авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
-- [ Страница 1 ] --

Институт ядерной физики

Национального ядерного центра

Республики Казахстан

ICNRP '07

6-ая международная конференция

ЯДЕРНАЯ И

РАДИАЦИОННАЯ ФИЗИКА

4-7 июня 2007, Алматы, Казахстан

ДОКЛАДЫ

6-th International Conference

NUCLEAR AND RADIATION PHYSICS

June 4-7, 2007, Almaty, Kazakhstan

REPORTS

I ТОМ

Алматы – 2008

УДК 539.12: 539.2

ББК 22.383 Я 34 Я 34 ЯДЕРНАЯ И РАДИАЦИОННАЯ ФИЗИКА: Материалы 6-ой международной конференции, 4-7 июня 2007. – В 3-х т. - Алматы: ИЯФ НЯЦ РК, 2008, - 255 c.

Т.1 – Доклады – 255 с.

ISBN 9965-675-44-9 ББК 22.383 Ответственный редактор доктор физ.-мат. наук

, профессор К.К. Кадыржанов Я 00(05) ©Институт ядерной физики НЯЦ РК, ISBN 9965-675-44- ISBN 9965-675-43- INTERNATIONAL ADVISORY BOARD Chairman: B.S. Izmukhambetov (Kazakhstan) Vice-chairman: B.E. Orazbayev (Kazakhstan) Members:

А. K. Abdymomunov (Kazakhstan), N. Z. Abedin (IDB), V.N. Branets (Russia), O.Cakiroglu (Turkey), M.E. Dzhakishev (Kazakhstan), Y. Fudji-ie (Japan), F.A. Garner (USA), D. Giebink (USA), P.H. Gray (UK), W.Greiner (Germany), J.-M. Greneche (France), K.A. Gridnev (Russia), S.S. Hecker (USA), S. Hey (Canada), R.I. Il’kaev (Russia), М. G. Itkis (JINR), N. Jousten (ISTC), M.K. Kerimov (Azerbaijan), G.E. Kodina (Russia), F.F. Komarov (Byelorussia), A.A. Korsheninnikov (Russia), U. Mirsaidov (Tajikistan), T. A. Musabayev (Kazakhstan), I.M. Neklyudov (Ukraine), Yu.Ts. Oganessian (JINR), R.J. Peterson (USA), T.S. Ramazanov (Kazakhstan), V.K Shamardin (Russia), V.V. Siniavskiy (Russia), A.N. Sisakian (JINR), I.N. Vishnevskiy (Ukraine), V.N. Voevodin (Ukraine), G. Voigt (IAEA), T. M. Zhantikin (Kazakhstan).

ORGANIZING COMMITTEE Chairman: K.K. Kadyrzhanov (Kazakhstan) Members:

S.A. Abdumanapov (Kazakhstan), T. Allen (USA), Z. Alper (Turkey), А.S. Askarova (Kazakhstan), S.N. Dmitriev (JINR), B.O. Duisebayev (Kazakhstan), А.А. Garibov (Azerbaijan), J.D.B. Lambert (USA), M. Miglierini (Slovakia), V.S. Rusakov (Russia), S.B. Sakuta (Russia), B. Salbu (Norway), U.S. Salikhbaev (Uzbekistan), G. M. Ter-Akopian (Russia), R. Yarmukhamedov (Uzbekistan), Zh.Sh. Zhantaev (Kazakhstan), Zh.R. Zhotabaev (Kazakhstan).

ORGANIZERS Ministry of Energy and Mineral Resources of the Republic of Kazakhstan (RK) Kazakhstani Atomic Energy Committee National Nuclear Center RK National Atomic Company «Kazatomprom»

Institute of Nuclear Physics NNC RK Nuclear Society RK L.N. Gumilev Eurasian National University CONFERENCE SPONSORS International Science and Technology Center (ISTC) Sam Young Unitech Co. Ltd, Korea Ion Beam Applications, Belgium LOCAL ORGANIZATIONAL COMMITTEE Chairman: A.Zh. Tuleushev Secretary: T.I. Aksenova P.V. Chakrov, K.A. Kuterbekov, V.S. Zhdanov, N. Burtebaev, A.D. Duysebaev, E.T. Ibraeva, S.B. Kislitsin, V.N. Glushchenko, O.P. Maksimkin, S.P. Pivovarov, V.P. Solodukhin, A.I. Chekushin Уважаемые участники и гости международной конференции “Ядерная и радиационная физика”!

От имени Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан, Международного консультативного совета и Организационного комитета приветствую Вас с началом работы традиционной 6-ой Международной конференции «Ядерная и радиационная физика».

Время проведения данной конференции совпадает с замечательным юбилеем Института ядерной физики, который вот уже 50 лет является флагманом развития ядерной физики и радиационной физики твердого тела не только в Казахстане, но и на постсоветском пространстве. За 50 лет своего существования Институт ядерной физики прочно встал на ноги, нашел свою нишу и успешно осуществляет свою деятельность как в области фундаментальных, так и прикладных исследований.

Институт ядерной физики активно развивает физическую науку не только в Алматы, но и в других городах Казахстана, создав свои филиалы в Астане, Актау и других городах и привлекая молодые кадры в эту область науки. Регулярно проводя конференцию, Институт ядерной физики предоставляет научному сообществу возможность для обсуждения своих новейших достижений и разработки совместных перспективных проектов.

С глубоким удовлетворением хочу отметить, что интерес к этим конференциям возрастает с каждым годом, и сегодня мы можем констатировать, что на 6-ой конференции присутствуют представители более чем 25 стран мира и международных организаций из разных континентов. При этом, от конференции к конференции расширяется не только география, но и тематическая направленность секций. На нынешней конференции кроме традиционных фундаментальных проблем ядерной физики и радиационного материаловедения значительное внимание будет уделено перспективным проектам, которые планирует реализовать Институт ядерной физики в ближайшем будущем, доказывая тем самым, что у него не только славное прошлое, но полное перспектив будущее.

Искренне надеюсь, что с Вашей помощью нынешняя юбилейная конференция станет успешной научной встречей коллег и друзей и будет способствовать развитию новых международных контактов и сотрудничества, даст импульс глубоким исследованиям по основным направлениям современной фундаментальной и прикладной физики.

Я желаю всем участникам конференции плодотворной работы, интересных научных дискуссий и приятных впечатлений от нашей прекрасной южной столицы.

Министр энергетики и минеральных ресурсов РК Б.С. ИЗМУХАМБЕТОВ Dear participants and guests of the International Conference “Nuclear and Radiation Physics”!

On behalf of the Ministry of Energy and Mineral Resources of the Republic of Kazakhstan, International Consultative Board and the Organizing Committee let me welcome you at the Sixth International Conference “Nuclear and Radiation Physics”.

This year the Conference takes place in the atmosphere of the 50th anniversary of the Institute f Nuclear Physics which for the last 50 years reminds a flagship in development of nuclear physics and radiation solid state physics not only in Kazakhstan but among post-Soviet republics. These 50 years has brought to the Institute the solid reputation;

the Institute occupied an appropriate niche and is now well known for both basic and applied research performed here. The Institute of Nuclear Physics is actively involved in development of nuclear physics not only in Almaty, but in other cities establishing its branches in Astana, Aktau and other cities of the country;

it became a very attractive place for juniors to do science. Being a site of the Conference, the Institute of Nuclear Physics regularly provides opportunities for scientists to share their scientific results and develop joint projects.

It is my sincere pleasure to note that interest to the Conference is continuously growing up from year to year and our Sixth Conference gathered today representatives of more than 25 countries and international organizations. Each time the Conference expands over wider geography of the participants and over wider range of issues covered within the sections. The Conference will consider this time, along with traditional basic problems of nuclear physics and radiation material science, those exciting scientific projects to be realized in the Institute proving that INP has not only the memorable past but also the bright future.

Я желаю всем участникам конференции плодотворной работы, интересных научных дискуссий и приятных впечатлений от нашей прекрасной южной столицы.

I do believe that with your contribution this jubilee Conference will became a fruitful and productive scientific forum for peer scientists and friends with great stimulus to the development of international cooperation and establishing of international contacts and will be an impetus to advanced studies in the most challenging fields of modern basic and applied physics.

I wish all the Conference participants fruitful work, interesting scientific discussions and pleasant stay in the beautiful southern capital of Kazakhstan.

B.S. IZMUKHAMBETOV Minister of Energy and Mineral Resources RK ОТ ОРГКОМИТЕТА КОНФЕРЕНЦИИ Шестая Международная конференция «Ядерная и радиационная физика» состоялась 4-7 июня 2007 г.

в г. Алматы, Республика Казахстан. Конференция была приурочена к 50-летию образования ИЯФ.

Конференция была организована Министерством энергетики и минеральных ресурсов РК, Комитетом по атомной энергетике РК, Национальным ядерным центром РК, национальной атомной компанией «Казатомпром», Институтом ядерной физики НЯЦ РК, Ядерным обществом Казахстана, Евразийским национальным университетом им. Л. Гумилева.

Научная тематика конференции включала следующие разделы:

• Ядерная физика: Нейтроноизбыточные ядра. Нейтронные кластеры. Сверхтяжелые элементы: синтез и деление. Ядерная физика низких и средних энергий. Ядерная астрофизика.

• Радиационная физика твердого тела и проблемы материаловедения: Реакторные материалы и ядерное топливо. Новые материалы и технологии их получения;

материалы для водородной энергетики.

• Радиационная экология: Технологии снижения риска радиационно-опасных объектов и территорий.

