DOI: 10.55176/2414-1038-2020-2-49-60
Авторы
Алексеева И.В., Будник А.П., Слюняев М.Н.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Алексеева И.В. – доцент, ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.
Будник А.П. – доцент, начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук.
Слюняев М.Н. – младший научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел. +7 (920) 871-13-58, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аннотация
Поиски перспективных путей использования ядерной энергии привели к возникновению целого направления исследований по осуществлению прямого преобразования энергии продуктов ядерных реакций в лазерное излучение. Эффективное решение задачи создания высокоэнергетических лазеров с ядерной накачкой в настоящее время невозможно без применения методов математического моделирования как с целью определения характеристик реакторной установки, так и для математического моделирования кинетических процессов в лазерно-активной среде и определения выходных характеристик лазеров с ядерной накачкой.
В работе проведено математическое моделирование кинетических процессов в облучаемой нейтронами аргон-ксеноновой плазме, содержащей наночастицы урана, при неустановившемся движении среды, обусловленном как прокачкой этой среды через ЛАЭЛ, так и нагревом её осколками деления ядер урана, индуцированного изменяющимся со временем неоднородном в пространстве полем нейтронов. Исследованы усилительные свойства лазерно-активной пространственно-неоднородной ядерно-возбуждаемой содержащей наночастицы урана облучаемой неоднородным нейтронным полем движущейся аргон-ксеноновой среды.
Целью настоящей работы является исследование зависимости усилительных свойств лазерно-активной среды от пространственно-временной формы распределения нейтронного потока, начальной скорости движения газовой смеси и длительности импульса нейтронного излучения.
Ключевые слова
лазер, движущаяся газовая лазерно-активная среда, ядерная накачка, наночастицы урана, усилительные свойства среды, усиление интенсивности когерентного оптического излучения
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1. Miley G.H., McArhur D., DeYuong R., Prelas M. Fission reactor pumped laser: History and prospects. Proc/ of the Conference 50 Years with nuclear fission. Washington, 25–28 April. American Nuclear
Society Publ., 1989, pp. 333–342.
2. Будник А.П., Косарев В.А., Лунев В.П. Математическое моделирование генерационных характеристик активных газовых сред, содержащих нанокластеры соединений урана. Труды IV международной конференции «Физика лазеров с ядерной накачкой и импульсные реакторы» (ЛЯН-ИР-2007) в 2-х томах. ГНЦ РФ – ФЭИ, Обнинск, 2009, т. 1, с. 177–184.
3. Будник А.П., Косарев В.А., Лунев В.П. Математическое моделирование кинетических процессов
в газовой аргон-ксеноновой плазме, содержащей нанокластеры химических соединений урана.
Препринт ФЭИ – 3141. Обнинск. 2008. 23 с.
4. Budnik A.P., Deputatova L.V., Fortov V.E., Lunev V.P., Vladimirov V.I. Simulation of kinetic processes,
optical and neutron properties of the nuclear-excited uranium dusty plasma of the argon-xenon gas mixture. Ukrainian Journal of Physics. 2012. No. 12. PP. 1260–1264.
5. Budnik A.P., Deputatova L.V., Fortov V.E., Kosarev V.A., Rykov V.A., Vladimirov V.I. Simulation of
kinetic processes in the Nuclear-Excited Helium Non-Ideal Dusty Plasma. Contribution to Plasma Physics. 2009, № 10, pp. 765–768.
6. Будник А.П., Лунев В.П. Расчётно-теоретические исследования методом Монте-Карло оптических
и нейтронно-физических свойств аргон-ксеноновой газовой среды, содержащей нанокластеры
урана и его химических соединений. Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2011. Т. 11.
7. Будник А.П., Сипачев А.В. Математическое моделирование кинетических процессов в аргон-ксеноновой ядерно-возбуждаемой плазме, содержащей нанокластеры урана. Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2012. Т. 13. Вып. 3.
8. Будник А.П., Сипачев А.В. Математическое моделирование кинетических процессов при генерации лазерного излучения в аргон-ксеноновой активной газовой среде, содержащей наночастицы
урана. Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2013. Т. 14. Вып. 2.
9. Будник А.П., Сипачев А.В. Математическое моделирование кинетических процессов при генерации лазерного излучения в гелий-аргон-ксеноновой активной газовой среде, содержащей наночастицы урана. Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2014. Т. 15. Вып. 2.
10. Будник А.П., Сипачев А.В., Слюняев М.Н. Математическое моделирование кинетических процессов в движущейся аргон-ксеноновой пылевой плазме, содержащей наночастицы урана. Физикохимическая кинетика в газовой динамике. 2014. Т. 15.
11. Слюняев М.Н., Будник А.П., Сипачёв А.В. Моделирование прямого преобразования кинетической
энергии осколков деления урана в энергию лазерного излучения в аргон-ксеноновой пылевой
плазме с наночастицами урана. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2015, № 2. С. 71–80.
12. Slyunyaev M.N., Budnik A.P., Sipachev A.V. Modeling of direct conversion of the uranium fission product kinetic energy to laser radiation energy in an argon–xenon dusty plasma with uranium nanoparticles.
Nuclear Energy and Technology. 2015. № 1. PP. 272–276.
13. Alexeeva I.V., Budnik A.P., Sipachev A.V., Slyunyaev M.N. Mathematical simulation of kinetic processes in moving irradiated by neutrons gas medium containing uranium nanoparticles. Journal of Physics: Conference Series. 2017. № 815 012010.
УДК 539.1:621.373.826, 539.1:519.7
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2020, выпуск 2, 2:6
