Автономные ускорители электронов

Для проведения исследований радиационной стойкости во ВНИИЭФ используются импульсный ускоритель электронов прямого действия РИУС-5, а также линейный резонансный ускоритель ЛУ-10-20.

Характеристики ускорителя ЛУ-10-20: энергия ускоренных электронов (регулируемая) — 5÷9 МэВ; средний ток – 1,3 мА; длительность импульсов – 3,5 мкс; частота повторения импульсов — 10÷1000 Гц; мощность поглощенной дозы электронного излучения вблизи выходного окна — до 5 Мрад/с; мощность экспозиционной дозы ТИ на расстоянии 1м от мишени на площади Ø 0.2 м с неоднородностью не хуже 30% — до 160 Р/с. Средняя мощность пучка электронов — 10 кВт. Система развёртки электронного пучка и транспортировочная линия позволяют облучать объекты шириной до 700 мм, длиной до 2000 мм и высотой до 750 мм.
В целях развития испытательного парка в РФЯЦ-ВНИИЭФ ведутся работы по созданию многомодульной мультитераваттной установки «Гамма», предназначенной для получения на площади до 1 м2 мощных импульсов тормозного излучения с максимальной энергией квантов до 2 МэВ. Предполагается, что установка будет состоять из нескольких одинаковых модулей.

Выходные характеристики ускорителя: электрическая мощность – 1,5 ТВт, энергия электронного пучка – 80 кДж, Ртиmax=6∙1011 Р/с в Ø7 см на расстоянии 5 см от мишени, длительность импульса ТИ на половине высоты (45-50) нс.
Импульсные ядерные реакторы.
В настоящее время в ЦКП, кроме БР-1М и ГИР-2, имеется 3 импульсных ядерных реактора: БР-К1, ВИР-2М, БИГР. Данные установки различны по конструкции, составу топлива и своим основным параметрам. Установки оснащены различными экспериментальными устройствами, позволяющими изменять соотношение нейтронной и гамма-составляющих ИИ для целей расширения экспериментальных возможностей.

Реактор БР-К1 (бустер-реактор “Каскад”, вариант 1) — импульсный реактор с металлической АЗ. Реактор введен в эксплуатацию в 1995 г. и представляет собой многоцелевую ядерно-физическую установку, предназначенную как для апробации элементов концептуального проекта двухсекционного бустер-реактора “Каскад” (БР-К), так и для проведения различных облучательных экспериментов.
Реактор ВИР-2М (водный импульсный реактор) — импульсный реактор с растворной АЗ эксплуатируется с 1980 г. С новым корпусом – с 2001 г. Максимальное энерговыделение в импульсе — 56 МДж полуширина импульса Т1/2=3 мс. Возможна также работа в статическом режиме на мощности до десятков киловатт. Облучение испытуемых объектов может производиться в двух экспериментальных каналах – центральном и полусферическом, а также в любой точке нижнего зала размером (10x10x2,5)м3.
Реактор БИГР (быстрый импульсный графитовый реактор), введенный в эксплуатацию в 1977 г., является самым мощным в мире импульсным реактором с жестким нейтронным спектром. Облучение возможно в центральном канале (ЦК) в контейнере (диаметр – 10 см, высота – 550 см) и снаружи АЗ в зале размером (11,5x10x8)м3. Ввиду высокого уровня остаточного гамма-излучения облучаемые объекты доставляются к АЗ (с противоположных сторон) дистанционно на двух специальных тележках. Реактор оснащен пневматическим ударно-испытательным стендом УИС-5, что позволяет моделировать комплексные воздействия ионизирующих излучений и ударных нагрузок.
Установки ЛИУ-30, ЛИУ-10М, СТРАУС-2, ИЛТИ-1, ЛУ-10-20, РИУС-5, АРСА, БР-1М, БИГР, ГИР-2, ВИР-2М, БР-К1, ЛУ-7-2, Гамма-1 аттестованы в качестве испытательного оборудования (моделирующих установок) для проведения испытаний изделий на воздействие ИИ. Аттестация проведена в соответствии с ГОСТ Р 8.568-97 аттестационной комиссией с участием 32 ГНИИИ Минобороны РФ. Подтверждена пригодность МУ для использования при испытаниях на радиационную стойкость аппаратуры, приборов, устройств, оборудования, изделий электронной техники, квантовой электроники и электротехнических военного назначения и иных технических устройств и материалов.

В ЦКП широко используются малогабаритные рентгеновские аппараты серии Аргумент для целей:
отработки методов и систем измерений полей нагружения, систем регистрации параметров изделий;

предварительного определения пороговых уровней воздействия, приводящих к изменению параметров и нарушениям функционирования ЭКБ, перед испытаниями на крупногабаритных МУ;

определения критериальных параметров наиболее критичных функциональных, электрических и температурных режимов изделий ЭКБ.

В составе оборудования ЦКП находится уникальная установка для калибровки детекторов и трактов регистрации в исследованиях быстропротекающих процессов. СПИН-2 — ускоритель электронов прямого действия предназначен для генерации импульсов электронного и тормозного излучений субнаносекундной длительности, стационарное устройство для работы в лабораторных условиях.
Ускоритель используется
Характеристики ускорителя:
— амплитуда импульса ускоряющего напряжения — до 1МВ;

— амплитуда тока электронов — до 2 кА;

— доза электронного излучения на окне трубки 7,50 кГр;
— доза тормозного излучения (мишень 50мкм Та) на окне трубки 0,25 Гр;
— максимальный диаметр пятна излучения на окне трубки 12 мм;
— длительность электронного и тормозного импульсов (на полувысоте) — 0,15 нс.

В целях обеспечения стойкости техники к специальным факторам проводятся расчеты ионизационного и термического действия проникающей радиации на приборы РЭА, ЭКБ и силовые оболочки в сложных технических системах по методикам:
«ЭЛИЗА» — методика и программа решения методом Монте-Карло линейных задач совместного переноса гамма-излучения, электронов и позитронов в сложной трехмерной геометрии (от 1 кэВ до 100 МэВ);

«C-95» — методика и программа решения методом Монте-Карло линейных задач совместного переноса нейтронов и гамма-излучения в сложной трехмерной геометрии (от 1 кэВ до 100 МэВ);

«Триада» — методика и программа решения методом Монте-Карло линейных задач совместного переноса гамма-излучения и электронов в цилиндрической геометрии (от 0,1 кэВ до 1 ГэВ);

«С-007» — методика и программа решения методом Монте-Карло линейных задач совместного переноса нейтронов, гамма-излучения, электронов и позитронов в сложной трехмерной геометрии (от 1 кэВ до 100 МэВ).

В соответствии с действующими нормативными документами в области обеспечения единства измерений, ЦКП «РИИ-ВНИИЭФ» оснащен методическим обеспечением, гарантирующим проведение измерений характеристик полей ионизирующих излучений моделирующих установок во всём диапазоне их возможных значений. Методическое обеспечение моделирующих установок и комплексов ЦКП «РИИ-ВНИИЭФ» включает в себя комплекты детекторов, измерительных кабельных линий, современной регистрирующей аппаратуры и программного обеспечения для проведения измерений амплитудно-временных характеристик однократных импульсных излучений в широком диапазоне значений (временной разрешение — от 1 нс, динамический диапазон — до 104). При необходимости, имеющееся аппаратурное оснащение может быть использовано для измерений радиационной реакции испытуемых объектов