Обращение и утилизация радиоактивных отходов. Аналитические методы для радиоэкологии и борьбы с незаконным оборотом ядерных и радиоактивных материалов.

• Ядерно-физические методы в медицине и промышленности: Производство и применение изотопов.

Ядерная медицина. Радиационная обработка материалов.

В работе конференции приняли участие более 250 человек из 19 государств: из Великобритании (2), Германии (4), Канады (2), Кореи (3), Польши (2), Словакии (2), США (4), Турции (1), Чехии (2), Японии (1), России (67), Белоруссии (2), Грузии (1), Киргизии (1), Узбекистана (15), Украины (3), Таджикистана (1), Казахстана (140).

Кроме того в работе конференции приняли активное участие делегации и представители Международных научных центров и организаций – ОИЯИ, МНТЦ, CNCP. Казахстан был представлен всеми ведущими физическими центрами и вузами Республики.

Спонсорами конференции выступили следующие организации: ISTS, Samyoung Unitech Co., Ltd, Korea, IBA, Belgium.

В Программу 6-ой Международной конференции «Ядерная и радиационная физика» были включены доклады, которые отражали наиболее значимые достижения физической науки в мире и в Казахстане. Были выделены основные перспективные направления развития физической науки в Казахстане и роль ИЯФ в решении поставленных новых задач. По предложенным направлениям заслушаны пленарные доклады, представленные ведущими мировыми специалистами, и проведены обсуждения в формате «круглых столов»: 1 - Перспективы фундаментальных и прикладных исследований на ускорителях тяжелых ионов;

- Актуальные проблемы реакторного материаловедения;

3 - Актуальные проблемы радиоэкологии в связи с развитием атомной энергетики в Казахстане;

4 - Перспективы развития ядерной медицины в Казахстане.

В настоящий сборник включены устные доклады, представленные на пленарном заседании и на круглых столах, а также стендовые доклады.

Оргкомитет выражает искреннюю благодарность всем участникам за проявленный интереск конференции и представленные научные результаты, активную и плодотворную работу в формате круглых столов.

Мы также искренне признательны членам Международного Консультативного Совета и нашим спонсорам за помощь и поддержку в организации конференции.

Председатель Оргкомитета Конференции, профессор К.К. Кадыржанов REPORTS ДОКЛАДЫ Reports СОЗДАНИЕ И РАЗВИТИЕ ЯДЕРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН Кадыржанов К.К., Жотабаев Ж.Р.

Национальный ядерный центр РК, г. Курчатов, Республика Казахстан В марте 2005 году в Париже прошла международная конференция "Ядерная энергетика для XXI века" с участием представителей 74 стран, которая была организована МАГАТЭ в сотрудничестве с Организацией экономического сотрудничества и развития. Подавляющее большинство участников конференции подтвердили, что "ядерная энергетика может внести важный вклад в удовлетворение энергетических потребностей и обеспечение устойчивого мирового развития в XXI веке в отношении большого числа как развитых, так и развивающихся стран".

В Послании Президента Республики Казахстан Н.Назарбаева народу Казахстана от 28 февраля 2007 года в числе важнейших направлений внутренней и внешней политики указано на необходимость развития электроэнергетических ресурсов и создания основ атомной энергетики. В Стратегии индустриально-инновационного развития страны до 2015 года предусмотрено интенсивное развитие возрожденных и новых отраслей, таких как, машиностроение, нефтехимия, ядерные, космические, информационные, нано- и биотехнологии. Все это неизбежно потребует увеличения энергетических затрат и, соответственно, развития энергетического сектора экономики. На рисунке 1 приведены данные по производству и потреблению электроэнергии в Казахстане на период с 1990 по 2005 годы и прогнозные оценки до 2015 года.

В 1990 г. произведено – 87,4 млрд. кВт·ч;

потреблено– 104,7 млрд. кВт·ч В 2005 г. произведено – 67,564 млрд. кВт·ч;

потреблено– 68,224 млрд. кВт·ч Рис.1. Производство и потребление электроэнергии в Казахстане На сегодняшний день уже имеется дефицит электроэнергии на Юге и Западе Казахстана, который имеет тенденцию к увеличению. Это обусловлено крайне неравномерным распределением электрогенерирующих мощностей. Большая часть топливо-добывающих предприятий находится в северной и центральной части Казахстана. При этом возникает необходимость строительства протяженных линий электропередачи, что связано с возникновением больших потерь электроэнергии и приводит к ее удорожанию. Для решения проблем энергодефицита промышленных центров Юга и Запада, по всей вероятности, необходимо строительство АЭС большой и средней мощности.

Одним из ключевых вопросов здесь является вопрос конкурентоспособности с тепловыми угольными электростанциями. Проведенные совместно со специалистами JAPC (Япония) параметрические исследования зависимости себестоимости вырабатываемой электроэнергии для современного атомного энергоблока электрической мощностью 600 МВт, что является оптимальным для условий Казахстана, показывают (рисунок 2, 3), что такой энергоблок способен обеспечивать себестоимость в диапазоне 2,37 – 4,31 цент/кВт*ч (для базового варианта – 2,97 цент/кВт*ч). Действующие на сегодня тарифы на электроэнергию в Западном и Южном Казахстане соответственно 5,2 и 4,72 тенге/кВт*ч, а за вычетом затрат РЭКов на передачу электроэнергии потребителям примерно 4,7 и 4,22 тенге/кВт*ч (~3,76 и 3,37 цент/кВт*ч), при рассчитанной себестоимости дадут возможность окупить капвложения в строительство АЭС в срок до 7,5 лет.

Reports Базовый расчетный вариант Тип реактора – PWR.

Мощность - 600 МВт (эл.).

Термический КПД - 34,6%.

Выгорание топлива - 42,5 ГВт*сут/т.

Обогащение по U-235 - 3,6%.

Первичная загрузка - 12 т.

Кампания - 4,33 года.

Срок службы - 40 лет.

Дисконтирование - 5%.

КИУМ - 75%.

Сб д 5% Рис.2. Оценка себестоимости электроэнергии АЭС в условиях Казахстана 2, 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 цент/кВт*ч Ставка дисконтирования / 2% 10% процент по кредитам 90% 60% КИУМ - Удельные капвложения 2200 $/кВт 1600 $/кВт 3% - Собственные нужды 8% 5% - Обогащение топлива по U- 3,6% - Выгорание топлива 55 ГВт*сут/т 42,5 ГВт*сут/т % -30 -20 -10 0 10 20 30 40 Рис.3. Параметрические исследования себестоимости электроэнергии Из анализа следует также, что значительное влияние на базовую себестоимость оказывает ставка дисконтирования – почти 50%-ное увеличение при возрастании дисконта до величины в 10%. То есть, если наше государство заинтересовано в развитии атомной энергетики и повышении ее экономической эффективности, то ему необходимо применять прямые бюджетные инвестирования без привлечения заемных средств, тогда АЭС достаточно легко может составить конкуренцию угольным станциям в указанных регионах страны.

Reports Наряду с проблемами Южного и Западного регионов Казахстана существует серьезная проблема энергоснабжения малых городов численностью населения до 50 тыс. человек, удаленных от топливных и энергетических источников. Это ставит под угрозу само существование таких городов, в то время как малые города имеют стратегическую значимость для государственности. Таких городов сейчас в Республике насчитывается 60 (рисунок 4). Для обеспечения малых городов энергетическими ресурсами представляется целесообразным строительство АЭС малой мощности.

  Мамлютка Булаево Сергеевка Тайынша Щучинск Степняк Макинск Аксу Степногорск Лисаковск Акколь Житикара Ерейментау Шемонаиха Атбасар Есиль Аксай Курчатов Зыряновск Державинск Серебрянск Шар Сарань Хромтау Аркалык Алга Каркаралинск Абай Шахтинск Кандыагаш Зайсан Темир Аягоз Эмба Каражал Шалкар Кульсары Ушарал Аральск Приозерск Сарканд Уштобе Казалинск Текели Форт - Шевченко Жаркент Капшагай Шу Есик Жанаозен Каскелен Жанатас Талгар Каратау Арыс Ленгер Сарыагаш Шардара Жетысай Рис.4. Малые города Казахстана Министерством энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан разработан энергетический баланс страны до 2030 года, и в настоящее время на его основе формируется перспективный План мероприятий по развитию электроэнергетики. Прогноз топливно электроэнергетического баланса Республики показывает настоятельную необходимость диверсификации источников электроэнергии с постепенным переходом от углеводородного сырья на возобновляемые источники энергии, гидроресурсы, а также, в перспективе, на атомную энергетику.

В настоящее время в мире эксплуатируется 443 энергетических реактора, и ядерная энергетика обеспечивает приблизительно 16% мировой выработки электроэнергии, не отставая от устойчивого роста глобального электроэнергетического рынка. Двадцать шесть атомных электростанций находятся на стадии строительства, при этом большая часть (15) в Азиатском регионе.

Более чем 50-летний опыт развития ядерного реакторостроения позволил разработать современные конструкции энергетических реакторов третьего поколения, которые обладают более высокой степенью систем безопасности, усовершенствованными методами предотвращения аварий и имеющие срок службы до 60 лет. Исследования в области инновационных и усовершенствованных конструкций реакторов продолжаются по всем типам реакторов — водоохлаждаемым, газоохлаждаемым, с жидкометаллическим теплоносителем и гибридным системам. Эти исследования дополняют два крупных международных проекта по содействию инновациям - Международный форум "Поколение IV" (МФП) и Международный проект МАГАТЭ по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам (ИНПРО).

