Моделирование прямого преобразования кинетической энергии осколков деления урана в энергию лазерного излучения в аргон-ксеноновой пылевой плазме с наночастицами урана

01.09.2015 2015 - №02 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

М.Н. Слюняев А.П. Будник А.В. Сипачёв

https://doi.org/10.26583/npe.2015.2.07

Исследован процесс прямого преобразования кинетической энергии осколков деления урана в энергию лазерного излучения (ЛИ) в движущейся аргон-ксеноновой лазерно-активной газовой среде, содержащей наночастицы урана.

Разработаны модель и метод численного решения уравнений модели прямого преобразования кинетической энергии осколков деления урана в энергию лазерного излучения в такой среде. Выполнены расчеты пространственно-временной эволюции распределения концентрации наночастиц урана при различных скоростях движения газа и размерах наночастиц урана.

Исследованы кинетические процессы в движущейся аргон-ксеноновой лазерно-активной газовой среде, содержащей наночастицы урана.

Впервые исследованы усилительные свойства лазерно-активной пространственно-неоднородной ядерно-возбуждаемой содержащей наночастицы урана облучаемой нейтронами движущейся аргон-ксеноновой среды. Согласно результатам исследования, при установившемся состоянии коэффициент усиления интенсивности ЛИ может быть семикратным и выше. Столь высокий показатель позволяет говорить, что такую среду можно использовать не только в лазере с ядерной накачкой, но и в режиме однопроходного оптического квантового усилителя с ядерной накачкой.

Ссылки

1. Miley G.H., McArhur D., DeYuong R., Prelas M. Fission reactor pumped laser: History and prospects: Proceedings Conferences 50 Years with nuclear fission. Washington 25-28 April 1989. PP. 333-342. Pub. American Nuclear Society.
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.
4. Алексеева И.В., Будник А.П., Сипачев А.В. Неравновесная радиационная плазмодинамика в газовых активных средах оптических квантовых усилителей с ядерной накачкой // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. Т.9. Доступно на сайте http://chemphys.edu.ru/media/files/2010-01-12-009.pdf (29.12.2014)
5. 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. 56 (2012). No. 12. PP. 1260-1264.
6. Будник А.П., Лунев В.П. Расчетно-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. Доступно на сайте http://chemphys.edu.ru/media/files/2011-02-01-006_Budnik_Lunev.pdf (29.12.2014).
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. Доступно на сайте http://chemphys.edu.ru/media/files/2012-11-20-003_Budnik_Sipachev.pdf (29.12.2014).
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. Доступно на сайте http://chemphys.edu.ru/media/files/04_Budnik_Sipachev_aphm2011.pdf (29.12.2014).
9. Савельев И.В. Механика, молекулярная физика // Курс общей физики. – М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы, 1987. – Т. 1. 432 с.
10. Смирнов Б.М. Аэрозоли в газе и плазме. – М.: ИВТАН, 1990. – 104 с.
11. Алексеева И.В., Будник А.П. Модель пространственно-временной эволюции треков многозарядных ионов с учетом неоднородности вдоль оси трека. 1. Постановка задачи. Метод решения. / Препринт ФЭИ. – №2922. – Обнинск, 2001.

математическое моделирование преобразование ядерная энергия деление уран осколки кинетические процессы лазерное излучение движущаяся плазма наночастицы

Ссылка для цитирования статьи: 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. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2015.2.07 .