ОТЧЁТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по комплексной теме УСКОРИТЕЛЬНЫЕ, ЯДЕРНЫЕ И НЕЙТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, РЕАКТОРНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Объектом исследования являются перспективные ядерные и реакторные установки с точки зрения их расчета и программного обеспечения.Цели работы – развитие ускорительных, ядерных и нейтронных технологий, в том числе медицинских, а также развитие реакторного материаловедения. Работа велась по пяти основным направлениям: 1.разработка методов и программ расчета ядерных и реакторных установок для перспективной ядерной энергетики;2.разработка методов экспресс-анализа радиационной стойкости новых сталей для атомных реакторов с повышенным ресурсом и мощностью;3.разработка технологии генерации высокозарядных ионов, ускорения тяжелых ионов, модернизация и разработка линейных ускорителей тяжелых ионов и инжекторов;4.получение новых научных результатов с использованием источников нейтронного и гамма-излучений в области физики твёрдого тела и ядерной физики;5.исследования, разработка и создание оборудования и программных средств радиационной медицины (радиологии). Исследования в области разработок и создания оборудования и программных средств для ядерной медицины.Показано, что коэффициент диффузии в элементарной теории диффузии является частным случаем кинетического коэффициента диффузии. Это следует считать дополнительным подтверждением справедливости кинетического закона Фика, а также можно рассматривать как новый подход к обоснованию основных положений элементарной теории диффузии. Проведены расчеты изменения изотопного состава топлива в ячейке реакторов PWR, ВВЭР-440 и ВВЭР-1000, а также кассете ВВЭР-1000 по программе TRIFON, входящей в программный комплекс SHERATON, с использованием сечений взаимодействия нейтронов с веществом, подготовленных на основе библиотек ROSFOND-2010 и JENDL-4.0. Аналогичные расчеты были сделаны по программе MCNP для сравнения результатов.Проведено изучение нано- и микроструктуры исходных состояний ДУО-сталей ODS 14Cr-1.1W-3Al и ODS 15Cr-2W-3Al-0.5Zr-0.1Ti методами атомно-зондовой томографии и просвечивающей электронной микроскопии. В обеих сталях наблюдаются ферритные зерна со средним размером до 2 мкм. Получена информация о распределении оксидных частиц. Средний размер оксидов для стали ODS 14Cr-1.1W-3Al составил 8 ± 3 с объемной плотностью 2 × 1022 м-3. Средний размер оксидов для стали ODS 15Cr-2W-3Al-0.5Zr-0.1Ti составил 5 ± 1 нм с объемной плотностью 4 × 1022 м-3. При помощи атомно-зондовой томографии получена информация о распределении атомов для каждой стали в исследованных объемах. В обеих сталях наблюдаются оксидные включения с объемной плотностью ~1022 м-3, обогащенные относительно матрицы по O, Ti, Y, Zr и Al. Средний размер включений для стали ODS 14Cr-1.1W-3Al составил 7 ± 1 нм, а для стали ODS 15Cr-2W-3Al-0.5Zr-0.1Ti ˗ 4 ± 1 нм.Выполнено модельное исследование рабочих характеристик ускоряющей структуры с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (RFQ) сильноточного ускорителя ионов И-4. Исследование динамики пучка в ускоряющей секции RFQ линака И-4 с учетом реального распределения ускоряющего поля по длине ускорителя показывают, что оптимизация параметров Твисса пучка на входе ускорителя позволяет сохранить трансмиссию ускоряемого пучка на уровне 99 %.Построена теоретическая модель, описывающая пространственное распределение нейтронов, отраженных от совершенного кристалла в условиях эффекта аномального пропускания.Подготовлено описание технологического процесса протонной лучевой терапии, описан функционал автоматизированной системы управления технологическим процессом.