Уровень развития ядерной техники и технологии является одним из важнейших показателей научно-технического и промышленного потенциала государства, в значительной степени определяющим его стратегическую значимость и политический вес.

Reports Создание технической базы для развития ядерной техники и технологии требует колоссальных финансовых и интеллектуальных вложений, что под силу далеко не всем странам. В Республике имеется хороший задел для развития ядерной энергетики: успешно функционирующие уранодобывающее и перерабатывающее объединение Национальная атомная компания «Казатомпром» и Республиканское государственное предприятие «Национальный ядерный центр Республики Казахстан». Национальный ядерный центр РК обладает уникальной экспериментальной базой, в которую входят три исследовательских реактора, ряд экспериментальных стендов, четыре ускорительных комплекса и различные ядерно-физические установки. Научные результаты, полученные в области ядерной физики, ядерных технологий, радиационного материаловедения, физики твердого тела, а также опыт, накопленный при экспериментальных исследованиях поведения ядерного топлива, материалов и конструкций ядерных реакторов при моделировании переходных и аварийных режимов работы, вызывают определенный интерес у специалистов различных стран мира (Япония, Франция).

В 2002 году постановлением Правительства Республики Казахстан была одобрена «Концепция развития урановой промышленности и атомной энергетики на 2002-2030 годы», (Концепция) в которой были сформулированы основные положения стратегии развития атомной энергетики и урановой промышленности в Казахстане. В 2004 году Правительством Республики была утверждена «Программа развития урановой промышленности Республики Казахстан на 2004-2015 годы».

Далее для решения основных задач Концепции и «Стратегии вхождения Казахстана в число наиболее конкурентоспособных стран мира», и выполнения мероприятий по реализации ежегодного Послания Президента народу Казахстана необходима разработка Государственной Программы развития ядерно-энергетической отрасли.

Целью Государственной программы должно явиться развитие ядерно-энергетической отрасли для обеспечения энергетической безопасности и устойчивого территориального развития страны.

Основные задачи, которые будут решаться в рамках Государственной программы:

1. Диверсификация производства электроэнергии и тепла на основе использования атомных источников энергии.

2. Освоение выпуска высокотехнологичной урановой продукции, материалов ядерной техники, комплектующих элементов и оборудования атомной энергетики.

3. Организация в стране разработки и проектирования ядерных энергетических установок и других объектов ядерного топливного цикла.

4. Разработка и внедрение современных технологий, инфраструктуры и системы обращения с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом предприятий ядерной энергетики и других отраслей.

5. Обеспечение безопасного вывода из эксплуатации реактора БН-350 в г. Актау.

6. Осуществление комплекса мероприятий по обеспечению безопасности объектов ядерно энергетической отрасли и охраны здоровья населения.

7. Реализация социально-направленных проектов, связанных с использованием атомной энергии, в том числе проведение мероприятий по достижению общественного согласия в вопросах развития ядерной энергетики.

8. Обеспечение режима нераспространения на всех этапах развития ядерно-энергетической отрасли.

9. Развитие международного сотрудничества по использованию атомной энергии в мирных целях.

10. Научное, методическое и кадровое обеспечение ядерно-энергетической отрасли.

11. Развитие нормативно-правовой базы для проведения единой государственной политики в ядерно-энергетической отрасли, включая процедуры выбора, лицензирования и реализации проектов АЭС.

Создание ядерно-энергетической отрасли и развитие ядерной энергетики в Республике позволит решить целый комплекс взаимосвязанных проблем, направленных на обеспечение энергетической безопасности страны. Это позволит оптимально и сбалансировано использовать имеющиеся топливные и минеральные ресурсы, повысить экспортный потенциал страны, обеспечить экологическую чистоту энергетической отрасли, кроме того, позволит сохранить и развивать научный и технический потенциал Казахстана в области ядерной энергетики и промышленности. Широкомасштабное развитие ядерной энергетики предполагает развитие целого ряда смежных отраслей, таких как тяжелое и высокоточное машиностроение, цветная и черная металлургия, электроника, строительная индустрия и т.д.

Основными принципами развития ядерно-энергетической отрасли должны быть:

• максимальное использование отечественного научно-технологического потенциала и технических средств для развития ядерной энергетики;

Reports • международная кооперация в области развития реакторостроения и сооружения объектов ядерной энергетики, проведения исследований в обоснование ее безопасности, создания систем замкнутого топливного цикла;

• интеграция ведомственных и отраслевых программ, связанных с развитием и использованием ядерных технологий.

Целесообразно усилить концентрацию специалистов, занятых в области ядерной физики и техники, атомной промышленности, с целью успешного создания основ атомной энергетики и обеспечения эффективного и устойчивого развития отрасли на первом этапе крайне важным является образование Национального агентства по атомной энергии с прямым подчинением Правительству, задачей которого должна быть выработка стратегии и государственной политики в этой сфере. Для строительства и эксплуатации атомных станций необходимо создать Национальную атомную энергетическую компанию.

Интеграция Национального агентства по атомной энергии (НААЭ), Национальной атомной энергетической компании (НАЭК) и действующих предприятий НАК «Казатомпром» и РГП НЯЦ РК позволит построить базовую инфраструктуру ядерно-энергетической отрасли Казахстана, со следующими функциями:

НААЭ – Разработка стратегии развития отрасли, реализация государственной политики, координация деятельности организаций отрасли и управление отдельными направлениями такой деятельности, обеспечение безопасности атомной энергетики, поддержание режима нераспространения ядерного оружия;

НЯЦ РК – Обеспечение научно-технической основы развития отрасли, поддержка принятия решений государственными органами в области мирного использования атомной энергии, сохранение необходимого уровня ядерной компетентности страны. Теоретические и экспериментальные исследования в области физики реакторов, безопасности реакторных установок, ядерной физики, радиационного материаловедения, радиационной безопасности и экологии, обеспечение реакторных испытаний новых разработок топливных элементов и сборок. Подготовка кадров для отрасли. Деятельность НЯЦ относится к решению долгосрочных стратегических задач и требует поддержки государства, поэтому необходимо сохранить форму государственного предприятия;

НАК «Казатомпром» – Развитие атомной промышленности, включая обеспечение производства ядерного топлива, разработка и изготовление топливных сборок для различных типов реакторов, производство бериллия для ядерных реакторов и ИТЭР;

НАЭК – Развитие атомной энергетики, включая строительство и эксплуатацию казахстанских АЭС на начальном этапе развития отрасли (в дальнейшем возможно создание других атомных энергетических компаний или включение АЭС в структуру существующих энергетических компаний).

Для успешного развития ядерной энергетики необходимо создание инфраструктуры промышленных производств с использованием ядерных технологий как полноценного сектора национальной экономики. Поддержка государством такой инфраструктуры будет существенным фактором развития энергетической отрасли, а также развития национальной экономики в стратегически важном направлении.

Одной из первостепенных задач развития ядерной энергетики является создание сети специализированных проектно-конструкторских бюро для разработки проектов строительства атомных электростанций, а также формирование организаций эксплуатирующих АЭС.

Для успешного развития ядерной энергетики необходимы разработка технологий и осуществление безопасных, надежных, экономически эффективных, устойчивых с точки зрения нераспространения программ ядерного топливного цикла. Это предполагает взаимоувязанную работу предприятий ядерно энергетической отрасли для создания замкнутого ядерного топливного цикла и материалов.

Серьезной проблемой ядерно-энергетической промышленности является безопасное обращение с отработавшим ядерным топливом и его захоронение. В настоящее время в Республике решается проблема утилизации радиоактивных отходов, накопленных при эксплуатации реактора БН-350, исследовательских реакторов, деятельности предприятий урановой промышленности, нефтедобывающей отрасли, а также в других отраслях народного хозяйства. Для комплексного решения этой задачи необходимо создание полномасштабной инфраструктуры по обращению с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами, использующей современные инновационные технологии.

Устойчивое развитие ядерно-энергетической отрасли возможно при эффективной научно технической поддержке, которая может быть осуществлена путем целенаправленного развития фундаментальных и прикладных исследований в области ядерной физики, радиационного материаловедения, ядерной и водородной энергетики, а также управляемого термоядерного синтеза.

Поэтому одним из важных направлений в развитии отрасли является обеспечение качественно нового Reports уровня научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок прикладного характера, в первую очередь в области создания и внедрения «прорывных» ядерных технологий.

Существенным фактором, как в политическом, так и в научном плане представляется международная кооперация и расширение участия организаций Казахстана в международном сотрудничестве в области мирного использования ядерной энергии. Казахстан, являясь членом МАГАТЭ и многих других международных организаций, вполне может рассчитывать на содействие со стороны международного сообщества и обмен опытом в разработке и использовании мирных ядерных технологий;

в поддержании и расширении глобального режима ядерной безопасности, а также в укреплении физической безопасности и сохранности ядерных и радиоактивных материалов и установок;

и в предотвращении распространения ядерного оружия.

Особо следует отметить опыт успешного многолетнего сотрудничества научных организаций и ученых Республики Казахстан и Российской Федерации. В настоящее время разработана Программа сотрудничества в области мирного использования атомной энергии. Данная программа включает сотрудничество по следующим основным направлениям:

• интеграция в области производства ядерного топлива;

• сотрудничество в области атомной энергетики;

• сотрудничество в сфере подготовки кадров для атомной отрасли.

В конце апреля текущего года подписаны Соглашения о сотрудничестве в сфере исследований и развития ядерной энергетики, а также по подготовке кадров с Агентством Японии по Атомной энергии и Японской атомно-энергетической компанией.

