ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


ИРНBR09158499, Номер госрегистрации0121РК00651

НаименованиеРазвитие комплексных научных исследований в области ядерной и радиационной физики на базе казахстанских ускорительных комплексов

Приоритетное направлениеЭнергетика и машиностроение

Вид исследованияПрикладное

ЗаявительРеспубликанское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан

Научный руководительБуртебаев Насурлла

Балл ГНТЭ24.33

Общая одобренная сумма756000000


Ожидаемые результаты

Результаты исследований и их новизна: получены новые экспериментальные и расчетные данные по дифференциальным сечениям процессов 11В(d,d)11В и 11В(d,t)10В при энергии 14.5 МэВ, по дважды-дифференциальным и интегральным сечениям реакций 103Rh(p,xp), (p,xd), (p,xa); новые данные о супер-асимметричном делении составного ядра 233 Ра в реакции 232 Th(p,f) при низких энергиях; новые данные экспериментов и модельных расчетов по влиянию облучения тепловыми и быстрыми нейтронами, заряженными частицами и тяжелыми ионами, на изменения фазового структурного состояния, механических и коррозионных характеристик конструкционных материалов перспективных ядерных реакторов, в том числе на конструкционной стали нового поколения ЭК-181; новые данные по влиянию имплантации гелия на структуру и свойства твердооксидных ионных проводников на основе скандата лантана; новые экспериментальные сечения выхода рентгеновского излучения при взаимодействии 12С с атомами мишеней в диапазоне энергии (0.8÷1.6) МэВ/нуклон; результаты влияния опорного газа на интенсивность пучков тяжелых ионов в ЭЦР-источнике.



ПОКАЗАТЕЛИ РАЗВЕРНУТОЙ ПРОГРАММЫ

Реферат (Абстракт) - 2021 год

Объект исследования, разработки или проектирования

Объектами исследования являются экспериментальные и теоретические сечения ядерных реакций и выходы осколков деления, последствия радиационного облучения конструкционных материалов ядерных реакторов, твердооксидные ионные проводники, элементный состава аэрозолей на пучках тяжелых ионов, оптимизация работы узлов ускорителя ДЦ-60.

Цель работы

Цель исследований – проведение фундаментальных и прикладных исследований в области ядерной и радиационной физики, ускорительной техники на базе казахстанских ускорительных комплексов по созданию баз константного обеспечения, востребованных для развития новых перспективных ядерных и радиационных технологий на основе мирного использования атомной энергии.

Методы исследования

Методы исследований: экспериментальные методы измерения выходов продуктов ядерных реакций и осколков деления; теоретические модели для расчета и анализа экспериментальных ядерных данных; методы электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, металлографии, магнитометрии, а также теоретические подходы, описывающие изменения свойств исследуемых материалов под воздействием облучения.

Полученные результаты и новизна

Результаты исследований и их новизна: получены новые экспериментальные и расчетные данные по дифференциальным сечениям процессов 11В(d,d)11В и 11В(d,t)10В при энергии 14.5 МэВ, по дважды-дифференциальным и интегральным сечениям реакций 103Rh(p,xp), (p,xd), (p,xa); новые данные о супер-асимметричном делении составного ядра 233 Ра в реакции 232 Th(p,f) при низких энергиях; новые данные экспериментов и модельных расчетов по влиянию облучения тепловыми и быстрыми нейтронами, заряженными частицами и тяжелыми ионами, на изменения фазового структурного состояния, механических и коррозионных характеристик конструкционных материалов перспективных ядерных реакторов, в том числе на конструкционной стали нового поколения ЭК-181; новые данные по влиянию имплантации гелия на структуру и свойства твердооксидных ионных проводников на основе скандата лантана; новые экспериментальные сечения выхода рентгеновского излучения при взаимодействии 12С с атомами мишеней в диапазоне энергии (0.8÷1.6) МэВ/нуклон; результаты влияния опорного газа на интенсивность пучков тяжелых ионов в ЭЦР-источнике.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

Экономическая эффективность или значимость работы. Полученные в ходе реализации программы базы ядерных констант для библиотеки EXFOR можно использовать для характеризации и моделирования энергетических процессов в перспективных ядерных установках и развития перспективных ядерных технологий. Новые экспериментальные знания по влиянию облучения тепловыми и быстрыми нейтронами, а также заряженными частицами на изменения фазового структурного состояния, механических и коррозионных характеристик конструкционных материалов ядерных реакторов. Пополнение константного обеспечения радиационного воздействия на конструкционные материалы будет использовано для выработки рекомендаций по обеспечению безопасной эксплуатации перспективных ядерно-энергетических установок.

