучок, судя по всему, будет падать на мишень вертикально. Необходимо решать вопрос с поворотом мощного пучка на 90 градусов и измерять энергетический разброс. Его можно мерять традиционным способом с помощью магнита, а можно по спектру нейтронов. Для стабилизации энергии протонов необходимо иметь прецезионный делитель напряжения и использовать сигнал с него для системы стабилизации ускоряющего напряжения.

Cеминар 118. 7 апреля 2003 г. Методы регистрации нейтронов.

В начале семинара С.Ю. Таскаев сообщил приятную новость - наш новый МНТЦ проект одобрен и принят к финансированию. В этот раз было поддержано всего около 5 % заявок против 10 в предыдущий раз.

Докладчик : Л. М. Барков.
Лев Митрофанович познакомил присутствующих с методами регистрации нейтронов. В частности, используется активация In. Поэтому его нежелательно применять в составе жидкометаллического теплоносителя. Поток нейтронов в реакции ⁷Li(p,n)⁷Be будет ~10¹² n/s на 1 мА тока протонов при энергии 2,5 мэВ и в 10 раз меньше при энергии в 2 МэВ. Лев Митрофанович перечислил основные методы регистрации нейтронов, это:
1. Счетчик Гейгера с покрытием стенок бором.
2. Метод активации фольг In, Au, Ag.
3. "Si" и "Ge" детекторы, регистрирующие гамма кванты, возникающие при поглощении нейтронов
4. Сцинтилляционые детекторы (на основе LiJ, ZnS+пластик)
5. Ионизационные камеры и счетчики (для медленных нейтронов)
6. Пропорциональные счетчики (для быстрых нейтронов)
7. Ядерные фотоэмульсии
и т.д.
В перспективе нам надо будет создать команду для измерения нейтронов.

Cеминар 119. 14 апреля 2003 г.

Темы семинара:
1. Тиунов, Крайнов, Крючков - низкоэнергетичный тракт транспортировки ионного пучка.
2. Пальчиков - опыт включения импульсного ионного источника на прототипе.

По первой теме докладывал и показывал чертежи Г.С. Крайнов. Низкоэнергетический тракт уже довольно серьезно проработан в чертежах. Предусмотрена возможность двигать магнитные линзы вдоль оси канала для оптимальной настройки. Также предусмотрены два подвижных корректора. В тракте предусмотрено использование как импульсного так, и стационарного, можно будет проверить варианты мягкого и жесткого ввода пучка. Осталось решить вопрос с откачкой канала (по мнению А.Н. Драничникова необходимо установить турбик) и вопрос согласования ионного источника и тандема, выход на режим с током 10 мА. Для этого на входе в тандем предусмотрен шибер с отверстиями разного диаметра. Он способен работать с при нагреве пучком в течение 5-10 минут на собственную теплоемкость. Далее обсуждали разные варианты шибера/диафрагмы на входе в тандем, чтобы пускать в него пучок с хорошими параметрами. Это актуально, т.к. в поверхностно-плазменных источниках параметры пучка могут гулять при тех же значениях управляющих параметров ионного источника, а высаживать 250 Вт на листах капусты тандема нежелательно.
По второму вопросу В.Е. Пальчиков рассказал о работе с импульсным источником отрицательных ионов водорода с током ~ 7 мА в импульсах длительностью около 20 мкс. Для перезарядки использовался воздух через импульсный клапан (фольга долго не работала, прожигалась пучком), примерно половина пучка конвертировалась в протоны (на выходе из тандема, с учетом потерь на прохождение и т.д.) Ток нейтралов был на уровне 0,1 мА. Источник и тандем были разделены магнитом с углом поворота около 5 градусов.

Cеминар 120. 21 апреля 2003 г. Опыт работы с тандемным инжектором ТРАПП.

Докладчики : Кузнецов, Кожемякин, Клюев.
Темой семинара был инжектор протонного ускорителя ТРАПП (ИЯФ). Его схема отличается от нашего тандема, в нем используются классические ускорительные трубки. Говорили в основном про особенности перезарядной мишени. Сначала в инжекторе ТРАПП для перезарядки Н^- с энергией 300-400 кэВ использовалась фольга с плотностью ~10 мкг/см², эффективность перезарядки была примерно на 10 % ниже, чем на газовой мишени, но после пробоев в трубке в фольге появлялись отверстия размером около 1 мм.

Наверх