Для полноценного развития отрасли необходимо совершенствовать нормативно-правовую базу для проведения единой государственной политики в сфере ядерной энергетики, обеспечения режима нераспространения, а также систему государственного надзора за безопасным использованием ядерной энергии. Существование в стране эффективной системы государственного надзора улучшает инвестиционный климат в ядерной энергетике и промышленности, поскольку часто условием сотрудничества с промышленно развитыми странами и вложения инвестиций является соответствие правовой базы и государственной инфраструктуры в обеспечении ядерной и радиационной безопасности на территории Республики.

Для реализации планов развития ядерно-энергетической отрасли необходимо совершенствовать систему подготовки и переподготовки специалистов, инженерного и технического персонала. В ряде отечественных вузов ведется подготовка инженеров по специальности «Ядерные реакторы и энергетические установки», а также по ряду специальностей «Техническая физика». Но этого явно недостаточно и необходимо проработать вопрос дополнительной подготовки специалистов для ядерно энергетической отрасли, как в нашей стране, так и за рубежом на базе крупных научных центров.

В настоящее время многие государства сталкиваются с проблемой старения кадров в атомной отрасли. Для решения этой проблемы создаются механизмы для сохранения информации и знаний в целях использования будущими поколениями. МАГАТЭ осуществляет широкую деятельность, направленную на сохранение ядерных знаний и управление ими. При поддержке Агентства Всемирный ядерный университет проводит такие курсы как, спрос и предложение на мировом энергетическом рынке, ядерные технологии для устойчивого развития, ядерное право, радиационная защита, обращение с отходами и нераспространение. Другая инициатива Агентства, направленная на сохранение и поддержание ядерных знаний – это создание Международной системы ядерной информации (ИНИС). В декабре 2005 года Агентство создало информационный портал Nucleus для того, чтобы обеспечить одну общую точку доступа для правительств, промышленности, научного сообщества и населения к ядерным знаниям и информационным ресурсам Агентства.

И, наконец, немаловажной проблемой для успешного развития ядерной энергетики в Казахстане, как и в любой цивилизованной стране, является завоевание доверия общества и достижение общественного согласия в вопросах мирного использования ядерной энергии. Для решения этой проблемы необходимо обеспечить максимальную информированность населения и общественных организаций по всем аспектам деятельности отрасли.

Поскольку нынешняя конференция посвящена 50-летию Института ядерной физики НЯЦ РК, хотелось бы, особо отметить макропроекты института за последние годы. Обладая 40-летним опытом разработки и эксплуатации ядерно-физических установок, Институт ядерной физики НЯЦ РК совместно с Объединенным институтом ядерных исследований (г. Дубна, Российская Федерация) в 2006 году завершил создание в новой столице Казахстана при ЕНУ им. Гумилева современного научно-исследовательского комплекса, основой которого является первый в Центральной Азии мощный ускоритель тяжелых ионов ДЦ-60, ЭЦР-источник тяжелых многозарядных ионов и комплект технологического оборудования для производства ядерных трековых мембран на основе полимерных пленок. Созданный комплекс является Reports уникальным образцом сотрудничества НИИ (Астанинский филиал ИЯФ) и ВУЗа (ЕНУ им. Гумилева) и замечательным примером взаимодействия, в рамках которого научно-исследовательский и преподавательский опыт, техническая база научно-исследовательского института и учебного университета объединены для достижения общей цели.

В 2004 году Институт ядерной физики по решению Правительства Республики Казахстан начал работу по созданию в п. Алатау под г. Алматы Центра ядерной медицины и биофизики. Необходимость создания такого центра обусловлена серьезным отставанием Республики от среднемирового уровня в применении методов ядерной медицины для диагностики и лечения социально-значимых заболеваний.

Основными задачами

создаваемого центра являются: комплексная радионуклидная и лучевая диагностика;

специализированное лечение радиофармпрепаратами;

производство широкого спектра изотопов и радиофармпрепаратов;

разработка и испытания новых радиофармпрепаратов;

радиационная стерилизация изделий медицинского назначения;

подготовка казахстанских специалистов в области радионуклидной диагностики и терапии. Уникальность Центра ядерной медицины и биофизики заключается в том, что именно здесь планируется впервые в Казахстане внедрить метод позитрон-эмиссионной томографии – один из самых современных и эффективных методов радионуклидной диагностики, а также создать отделение радионуклидной терапии для лечения онкологических и ряда других заболеваний.

Быстрый экономический рост Республики Казахстан предопределил изменение приоритетов государственных инвестиций, которое наметилось в последнее время. Все больше внимания государства обращается на долгосрочные перспективные научно-технические разработки, которые могли бы позволить поднять как отдельные отрасли промышленности Казахстана на качественно новый технологический уровень, так и престиж Республики в глазах международной общественности и иностранных инвесторов.

В настоящее время Институт ядерной физики НЯЦ РК совместно с Объединенным институтом ядерных исследований (г. Дубна, Российская Федерация) создает ускорительный комплекс по синтезу новых сверхтяжелых элементов на территории Института в п. Алатау под г. Алматы. Общими усилиями ОИЯИ и ИЯФ будут продолжены исследования по открытию новых элементов на принципиально новом уровне и экспериментально подтверждено существование предсказанного выдающимися физиками-теоретиками так называемого «острова стабильности» в области сверхтяжелых ядер. Открытие «острова стабильности», без всякого сомнения, станет одним из великих открытий современности. В случае успешной реализации этого проекта Казахстан может стать родиной новых сверхтяжелых элементов с порядковым номером 120 и выше и вписать свое имя не только в таблицу Менделеева, но и в историю человечества. Трудно переоценить влияние успешной работы в этом направлении на усиление положительного имиджа и политического веса Казахстана в мировом сообществе.

Reports РЕАКТОРНЫЕ УСТАНОВКИ МАЛОЙ МОЩНОСТИ Кенжин Е.А.

Национальный ядерный центр Республики Казахстан Институт атомной энергии Введение В настоящее время во многих странах мира наблюдается возобновление интереса к разработкам и анализу возможных применений. В настоящее время концепции и проекты разрабатываются в 15 странах мира, причем разработки ведутся как в промышленно развитых, так и в развивающихся странах.

Поддержка развития эволюционных и инновационных технологий атомной энергетики, включая проекты по созданию реакторов малой мощности, является сегодня одним из приоритетных направлений программной деятельности МАГАТЭ.

Разрабатываемые реакторы малой мощности охватывают все основные типы – водоохлаждаемые, с жидкометаллическим охлаждением, газоохлаждаемые, также используются и некоторые нетрадиционные концепции. Установки с реакторами малой мощности могут быть построены как отдельно, так и в качестве модулей более крупного комплекса с пошаговым добавлением мощности по мере необходимости.

Разработчики используют специально выбранные проектные решения, позволяющие упростить общую компоновку реакторной установки, применить модульный подход, и использовать преимущества массового производства. В разрабатываемых проектах реакторы малой мощности большое внимание уделяется реализации следующих направлений:

• широкому использованию пассивных систем для охлаждения активной зоны, управления реактивностью и останова реактора, а также отвода остаточного тепловыделения;

• обеспечению длительной работы без перегрузки и перестановки топлива, что может способствовать повышенной защищенности от распространения делящихся материалов;

• минимизации выбросов радиоактивных веществ в окружающую среду (как при нормальной эксплуатации, так и при возникновении аварии) и уменьшению размеров санитарно-защитной зоны до границ промышленной площадки.

Повышенный интерес к разработке реакторов малой мощности обусловлен следующими факторами:

• при прогнозируем росте энергопотребления (из-за увеличения численности населения и роста экономики) в развивающихся странах, в настоящее время недостаточно развита инфраструктура и ограниченна энергоемкость электрических сетей. В этих условиях реакторы малой мощности могут оказаться вполне естественным выбором для удовлетворения энергопотребностей в таких странах;

• у многих развивающихся стран имеются лишь ограниченные средства для инвестиций. В этих условиях и с учетом либерализации энергетического рынка использование реакторов малой мощности может оказаться не просто предпочтительным, но и единственно возможным выбором для развития атомной энергетики;

• в развитых странах либерализация рынка требует большей гибкости в применениях АЭС, что как раз и могут обеспечить реакторы малой мощности (например, модульные реакторы малой мощности позволяют постепенно наращивать мощности АЭС, тем самым “растягивая” потребность в инвестициях во времени и соответственно снижая финансовый риск).

• реакторы малой мощности представляют вполне конкретный интерес для неэлектрических применений, как на ближайшую (обессоливание морской воды, централизованное отопление), так и на более отдаленную перспективу (производство водорода, конверсия органических топлив, другие применения высокопотенциального тепла);

• новые технологии невозможно сразу развернуть в большом масштабе, поэтому отработка инновационных технологий на реакторах-прототипах малой мощности во многих случаях является необходимым шагом для последующего их широкомасштабного внедрения.

Еще одним аргументом в пользу реакторов малой мощности является принципиальная возможность быстрой модификации их конструкций и применений под постоянно меняющиеся потребности рынка. Однако для полной реализации преимуществ экономии малых модулей необходимо их массовое серийное производство, а для этого нужен выход на мировые рынки.

Граница, отделяющая «большую» энергетику от «малой» в настоящее время четко не определена.

Согласно классификации МАГАТЭ, к реакторам малой мощности относятся реакторы (единичные блоки) с Reports электрической мощностью до 300 МВт (при соответствующей тепловой мощности 750-850 МВт) а к реакторам средней мощности — с электрической мощностью от 300 до 700 МВт.