Область применения

Область применения: эспериментальная и теоретическая ядерная и радиационная физика, атомная энергетика и термоядерный синтез, ядерные технологии, ускорительная техника, экология, международный банк ядерных данных EXFOR (МАГАТЭ).

Шифр задания, этапа работы Наименование задания, этапа Аббревиатура организации, выполняющей задание, этап работ Фамилия, имя, отчество, ученая степень, должность руководителя задания, этапа работы Ожидаемые результаты
01 Развитие комплексных научных исследований в области ядерной и радиационной физики на базе казахстанских ускорительных комплексов Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут созданы базы константного обеспечения, востребованные для развития новых перспективных ядерных и радиационных технологий на основе мирного использования атомной энергии.
01.01 Измерение и анализ сечений ядерных реакций на ядрах 10,11В, индуцированных дейтронами и α-частицами, для астрофизических и термоядерных приложений Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые экспериментальные данные, необходимые для характеризации процессов, происходящих в звездах и перспективных ядерно-энергетических установках.
01.01.01 Исследование взаимодействия дейтронов с ядрами 11В при низких энергиях Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены дифференциальные сечения (ДС) ядерных реакций для системы d+11В при низких энергиях, структурные характеристики исследуемых ядер.
01.01.02 Исследование взаимодействия дейтронов с ядрами 10В при низких энергиях Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены ДС ядерных реакций для системы d+10В при низких энергиях, структурные характеристики исследуемых ядер.
01.01.03 Исследование взаимодействия α-частиц с ядрами 10В при низких энергиях Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены ДС ядерных реакций для системы α+10В при низких энергиях, структурные характеристики исследуемых ядер.
01.02 Экспериментальное и теоретическое исследование инклюзивных сечений реакций из взаимодействия протонов с ядрами кобальта и родия Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые экспериментальные данные по дважды-дифференциальным и интегральным сечениям из взаимодействия протонов с ядрами-кандидатами на конструкционные материалы проектируемых ядерно-физических установок.
01.02.01 Исследование инклюзивных сечений реакций 103Rh(p,xp), (p,xd),(p,xa) при энергии 22 МэВ Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены дважды-дифференциальные (ДД) и интегральные сечения (ИС) реакций 103Rh(p,xp), (p,xd),(p,xa) при энергии 22 МэВ с последующим определением формирующих их механизмов.
01.02.02 Исследование инклюзивных сечений реакций 59Co(p,xp), (p,xd), (p,xа) при энергии 22 МэВ Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены ДД и ИС реакций 59Co(p,xp), (p,xd),(p,xа) при энергии 22 МэВ с последующим определением формирующих их механизмов.
01.02.03 Исследование инклюзивных сечений реакций 103Rh(p,xp),59Co(p,xp) при энергии 7 МэВ Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены ДД и ИС реакций 103Rh(p,xp),59Co(p,xp) при энергии 7 МэВ с последующим определением формирующих их механизмов.
01.03 Изучение особенностей характеристик асимметричного и супер-асимметричного деления актинидных ядер протонами низких и промежуточных энергий Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые экспериментальные данные о массовых и энергетических характеристиках осколков при асимметричном и супер-асимметричном делении актинидных ядер протонами низких и промежуточных энергий.
01.03.01 Получение и анализ экспериментальных данных о супер-асимметричном делении ядер 232Th протонами с энергиями Ер = 7 и 10 МэВ Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены данные о супер-асимметричном делении составного ядра 233 Ра в реакции 232Th (p,f) при низких энергиях.
01.03.02 Получение и анализ экспериментальных данных о супер-асимметричном делении ядер 240Pu протонами с энергиями Ер = 7 и 10 МэВ Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены данные о супер-асимметричном делении составного ядра 241Аm в реакции 240Pu(p,f) при низких энергиях.
01.03.03 Получение и анализ экспериментальных данных о супер-асимметричном делении ядер 232 Th и 240Pu протонами с энергиями Ер = 22 МэВ Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены данные о супер-асимметричном делении составных ядер 233 Ра и 241Аm в реакциях 232Th(p,f) и 240Pu(p,f) при промежуточных энергиях.
01.04 Эффекты несферичности при трехмерном рассеянии в ядерных реакциях Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут учтены эффекты несферичности при трехмерном рассеянии в ядерных реакциях.
