Введение к работе
Актуальность томц. Зозбузденио газовых сред продуктами ядиршдс реакций, тгік называемая лдорпил накачка, позволяет вводить в газ однородно по обкому энергию большой плотности при високим давлении (до нескольких десятков атмосфер). При этом для некоторых смосей достигаются висоїао зиачония коэуу-.ріционгов преобразования ядерной энергии в энергию возбуя -дишшх состояний атомов и молокул.
В этой связи особую актуальность приобретают поиски и исследование рабочих сред о высоким КПД преобразования ядерной энергии в световую для источников неравновесного оптического излучения, оптимизация их по составу, а также детальное изучение кинетики элементарных процессов, имею -щих мосто в ядерно-возбуздаемой плазме, и их связи с пара -метрами внешних воздействий.
В последнее время наметилась тенденция к исследованию люминесцентных характеристик эксимерных молокул, возбувдао-мых продуктами ядерных реакций, что связано сих уникальными свойствами, а именно: высоким квантовым КПД люмишецонции (50-70$), отсутствием поглощения собственного излучения на длине волны люминесценции, большой величинойэнергии кванта излучения и способностью сохранять излучающі., свойства до очень высоких (десятки атмосфер) давлений рабочей среды.
Эти условия оказываются выгодными с точки зрения эффективного применения ядерной накачіш, поскольку для увеличения вероятности потерь энергии продуктов ядерных реакций необходимы высокие плотности газа.
Ярким представителем молекул этого класса являются моно-галогонзды ртути НдХ (&=С , В^,3). За сравнительно корот -кий срок развития лазоры на моногалогенидах ртути заняли до-минирукщео положоіше среди эксимерных лазеров, что связано " полученном высока значошій эффективности преобразования энергии ~2л, KooJii-иционтов усиления ^ 10" см и удельного эно^госъема генерации до 15 Дд/лптр. Основными преимуществами гйл.>гвкцдов ртути, по сравнению с другими известными эк -ол:.:з?ами азлучзщи:лн в сине-зеленой опасти спектра, являют-
ся большие сечения индуцированного излучения 5^. ^, І0~і6С{,Г, рогоперативность рабочих молекул и то, что они эффективно образуются в результате диссоциативного возбувдония молекулярных соединений Но-Хд. Эти свойства, наряду с уникальными свойствами присущими всем эксишшкеам, позволяют рассматри -вать их как весьма перспективные вещества для рабочих сред лазеров с ядерной накачкоіі и ядорных источников сьета.
Одноіі из основных проблем ({іИзіпш неравновесной ядерно-возбуздаемоіі плазми являвтся опродолешш энергетического распроделеіійя электронов, которое содержит основную инфоршг-цдю о свойствах плазмы, определяя такие параметри как константи скоростей плазмо—химических реакций, эперготические цены образования элоктуоино-ионных пар, атомов и молекул в возбужденных состояниях. Поэтому для оценки потенциальных возмохностоЛ газовых сред,возбуждаемых продуктами ядерных реакции на основе разрабатываемых кинетических моделей, важиш шагом является последовательный теоретически!; анализ электронной кинетики, т.е. определение функции распродало -ния электронов по энергии.
Целью работы является; экспериментальное исследование спектрально-эноргетичоеккх характеристик плазмы JHe(п ,р)Т и газовых сред на осново шиогалогепидоз ртути НаХ {'Ы} , В г*, J ) при воздеіісгзиі іізлучеішя сгадиоійрного ядерного реактора БЗР-К и поиск оптимальных условий для достижения максимального КПД преобразования ядерной энергии в энергию неравновесного оптического излучения.
Научная новизна работы заключается в слодующем:
I. Предложена методика, позволяемая в условиях стацяо -нарного ядерного реактора ВБР-Х осуществить измерение наез-ленносте возбужденных состояний атомов и молекул ядерно -возбуждаемой плазмы газовых сред.