В отличие от большой энергетики, где номинальные мощности могут отличаться в несколько раз, мощности малой энергетики могут отличаться в сотни раз. Поэтому для удобства сравнения характеристик атомных станций с реакторов малой мощности (далее АСММ) введено разделение на четыре группы по тепловой мощности используемого реактора (единичного блока):

• до 10 МВт (включительно);

• от 10 до 100 МВт;

• от 100 до 300 МВт;

• свыше 300 МВт.

АСММ каждой из групп имеют вполне определенное предназначение:

• АСММ первой группы предназначены для удовлетворения преимущественно бытовых нужд в населенных пунктах сельского типа численностью 2 – 3 тыс. человек. Как правило, подобные поселки не имеют значительных промышленных предприятий. АСММ первого типа не требуют постоянного обслуживания специалистами.

• АСММ второй группы - нацелены на энергоснабжение районных центров и относительно крупных населенных пунктов численностью 10-15 тыс. человек. Они характеризуются наличием какого либо промышленного объекта и имеют некоторые признаки городской инфраструктуры. Обслуживание таких АСММ может проводиться вахтовым методом.

• АСММ третьей группы предназначены для достаточно крупных населенных пунктов с развитой промышленностью и инфраструктурой. Как правило, такие АСММ должны включаться в местные энергосистемы (энергоузлы). Их сооружение и эксплуатация требуют создания строительно-монтажной и ремонтно-эксплуатационной базы. Появляется необходимость в строительстве жилого поселка энергетиков и комплекса, сопутствующего крупному энергетическому строительству. Плавучее исполнение АСММ в этом случае может значительно сократить объем строительно-монтажных работ. В трех первых группах возможно пассивное решение всех систем безопасности.

• АСММ четвертой группы по своим свойствам, условиям создания и применения мало отличаются от станций большой энергетики, уступая им, естественно, в экономических показателях.

Однако, вследствие меньших абсолютных значений мощностей, в них существенно проще решаются проблемы безопасности для проектных ситуаций. АСММ четвертой группы предназначены в качестве базового автономного источника для тепло- и электроснабжения больших городов и регионов.

Кроме того, по назначению атомные станции с реакторами малой мощности (без жесткой привязки к уровню мощности ректора) могут быть разделены на два типа:

• Системообразующие автономные АС для изолированных районов, лишенные внешних поставщиков энергии и со сложными условиями снабжения энергоносителями (топливом);

• АС, предназначенные для реконструкции существующих систем электро и/или теплоснабжения, ориентированные на сокращение потребления органического топлива и улучшение экологической обстановки.

Экономические характеристики атомных станций с реакторами малой мощности варьируются в широком диапазоне и определяются как техническими характеристиками самого реактора, так и масштабами АС (количествам энергоблоков) и условиями строительства. Очевидно, что АС с большей единичной мощностью энергоблока (реакторной установки) и/или с большим количеством работающих блоков будут экономически более эффективными. Однако для удаленных регионов с дефицитом электрической и/или тепловой энергии может оказаться экономически целесообразным применением АС с достаточно высокой себестоимостью производства энергии.

Экономические показатели АСММ можно проиллюстрировать следующими данными:

• стоимость строительства - от 1000 до 13000 долл. США/ кВт(эл.);

• себестоимость электроэнергии - от 1,8 до 13 центов/кВт;

• себестоимость тепловой энергии - от 5 до 40 долларов/Гкал.

Общая стоимость строительства АСММ может составлять от ~30млн.долларов США (для АС с тепловой мощностью 1020МВт) до ~ 650 млн. долларов США и более для АС с тепловой мощностью 750-850 МВт.

Реакторы малой мощности разработки стран дальнего зарубежья Реакторы малой мощности разрабатываются рядом стран дальнего зарубежья, в том числе США, Южной Кореей, Францией, Японией, Китаем. Характеристики некоторых реакторов малой мощности, разработанных в дальне зарубежье, представлены в таблице 1.

Reports Таблица 1. Характеристик реакторов малой мощности, разработанных в странах дальнего зарубежья Электрическая Разработчик проекта Название Тип реактора мощность, МВт CAREM Реактор с водой под давлением 27-100 CNEA и INVAR Аргентина MPX Реактор с водой под давлением 30-100 JAERI, США IRIS-50 Реактор с водой под давлением 50 Вестингхаус, США SMART Реактор с водой под давлением 100 KAERI, Ю. Корея NP-300 Реактор с водой под давлением 100-300 Техникатоме, Франция NHR-200 Реактор с водой под давлением 200 Китай MSBWR Реактор на кипящей воде 50 Дэ&Университет Пердью, США Реактор с жидкометаллическим 4S 10;

50 Тошиба, GRIERI (Япония) теплоносителем (натрий) Реактор со свинцово-висмутовым 53 Япония LSPR теплоносителем Реактор с жидкометаллическим Рапид-Л 200 Тошиба, GRIERI (Япония) теплоносителем (натрий) Реактор жидкометаллическим PRISM 150 «Дженерал Электроник» (США) теплоносителем Высокотемпературный Дженерал Атомик (США), Минатом GT-MNR газоохлаждаемый ядерный реактор (Россия) и др.

FUGI Реактор на расплавленных солях 100 ITHMSO, Япония-Россия-США Реакторы малой мощности разработки Российской Федерации В настоящее время Россия на различных стадиях разработки имеется около 40 проектов (реакторных установок малой мощности различных конструкций и типоразмеров).

Таблица 2. Характеристики атомных станций разработки РФ с тепловой мощностью до 10 МВт Тепловая Наименование Разработчик проекта мощность, МВт «Елена» 2,5 ИПСЭ «ЯТЭУ» 2,7 НПО «Красная Звезда»

«Крот» 6,0 ФГУП «НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля»

«Бета» 10,0 РНЦ «Курчатовский институт»

«Север-10 (гелиевый)» 8,0 ВНИИАМ «Север-10 (кипящий)» 8,0 ВНИИАМ «ТЭС-М» 5,0 ЦКБМ «Саха-92» 7,0 ФГУП «ОКБМ им. И.И. Африкантова»

Российские специалисты отмечают достаточно глубокую проработку проектов водо-водяной реакторных установок типа АБВ-6 и СВБР 75/100 с реактором на быстрых нейтронах. В 2007 году начато строительство плавучей АЭС с двумя реакторными установками КЛТ-40С в г. Северодвинске. Проект реакторной установки ВБЭР-300 рассматривается Росатомом как один из наиболее перспективных (в своем классе) для реализации в России в рамках программы развития атомного энергопромышленного комплекса.

Характеристики атомных станций с реакторами малой мощности разработки РФ различных групп представлены в таблицах 2-4.

Reports Таблица 3. Характеристики атомных станции разработки РФ с тепловой мощностью от 10 МВт до 100МВт Тепловая Наименование Тип реактора Разработчик проекта мощность Водо-водяной бассейновый ФГУП «НИКИЭТ им.

РУТА 20,30,55, реактор Н.А. Доллежаля»

Водо-водяной реактор с 38 (существует ФГУП ОКБМ им.

АБВ естественной циркуляцией вариант на 53МВт) И.И. Африкантова Модульный ЯТЭУ-М 14,5 НПО «Красная Звезда»

жидкокристаллический реактор (натрий) Быстрый АСМБ-10 40 НПО «Красная Звезда»

жидкометаллический реактор (Na-K-эвтектика) Быстрый Ангстрем 30 ОКБ «Гидропресс»

жидкометаллический реактор (свинец-висмут) ФГУП НИКИЭТ им.

Унитерм Водо-водяной реактор 15, Н.А. Доллежаля Таблица 4. Характеристики атомных станции разработки РФ с тепловой мощностью свыше100МВт Наименование Тепловая мощность, Разработчик проекта МВт СВБР-75/100 280 ОКБ «Гидропресс»

«ВБР-300» 850 ФГУП ОКБМ «АТЭЦ-80» 250 ФГУП ОКБМ «АТЭЦ-150» 535 ФГУП ОКБМ им. И.И. Африкантова «АТУ-2» 125 ФГУП «НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля»

«КЛТ-40С» 160 ФГУП ОКБМ им. И.И. Африкантова «ВК-25» 135 ФГУП «ГИ «ВНИПИЭТ»

«РКМ» 150 ФГУП «НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля»

«ВК-200» 710 ФГУП «НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля»

«НИКА-500» 120 ФГУП «НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля»

«ВТРС-50» 150 РНЦ «Курчатовский институт»

«КН-3» 300 ФГУП «ГИ «ВНИПИЭТ»

БРЕСТ 300 ФГУП «НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля»

Более подробные характеристики наиболее перспективных атомных станций мощностью от 10 до 100МВт представлены в таблице 5.

Reports Таблица 5. Характеристики перспективных АС мощностью от 10 до 100МВт Для использования в Казахстане интересны реакторы разработки ФГУП СКБМ типа АБВ, и ВБЭР 300, внешний вид и особенности этих реакторов представлены на рисунке 1.

ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ 16…54 МВт 300…900 МВт компактная конструкция сочетание преимуществ судовых повышенной надежности установок и систем безопасности энергоблоков АЭС нового поколения Рис.1. Реакторы для атомных энергоисточников разработки ФГУП СКБМ Реактор АБВ Реактор АБВ представляет собой водо-водяной реактор с естественной циркуляцией теплоносителя, обладающий развитой внутренней самозащищенностью, достигаемой за счет отрицательных обратных связей и тепловой инерционности реактора. Реактор имеет вынесенную газовую систему компенсации.