01.04.01 Разработка математических моделей и программного обеспечения задачи Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будет разработан предварительный программный пакет решения задачи, получены результаты тестовых расчетов.
01.04.02 Окончательная разработка программного обеспечения. Проведение расчетов рассеяния частиц на несферических ядрах Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будет разработан окончательный вариант программного обеспечения, получены результаты тестовых задач. Будут получены теоретические сечения рассеяния частиц на несферических ядрах актиноидной группы (235U, 238U).
01.04.03 Проведение расчетов рассеяния частиц на несферических ядрах. Анализ результатов. Создание теоретической модели рассеяния частиц на несферических ядрах. Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены теоретические сечения рассеяния на ядрах актиноидов (241Pu). Будут получены результаты анализа и сравнения без учета несферичности. Будет разработана теоретическая модель учета эффекта несферичности для рассеяния частиц на ядрах.
01.05 Закономерности влияния облучения нейтронами и заряженными частицами на изменения структур, фазового состава, магнитных и коррозионных свойств конструкционных материалов ядерных реакторов Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые экспериментальные знания по влиянию облучения тепловыми и быстрыми нейтронами, а также заряженными частицами, на изменения фазового структурного состояния, механических и коррозионных характеристик конструкционных материалов ядерных реакторов.
01.05.01 Выявить роль внутренних напряжений в формировании механических, магнитных и коррозионных характеристик облученных реакторных сталей Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены результаты сравнительного анализа изменений структуры, физико-механических и коррозионных свойств, протекающих под воздействием внутренних напряжений.
01.05.02 Выявить закономерности протекания деформационных волновых процессов в облученных сталях и их влияние на пластичность и коррозионную стойкость Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены закономерности зарождения и перемещения волны фазового перехода, сопровождающих изменение структур и свойств облученных сталей.
01.05.03 Определить кинетические параметры фазового γ→α перехода и его влияние на структуру и свойства облученных сталей Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены кинетические параметры индуцированного деформацией мартенситного превращения, его влияние на механические свойства и коррозионную повреждаемость аустенитных сталей.
01.06 Имитационные экспериментальные исследования радиационной стойкости конструкционной стали нового поколения ЭК-181 Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые экспериментальные данные и результаты испытаний перспективной конструкционной стали нового поколения ЭК-181 для высокотемпературных, гибридных и термоядерных реакторов.
01.06.01 Исследование стабильности структуры и свойств стали ЭК-181 под воздействием легких и тяжелых ионов, имитирующих накопление трансмутантного гелия и продуктов деления ядерного топлива Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые экспериментальные данные по влиянию легких и тяжелых ионов, имитирующих накопление трансмутантного гелия и продуктов деления ядерного топлива, на структуру и свойства конструкционной стали нового поколения ЭК-181.
01.06.02 Исследование стабильности структуры и свойств стали ЭК-181, облученной ионами металлов, имитирующих нейтронное облучение Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены данные о деградации структуры и свойств стали ЭК-181 под действие ионов металлов, имитирующих условия реакторного облучения.
01.06.03 Сравнительные исследования стабильности структуры и свойств феррито-мартенситных сталей нового поколения ЭК-181 и предыдущего поколения ЭП-450 в поле ионизирующих излучений Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены данные об изменении физико-механических свойств стали предыдущего поколения ЭП-450 под воздействием легких и тяжелых ионов. Будет выполнен сравнительный анализ радиационной стойкости феррито-мартенситных сталей нового поколения ЭК-181 и предыдущего поколения ЭП-450 в полеионизирующих излучений.
01.07 Изучение влияния имплантации He на структуру и свойства твердооксидных ионных проводников на основе скандата лантана Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые данные по влиянию имплантации He на структуру и свойства твердооксидных ионных проводников на основе скандата лантана.