2Ч Экспериментально исследовано распределение атомов Не*( /7в 3) по состояниям зозбуздения в плазме 3Яе(/7, р)Т.
3. Впервые экспериментально исследованы спектрально -энергетические характеристики излучения плазмы парогазовых, сред, содержащих моногалогензды ртути. Экспериментально
определены оптимальнім состави сред, при которых достигаются максимальные КПД преобразования энергии продуктов реакции *Ч1е(/?,р )Т в излучение э;.шсскоаиого перехода монобромида ртути НаЗг(В-Х) (350*510 нм).
4. л плазмо Ч1с(/?,р )Т л газових срод %о: Ho3v^, пеіііоБк"^ : л/2 процеден детальні;!, анализ элоктрошю" и иоішо-шлекулярнои кинетики и определены основний канали засоления и разрушения возбужденных состояние атомов и молекул, из которых происходят наблюдаемые переходи. Определены экергетп -ческио цены образования иоішо-молоісуляршк нар и возбужден -них состояли'/:.
Практическая ценность работы.Полученные автором экспериментальные дашшо ц результати расчетов могут быть использованы при создашш ядерних источников света большок яркости и лазоров с ядерной накачкой, которив могут нзііти іірлліеношіе в транспортных ядерно-энвргетичоских установках в качество систем навигационного оборудования, а таїсхо в устройствах, не -пользувдих когерентное излучение.
Apto? выносит на загздту;
-
Методику измерения интегральных иатенсивностоЛ лакни к полос оптического излучения ядерно-возбуздаємоіі плазмы,образующейся в центре активной зоны стационарного ядерного реактора ВВР-К.
-
Экспериментальные результаты по измор, лю населошюс-тей атомов Но*(п=3) в плазме Но( о,р )Т и интерпретации кинетических процессов, ответственных за формирование ее излучения в оптическом диапазоне.
-
Результаты экспериментального исследования спектрать-ных и интегральных характеристик излучения ядерно-возбуздао-мэЛ плазмы газовых срод на основе моногалогоїшдов ртути К«Х (Х=С^ ,3г ,3 ). измеренные значения коэффициентов преобразования ядерної', энергии в евзтовуи для смесей zRa:lluBv2 , ^КесІїаііГг : л4 t которые составляют 12,2.1 и 14,7% соотвот -ствеїшо.
-
Результаты расчетов (методом Конто-Карло) деградаци-онных спектров вторичных электронов, образуемых продуктами ядерных реакций 3Не( /?,р )Т в плазме %е, %о:НоВг2 ; ъЙе\
«3 в'г -^,-
г — О -
а та:ст.о энорготкчосках цен образования ионов к возбужден -них состошпп: атомов я г/.олокул.
5. Результати математического моделирования кинетики элементарных процессов в плазмо JKo, По : Яавґг : {л/г ) п виводи возмоліости усклоіпія излучения па пооеходе мопо-бромзда ртути Mj в г ( В Z. V/г - X* Z V* ) , /L^ 532 ті, при облучошш активной среди Не : Но Вґг : (л/П по' эком тепловых нейтронов Q ~ Ь *ІС б теял.ноЯтр.одГ с .
Апробаїтля работ:;. Основные результати, нзлонешше в диссертации, докладывались на ка;:одре оптики Санкт-їїеторбург -ского Государственного Университета, в отдоло когерентной и нолшюііпоіі оптики ІШ АП Рі, па отраслевойконференции "Олзпка яцорно-возбуэдэомоН плазмы л проблемы лазеров с ядорной накачкой" (Обнинск, IS93 г.) к наспи отраяе.чпе в 6 печатних работах, список которых приведен в конце авторо.Тй-рата.
Структура и объем, диссертации. Диссертация состоит из зведення, четырех глав и заклйчеыш. Работа соде?.тлт всего 153 страницы, в том числе 2Ь страниц печатного текста, 34 рисунка, 16 таблиц к библиографических ссылок из І5С найма -новаций.