Расположение основных элементов реактора АБВ представлено на рисунке 2.

Reports ПРИВОД СУЗ КРЫШКА РЕАКТОРА ПАРО ГЕНЕРАТОР БЛОК ЗАЩИТНЫХ ТРУБ КОРПУС РЕАКТОРА АКТИВНАЯ ЗОНА Рис.2. Основные элементы реактора АБВ Тепловая мощность реактора различных модификаций может составлять от 38МВт до 61 МВт, параметры первого контура АЭС с реакторной установкой АБВ – давление 15,7 МПа, температура на выходе из активной зоны 340 градусов Цельсия, производительность – 53-87 тонн в час.

При разработке реактора АБВ использованы освоенные технологии судовых ядерных реакторов.

В том числе применен многолетний опыт проектирования, изготовления и эксплуатации атомных подводных лодок, атомных ледоколов. Наработка судовых ядерных реакторов составляет на настоящий момент более 6000 реакторо-лет.

Также при разработке реактора АБВ использованы опыт разработки и лицензирования реактора КЛТ- 40С для плавучей АТЭС, принятой для сооружения в г. Северодвинске и опыт разработок атомных станций теплоснабжения крупных городов, прошедших экспертизу МАГАТЭ.

Основные характеристики реактора и его модификаций приведены в таблице 6.

Таблица 6. Характеристики реактора АБВ Значение Характеристика АБВ-6Ф АБВ-6M АБВ- Тепловая мощность, МВт 47 38 Высота реактора, мм 7300 7300 Диаметр корпуса реактора, мм 2140 2140 Число ТВС в активной зоне 121 121 Кампания, ч 70000 Обогащение урана, % 16,5 ~ Ресурс активной зоны, лет 10 10-13 10- Reports Тепловая мощность реактораАБВ-6ф может быть увеличена до 61 МВт за счет увеличения высоты активной зоны и парогенератора при сохранении основных технических решений реактора, при этом максимальная электрическая мощность АЭС составит 14.5 МВт.

Реакторный блок ВБЭР- Еще одним перспективным реактором является реактор ВБЭР-300. Внешний вид реакторной установки ВБЭР-300 приведен на рисунке 3.

ПАРОГЕНЕРАТОР ПРИВОДЫ СУЗ ГЛАВНЫЙ ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ РЕАКТОР НАСОС Рис.3. Реакторная установка ВБЭР- Тип реактора - корпусный с водой под давлением, мощность тепловая 850 МВТ, электрическая мощность составляет 295 МВт. Остальные характеристики реактора приведены в таблице 7.

Таблица 7. Характеристики реактора ВБЭР- Характеристика Значение Тип топлива UO Количество ТВС, шт. Интервал между перегрузками, эфф.сут. Давление I контура, МПа 15, Температура I контура, °С на выходе из АЗ на входе в АЗ Паропроизводительность, т/ч Давление перегретого пара на выходе из парогенератора, МПа 6, Температура перегретого пара на выходе из парогенератора, 0С Срок службы, год Технико-экономические характеристики атомных станций на базе РУ АБВ и ВБЭР-300 приведены в таблице 8.

Reports Таблица 8. Технико-экономические характеристики Параметры АБВ ВБЭР- Исполнение Плавучая АТЭЦ Наземная Плавучая ТЭЦ Наземная АТЭЦ АТЭЦ Количество РУ 2 2 2 1 Номинальная мощность 2х8,6 2х8,6 2х310 310 2х (эл.), МВт Электрическая мощность в 2х12 2х12 - 2х теплофикационном режиме, МВт Отпуск тепла, Гкал/ч 2х12 2х12 - 2х Периодичность перегрузки 1 раз в 10 лет 1 раз в 1,5 года топлива Время работы на мощности 7500… в год, ч Стоимость строительства, 52 80 484 265 млн. $* Себестоимость 4 1,8 1, электроэнергии, цент/кВтч Себестоимость тепловой 10…13 - 6, энергии, $/Гкал Использование реакторов малой мощности в Казахстане Работы по созданию двухблочной атомной тепло-электростанции на базе реактора АБВ-6 начаты в г. Курчатове в составе ядерно-энерготехнологического комплекса технопарка «Парк ядерных технологий ».

Вопрос о выборе типа реакторной установки рассматривался в контексте поставленной Правительством РК задачи формирования новой ядерно-энергетической отрасли страны, и рабочая группа Министерства энергетики и минеральных ресурсов рекомендовало этот тип реактора.

АТЭС с реактором АБВ-6М предназначена для обеспечения тепловой и электрической энергией население и предприятий г. Курчатова и будет являться базой для подготовки казахстанских специалистов для национальной «большой» ядерной энергетики Казахстана. Создаваемая в рамках технопарка АТЭС будет являться головным образцом перспективной серии атомных станций, которые планируется использовать для энергоснабжения малых городов Казахстана.

Рассматривается возможность строительство АС в г. Актау на основе реакторной установки ВБР-300 в рамках совместного проекта с Россией. Планируется участие казахстанских специалистов в доработке и адаптации проекта атомных станций малой мощности к условиям Казахстана, а также участие казахстанских предприятий в строительстве АТЭС в г. Курчатове. В рамках российско-казахстанского сотрудничества предусматривается коммерческая реализация совместных проектов АЭС малой мощности.

Заключение Говоря о целесообразности разработки и реализация инновационных проектов по созданию реакторов нового поколения малой и средней мощности с возможностью строительства энергоблоков в Республике Казахстан и перспективного продвижения на рынки третьих стран, целесообразно увязывать эту задачу с реальной реализацией проекта «Создание ядерного энерготехнологического комплекса на базе реакторной установки типа АБВ в Парке Ядерных Технологий в г. Курчатов».

Как известно, АС малой мощности проектируются, в основном, для использования в качестве локальных энергоисточников в отдаленных и труднодоступных регионах таких стран, как Россия, США, Канада. В Казахстане практически нет труднодоступных или отдаленных экономически значимых регионов. Однако в Казахстане очень остра проблема выживания и развития малых городов численностью населения до 50 тыс. человек. Таких городов сейчас в Республике насчитывается около 60, и практически все они находятся на грани выживания в силу того, что изначально вся их хозяйственная и экономическая деятельность была сконцентрирована, как правило, на одном градообразующим узкопрофильном производительном ресурсе. И даже обеспеченные таковым ресурсом малые города, тем не менее, не могут обеспечить диверсификацию своих локальных экономик и, соответственно, свое устойчивое Reports самостоятельное развитие. Коммунальные предприятия малых городов, в основном, являются убыточными.

Малым городам ежегодно требуются значительные дотации из бюджетов для покупки мазута, угля, газа для проведения отопительного сезона. Снижение объема производства или остановка градообразующих предприятий приводит к общему ухудшению социально-экономической ситуации в городах. Наблюдается отрицательная динамика численности населения в большинстве малых городов Казахстана. В то же время, с учетом значительного числа малых городов и достаточного равномерного их распределения по территории страны, особенно в периферийных регионах, нельзя недооценить стратегической значимости этих образований для развития государства в целом.

Создание вблизи малого города атомной станции на основе энергоблоков малой мощности позволяет предоставить ему долгосрочный универсальный ресурс в виде тепло- и электроэнергии, на основе которого будет обеспечена диверсификация региональной экономики путем развития производств, перспективных для данного региона и страны в целом. Сооружение атомных станций на основе современных энергоблоков единичной тепловой мощностью до 60 МВт со сроком службы 60 лет и периодом кампании (сроком между перегрузками ядерного топлива) около 10 лет, прежде всего, в бедных природными и иными экономически значимыми ресурсами малых городах, может стать экономически оправданным и экологически эффективным прочным фундаментом социально-экономического оздоровления этих территориальных образований.

Предоставление малым городам ресурса такого вида может быть реализовано в виде государственного инвестиционного проекта строительства атомного энергокомплекса с последующим привлечением негосударственных инвестиций в развитие различных видов энергоемких производств на основе льготных тарифов, прежде всего, на тепловую энергию. Такая форма вложения финансовых средств позволит добиться их строго целевого использования на обеспечение развития экономики и социальной сферы соответствующих территориальных образований.

Конечно, такой подход требует тщательного всестороннего изучения и не может быть реализован в короткий срок не только во всех малых городах страны, но даже и в сколько-нибудь значимой их части.

Такая программа может быть рассчитана на длительную перспективу, скажем, на период 40-50 лет с постепенным охватом малых городов Казахстана, которые практически лишены альтернативных значимых ресурсов для обеспечения собственного устойчивого развития. С точки зрения развития энергетики это означало бы ввод в эксплуатацию атомных энергоисточников суммарной тепловой мощностью 3-4 ГВт.

Это позволяет рассматривать перспективу строительства атомных станций малой мощности, используемых в качестве локальных источников энергоснабжения малых городов, как существенную долю программы развития атомной энергетики Казахстана, которая может составлять до 25% общих ожидаемых объемов производства энергии с помощью атомных энергоисточников.

Город Курчатов является типичным примером малого города с набором характерных экономических и социальных проблем, присущих другим малым городам Казахстана, и включен в Программу развития малых городов на 2004-2006 годы, утвержденную Постановлением Правительства Республики Казахстан от 31 декабря 2003 года №1389. Реализация проекта сооружения АС ММ на базе реактора типа АБВ-6 жизненно важна для г. Курчатова.