01.07.01 Синтез, характеризация и облучение ионами гелия ионных проводников на основе скандата лантана Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут синтезированы ионные проводники на основе скандата лантана. Будет выполнена характеризация и облучение синтезированных материалов ионами гелия.
01.07.02 Исследование влияния имлантации He на структуру и свойства ионных проводников на основе скандата лантана, синтезированных посредством акцепторного допирования Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые данные по влиянию имлантации He на структуру и свойства ионных проводников на основе скандата лантана, синтезированных посредством акцепторного допирования.
01.07.03 Исследование влияния имлантации He на структуру и свойства ионных проводников на основе скандата лантана, синтезированных посредством создания дефицита по одному из катионов Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые данные по влиянию имлантации He на структуру и свойства ионных проводников на основе скандата лантана, синтезированных посредством создания дефицита по одному из катионов.
01.08 Исследование радиационно стимулированных структурно-фазовых превращений в металлах и сплавах, подвергнутых облучению тяжелыми ионами Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые данные по радиационно стимулированным структурно-фазовым превращениям в металлах и сплавах, подвергнутых облучению тяжелыми ионами.
01.08.01 Исследование отдельных компонентов (Zr, Ni) сплавов конструкционных материалов, подвергнутых облучению ускоренными ионами 57Fe Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены экспериментальные данные о влиянии облучения ускоренными ионами 57Fe на структурно-фазовое состояние образцов отдельных компонентов (Zr, Ni).
01.08.02 Исследование влияния облучения низкоэнергетичными ионами на структурно-фазовые превращения в металлах и сплавах, содержащих Zr и Ni Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены результаты исследования влияния облучения низкоэнергетичными ионами на структурно-фазовые превращения в металлах и сплавах, содержащих Zr и Ni.
01.08.03 Исследование влияния облучения высокоэнергетичными ионами на структурно-фазовые превращения в металлах и сплавах, содержащих Zr и Ni Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены результаты исследования влияния облучения высокоэнергетичными ионами на структурно-фазовые превращения в металлах и сплавах, содержащих Zr и Ni.
01.09 Развитие количественного метода анализа элементного состава аэрозолей на пучках тяжелых ионов Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будет развит количественный метод анализа элементного состава аэрозолей на пучках тяжелых ионов.
01.09.01 Измерение сечений выхода рентгеновского излучения при взаимодействии ионов 12С с атомами мишеней в диапазоне энергии 0.8 – 1.6 МэВ/нуклон Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые экспериментальные сечения выхода рентгеновского излучения при взаимодействии 12С с атомами мишеней диапазоне энергии 0.8 – 1.6 МэВ/нуклон.
01.09.02 Разработка методических основ анализа элементного состава аэрозолей на базе измеренных сечений выхода рентгеновского излучения при взаимодействии тяжелых ионов с атомами мишени Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут разработаны методические основы анализа элементного состава аэрозолей на базе измеренных сечений выхода рентгеновского излучения при взаимодействии тяжелых ионов с атомами мишени.
01.09.03 Измерение сечений выхода рентгеновского излучения при взаимодействии ионов 56Fe с атомами мишеней в диапазоне энергии 0.8 – 1.6 МэВ/нуклон Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены новые экспериментальные сечения выхода рентгеновского излучения при взаимодействии 56Fe с атомами мишеней.
01.10 Оптимизация работы ускорителя ДЦ-60 Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены интенсивные пучки ионов. Будут оптимизированы системы ускорителя ДЦ-60 для получения пучков ионов.
01.10.01 Исследование влияния опорного газа на интенсивность ускоренных пучков ионов Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будут получены результаты влияния опорного газа на интенсивность пучков тяжелых ионов в ЭЦР-источнике; дальнейшее ускорение пучков ионов в циклотроне.
01.10.02 Оптимизация работы ВЧ-системы ускорителя ДЦ-60 Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будет оптимизирована работа ВЧ-системы ускорителя для получения пучков ионов. Будут определены основные параметры магнитно-резонансной системы циклотрона ДЦ-60.
01.10.03 Модернизация системы управления ускорителя ДЦ-60 Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной физики" министерства энергетики Республики Казахстан Буртебаев Насурлла Будет проведена модернизация системы управления ускорителя ДЦ-60.