Прогнозные оценки, учитывающие будущие перспективы роста производственного потенциала и численности населения города, связанные с вводом в эксплуатацию комплекса КТМ, производств Технопарка, добывающих и перерабатывающих производств полезных ископаемых, находящихся на территории бывшего Семипалатинского полигона, развития сферы обслуживания и т.д., показывают возможный 1,5-2-кратный рост потребности в электро- и теплоэнергии Курчатова. Поэтому целесообразно рассматривать возможность строительства здесь двухблочной атомной станции на основе реактора АБВ- общей тепловой мощностью около 100 МВт.


Проведенные предварительные переговоры показали заинтересованность российских предприятий в совместной реализации проекта. Параллельно с сооружением станции необходимо проведение работ по отбору важных для региональной экономики передовых проектов промышленных и аграрных производств с повышенным потреблением тепла для их последующей реализации в рамках технопарка «Парк ядерных технологий» как потребителей энергии сооружаемой атомной станции.

В дальнейшем накопленный при выполнении данного инвестиционного проекта опыт будет использован при реализации программы развития атомной энергетики Казахстана в части сооружения атомных станций малой мощности в других малых городах. Полученный в ходе реализации данного проекта опыт может быть использован и при его продвижении на рынки третьих стран.

NUCLEAR PHYSICS ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА Nuclear Physics ALTERNATIVE THEORETICAL MODEL FOR THE DESCRIPTION OF MAGNETOTRANSPORT PROCESSES AT VERY LOW TEMPERATURES 1, AbdurakhmanovB., 1,3Adamian G.G.

Joint Institute for Nuclear Research, Russia National University, Tashkent, Uzbekistan Institute of Nuclear Physics, Tashkent, Uzbekistan Physical nature of magnetotransport processes at very low temperatures attracts many scientists in last two decades. Its theoretical model was practically immediately offered by many authors in the early 1980s once after the discovery of both Quantum Hall Effects. However there is still no general theory which may consider all type of galvanomagnetic phenomena in one approach. So, the theory of electronic transport properties still need to be improved.

In given work the Quantum Generalized Langevin Equation Formalism has been introduced to the study of the quantum electronic transport. The center of mass of the charge carriers is assumed as a quantum particle, while the bond electrons act as a heat bath, which is coupled to the center of mass through electron-impurity and electron phonon interactions. In the center-of-mass the total Hamiltonian of such system is x +y 2 + eE x x + h b+ b + ( x + y )(b+ + b ).

H= 2m eB y, y = p y eB x. The last The influence of external magnetic field B is introduced into x = p x + 2c 2c two terms describe the heat bath and coupling between the heat bath and the collective subsystem respectively. In the procedure of solving the second order Heisenberg equations of the fluctuating density of the bond electrons, the Generalized Langevin Equation of the center of mass of electrons is obtained directly.

y (t ) x (t ), y (t ) = x(t ) =, & & m m t x (t ) = y (t )c eE x d x( ) K xx (t, ) + Fx (t ), (1) & & t y (t ) = x (t )c d y ( ) K yy (t, ) + Fy (t ), & & The following dissipative kernels describing Drude dissipation including the influence of magnetic field were taken:

t K = K xx = K yy = m ( c )e, Here we neglect the possible anisotropy. The solution of (1) averaged throughout the whole system is The coefficients linear to the electric field, C3(t) and D3(t) are to be of interest:

m 2c m( K + ms), D3 (t ) = L С3 (t ) = L1 ( ) ( ) s m + (K + ms ), s m + (K + ms ) 22 c c They depend on the form of dissipative kernels or kind of interaction between the collective subsystem and heat bath.

From electrodynamics conductivity and resistance tensors are defined as:

r xx xy r j = E, xy = yx, yx yy r xx xy r E = j, xy = yx, yy yx Nuclear Physics On the other hand, the current density can be connected with the mean momentum of the collective system in our approach as:

r ne r j= p m Thus, longitudinal and cross conductivities in our approach are ne ne xx (t ) = C3 (t ), xy (t ) = D3 (t ), m m and corresponding resistances D3 (t ) m C3 (t ) m, xy (t ) = xx (t ) =, ne C3 (t ) + D3 (t ) ne C3 (t ) 2 + D3 (t ) 2 Now we turn to the system of microscopically observable values m m 1 m m = =, c c = B, =, t t = e e e e where and B are mobility and magnetic field, respectively.

For estimation we expand time-dependent coefficients С3 (t ) and D3 (t ) about the infinitesimal / to the first order and deduce the approximate formula for elements of resistance tensor:

1 1 1 + B 2 cos sin[B ], + B 2 exp sin[B ] xy = B + xx = ne ne where is the mobility of charge carriers and is the parameter related to the relaxation time. It is obvious from these expressions that at low temperatures when is sufficiently large, the oscillatory term mainly contributes to the resistance, whereas at the region around the room temperature, where the carrier mobility is small the first term plays a key role.

Comparison with experimental data:

According to the experiment on the Shubnikov-de Haas (ShD) magnetoresistance oscillations in n- InSb [1], being equal to = 9.5m 2 (V sec) 1 at T =4:2K, the mobility of charge carriers in the absence of the magnetic field varies of about 5 % at different temperatures from 4.2 to 15 K. However this value doesn't show a variation with the increasing magnetic field. It remains constant at the whole range of considered magnetic field at the fixed temperature. This fact can be deduced from the analysis of the experimental plot. The points of intersection between the zero axis and curves of the resistance at the fixed temperature are coincident with those at all other temperatures. It implies that the period of oscillations is the same at different temperatures.

Fig.1: Dependence of the oscillatory part of the longitudinal magnetoresistance on the magnetic field for various temperatures;

n = 5.9 1015 cm 3. Experimental and theoretical curves Moreover the equal increase in period of oscillations with the magnetic field is observed for all temperatures in the experiment. So, we can conclude contrary to cases of integer and fractional Hall effects the mobility and relaxation time of charge carriers of the studied sample don't change with the field at the fixed temperature while their mean free time decreases at the same manner with the increasing magnetic field Nuclear Physics independently of the temperature. Thus, the ratio of the mean free time per the relaxation time which remains constant at the Quantum Hall regimes, now, decreases with the field (see the table).

1. K.F. Komatsubara, Phys. Rev. Lett. 16, 1044-7 (1966).

Nuclear Physics HYPERCENTRAL CONSTITUENT QUARK MODEL FOR DETERMAIN NUCLEON CHARGE RADIUS Shojaei M.R., Hassanabadi H., Rajabi A.A.

Department of physics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Islamic Republic of Iran e-mail: m.r.shojaei@shahroodut.ac.ir Here we have considered the nucleons according the constituent quark model partied. In this model the nucleons account three body force effects and standard two-body potential contribution. The quark potential contains a hypercentral interaction. In this model there are 3 hypercentral interacting potentials The confining potential due to color charge, the oscillatory potential and a hyper linear term gives rise to quark confinement we determain Hypercentral relativistic wave function by solve Dirac equation analytically for this system.

Key words: Quark model – hypercentral – Jacobin coordinate -baryon 1. Introduction The Constituent Quark Model (CQM) has been extensively applied to the description of baryon properties.

There are many approaches where the three-quark problem is solved numerically [1]. The main ingredient of this model is the interquark potential, which contains a spin-independent and spin dependent terms characterized by the presence of a long range part giving rise to confinement.

The internal three quark motion is described by the Jacobi coordinates and [2,3]. In order to describe the three-quark dynamics it is convenient to introduce the hyperspherical coordinates, which are obtained by substituting the absolute value of and in x = 2 + 2, where x is the hyperradius.and the jacobain coordinate define as follow:

r r r r r r r + r 2 2 r r r1 = = 2, (1) In this model there are 3 hypercentral interacting potentials.

First for small separations, potential which has an attractive hyper columbic potential originating from the color charge[5,6]:

k s c Vhyc ( x) = =, (2) x x While at large separations a hyper linear term gives rise to quark confinement [4] Vcon ( x) = bx, (3) In this article we have added the six-dimension harmonic oscillator (h.o) potential, which has a two-body character, and turns out to be exactly hypercentral since i = 1 Vh.0 = k (ri rj ) 2 = kx 2 = ax 2, (4) i j 2 Here the interaction potential is assumed (from eq(1,2and3)) as below c A( x) = ax 2 + bx, (5) x In section (2) we have calculated the relativistic wave function for valence quarks. The results indicate that this potential is useful for quarks having masses in the range used in the phenomenological analysis of quark model and determain the nucleon charge radios.

2. Relativistic wave function r If we denote the quark wave function satisfying the Dirac equation by (r ), then rr r [ + i. ( m + U (r ))] (r ) = 0, (6) The hypercentral potential U ( x), which lead to analytical solution in our model[7]., would be (1 + e 0 ) A( x), U ( x) = (7) Nuclear Physics with the potentials A( x) given by (5).The parameter e is arbitrary we take the quark potential, U (x) is assumed to depend on the hyperradius x only. The eigenspinor of (6) denoted by 0 3 is rewritten as jj 0 3 ( x) =, (8) jj Now combining eqs (5,6 and 7) we get (.P) + (m + U 0 ( x) + V0 ( x)) = (9) (.P) (m + U 0 ( x) V0 ( x)) = Where = g k ( x) y jjl3 ( x) and = if k ( x) y jjl3 ( x).

Here U 0 ( x) and V0 ( x) are the scalar hypercentral and the vector hypercentral potentials respectively. For Dirac upper component we combine two equations in (9) and use eqs (4,6)to obtain P 2 g ( x) + (m + A( x)) g ( x) = 0, (10) m+ The internal quark motion is usually described by means of the Jacobi relative coordinates. By separating the common motion, the P2 operator of a quark in the 3q system becomes ( h = c = 1) [8,9] d2 L2 () 5d P 2 = ( 2 + ) = ( + + ), (11) dx 2 x x dx Hence L2 g ( x) 5 + ( m2 ( + m) A( x)) g ( x) = 0, g ( x) + g ( x) + (12) x x with A(x) given by (4), and L2 () = ( + 4) is the grand orbital operator and is the grand angular quantum number given by = 2n + l + l we make an ansatz [10, 11].

g ( x) = exp(h( x)), (13) with h(x) as h( x) = x 2 + x + ln x, (14) This implies 5h g ( x) = h( x) + h 2 ( x) + g ( x) + g ( x), (15) x x Equations(14) and (11) yield,, and the constraints between the potential parameters a, b and c. These read (16-a) = (a( + m)) = 2 (3 + ) ( 2 m2 ) (16-b) b( + m) (5 + 2 ) = ( + m)c = (16-c) =, Taking =,results a wavefunction which is well behaved at the origin.Therefor the upper component of Dirac spinor of the nucleon is as below:

1 g ( x) = x exp x 2 2 (3 + ) ( 2 m 2 ) 2 x, (17) The lower component f (x) of the Dirac hyper-central spinor can be found from (9). Therefor the wave function as the following form.

g ( x ) 0 ( x ) = r, (18) J 2 L i x(3 1 ) ( g ( x) 4 g ( x)) M (1 + ) x Nuclear Physics By using this wavefunction we determaion the Baryon charge radius 3. Nucleon charge radius Let’s take proton and charge-radius. The charge-radius rem p 2 is defined as [12, 13].

r 2 q = x 2 ( x) ( x)d 3 x, (19) r Here ( ) (r ) is the quark wave function given by (18). Using the potential parameters and wave function the result fall in the expected ranges for the charge radius of proton. That is 0.782 fm ( rem2 p 2 ) 0.894 fm for P, (20) The charge radius proton surprisingly agrees with experiment 4. Conclusion An exact analytical solution for potential in the form of the confinent is presented. The hypercenteral potential is a good stating point for investigation of nucleon structure A considerable improvement in the description of the static properties of nucleon is obtained with an isospin-dependent potential.. By use this model we can investigation the other baryons.above this potentials we can consider the hyperfine potentials and calculate the shift energy. Finaly one can use this model and determine the mass of baryons.

1. Giannini, M.M., Santopinto,E., and Vassallo.A., Progress in Particle and Nuclear physics 50 (2003).

2. Rajabi, A.A., Iranian Journal of physics Research, Vol.5, No.2, (2005) 3. Giannini, M.M.,Santopinto,E., and Vassallo, A.,Eur phys J.A.12.447-452 (2001).

4. Fabre dela lareplle, M, phys Lett B 205 (1988) 97.

5. Capstick,S. and keister, B.D., phys. Rev. D51,3598 (1995).

6. Tegen, R., Schedl,M.,Weise, W. phys Lett, vol125(1983).

7. Aiello, M., Giannini M.M., Santopinto,E., J.phys G: Nuc part phys(1998).

8. Strobel, G.L., Intl.J.O. Theoretical phys, 937 (1998).

9. Aiello, M., Giannini M.M., Frerris,M., Pizoo, M., Santopinto,E., phys Lett B387,215(1996).

10. Giannini, M.M., Santopinto,E., and Vassallo.A., Eur phys. J.A.12, 447-452 (2001).

11. Santopinto, E., Iachello, F., Giannini, M.M., Eur phys. J.A1, 307-315(1998).

12. 13.Rajab i,A.A. Few-Body systems 37,197-213(2005).

Nuclear Physics MOLECULAR-NUCLEAR TRANSITIONS * Belyaev V.B., **Miller M.B.

*Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia **Institute in Physical-Technical Problems, Dubna, Russia Abstract The idea and first estimates is presented for molecular-nuclear transitions stimulated by radiation.

Recently, the attention was paid to a possibility of molecular-nuclear transitions in few-atomic molecules due to the presence of nuclear resonances in final nuclei (V. Belyaev and co-workers [1,2]). If the energies (and quantum numbers) of a molecular state and the nuclear resonance coincide, then the above molecule and nucleus can be considered as two degenerate states of the same physical system. Long tails of the nuclear resonance wavefunctions is expected to lead to a noticeable overlap of molecular and nuclear wavefunctions, and thus, to a measurable admixture of nuclear state in the corresponding molecules. The effect can be observable as transitions between molecular and nuclear states: so-called molecular-nuclear transitions (MNT). Following the work [2] the probability of spontaneous MNT in two-atomic molecule can be presented in a form:

W ( s -1 ) = ( E1 ) exp 0.6 ( E2 ) Q where ( E1 ) is a frequency, with which the nuclei in two-atomic molecule approach the barrier, E1 is the binding energy, and Q is defined by the overlap integral between the wavefunctions of electronic configurations of the Q molecule and final atom, 1 0.01;

is the Zommerfeld parameter ( E2 ) = Z1Z 2 e / hv, v – the relative velocity of the outgoing particles defined by the energy of the transition between molecular and nuclear states of the system. This energy is approximately equal to the width of nuclear resonance.

Fig.1 shows these situations for H2O*(1–) 18Ne* and 6LiD 8Be* systems.

This situation for the pairs H2O–18Ne and 6LiD–8Be is shown in Fig.1.

Fig.1. Fragments of nuclear level diagrams for 8Be and 18Ne.

Thresholds for few-body decay channels 6Li+d and 16O+2p in 8Be and 18Ne nuclei are indicated Nuclear Physics Earlier, experiments on search for the MNT effect were carried out for these two molecular- nuclear combinations, and lower limit of the life-time for the cases of MNT H2O*(1–) 18Ne* and 6LiD 8Be* was obtained at a level T1/2 (3ч7)·1019 y [3,4].

A necessary condition for the MNT is the exact energy coincidence of the resonant state of final atomic nucleus and the initial molecular state. Obviously, this is a matter of chance, and it is impossible to control the situation in any way. In view of the experimental limitations, the number of objects of the search is limited to a few molecular-nuclear combinations only.

In this connection, a stimulation of the molecular-nuclear transitions by any external influence looks rather attractive.

Due to the uncertainty in the experimental nuclear data it is not known whether the energies of the thresholds located lower or higher of the energies of corresponding nuclear resonances. Suppose that the molecular level is several keV over the energy of the nuclear resonance. Then, the molecular-nuclear complex constitutes a two level system, which in some sense is like a two-level atomic system considered in quantum optics. The crucial difference between MNT and the two-level atomic system is a fact that in the molecular-nuclear case no special procedure is necessary for creating the inverse population, or the active medium. The role of the active medium in this case belongs to the initial molecular system in its ground state (which is stable contrary to the case of the active medium in the quantum optics).

Thus, try to consider the MNT under the external radiation (stimulated MNT) in terms of the quantum coherent amplification.

For a quantum amplifier, one can write a gain factor as = e, where L is a linear size of the device, and gL g is defined by a following expression:

2 W g= N.

4 W + Wi i Here, is a wavelength of the incident and induced radiation, is the induced transition probability W (molecular-nuclear transition in our case), Wi is a sum of all possible channels of the decay different from the radiation. i At the energy of several ten keV, which is typical for available cases of molecular-nuclear transitions, a main contribution to the sum will be the value Wbreak -up i.e., the probability of the break-up of the excited molecule due to the photo-dissociation.

W R= The ratio can be estimated by comparing matrix elements defining the probabilities W + Wi i W and Wbreak -up.

The matrix element defining probability W of -transition with multipolarity l can be presented as ( r ) r ( r ) r dr, (I) M ~ l res mol When the energy of the molecular state exceeds slightly the value of the energy of the nuclear resonance state, still remaining within the limit of the width of the resonance, it is possible to expect a large overlap of wave functions in the integrand (I).

This situation is illustrated in Fig.2 for 6LiD8Be transition. Energy of the 6LiD molecular level lies ~80 keV over the (2+,0) resonance state of 8Be and is located still in the limit of the width of this resonance. The wave function of (2+,0) resonance of 8Be behaves as an outgoing wave at large distances between 6Li and d clusters, and thus, its wavefunction has a long tail at these distances.

Nuclear Physics Amplification factor K versus partial width R of transition 3, 2, lg(lgK) 1, 0, -3,5 -3 -2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 lg R Fig.2. Gain factor versus the ratio R.

In the insert, an idea for stimulated MNT 6LiD8Be is illustrated Due to this property of the wave function, the matrix element (I) will be of the same order of magnitude as M break up, the matrix element of the break-up process, for which case in the equation (I) one should use, in place of the resonance wave function res ( r ), another wave function, however at large distances with the Born approximation asymptotic as the outgoing wave too.

In that case M break up ~ M, and R 1/2.

2 W Now, we can estimate for the gain-factor g =. Suppose the difference between two levels is N 4 W + Wi i E = hc / = keV.

hc 197 Inasmuch as hc = 197 MeV fm, we have: = fm= 2 108 cm = E 2 4 10 Then, g = RN = R 3 1019 = 3R 10 cm 1.

4 Here, N 3 10 cm is a number of molecules in 1 cm3 of the ideal gas.

The dependence of on R for the case L = 1 cm is displayed in Fig.2.

It is seen that the value remains large in the wide range of R1. This fact gives us the hope, that the final conclusion on the possibility to observe the stimulated MNT is not very sensitive to the uncertainty of our estimate of R.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.