Авторы

Система очистки гелия на базе очистителя KDHPS-CC для источника ультрахолодных нейтронов на основе сверхтекучего гелия

DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-3-10
УДК 621.56

Система очистки гелия на базе очистителя KDHPS-CC для источника ультрахолодных нейтронов на основе сверхтекучего гелия

Лямкин В. А., Серебров А. П., Бородинов Г. О., Коптюхов А. О., Недоляк А. А., Прудников Д. В., Сиротин А. В.

Ссылка для цитирования: Лямкин В.А., Серебров А.П., Бородинов Г.О., Коптюхов А.О., Недоляк А.А., Прудников Д.В., Сиротин А.В. Система очистки гелия на базе очистителя KDHPS-CC для источника ультрахолодных нейтронов на основе сверхтекучего гелия. // Вестник Международной академии холода. 2024. № 3. С. 3-10. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-3-10. [Lyamkin V.A., Serebrov A.P., Borodinov G.O., Koptyukhov A.O., Nedolyak A.A., Prudnikov D.V., Sirotin A.V. Helium purification system based on KDHPS-CC purifier for an ultracold neutron source based on superfluid helium. Journal of International Academy of Refrigeration. 2024. No 3. p. 3-10. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-3-10]

Аннотация
Настоящая работа посвящена оценке работы гелиевого очистителя KDHPS-CC китайской фирмы CSIC PrideCryogenics. На базе НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ идут работы по созданию источника ультрахолодных нейтронов (УХН) на основе сверхтекучего гелия для реактора ПИК. Для штатной работы источника УХН необходимо поддержание чистоты гелия в системе на уровне 99,999%, которое осуществляется включением в технологический комплекс системы очистки гелия. В настоящее время, в условиях введенных санкций, единственно доступным для приобретения является оборудование китайского производства. Проведенные испытания гелиевого очистителя показали существенное занижение реальной производительности очистителя от значений, указанных производителем в паспорте. Паспортная производительность очистителя была достигнута только при чистоте исходного гелия выше 99,5%. Результаты, полученные в результате запуска очистителя KDHPS-CCпоказывают, что 1% примеси в гелии снижает реальную производительность очистителя на 10%.

Ключевые слова: источник ультрахолодных нейтронов, реактора ПИК, сверхтекучий гелий, очистка гелия, криокуллер.

Список литературы

1. Ковальчук М.В., Воронин В.В., Григорьев С.В., Серебров А.П.Приборная база реактора ПИК // Кристаллография. 2021. T. 66. № 2. C. 191. DOI: 10.31857/S0023476121020065.

2. Ахиезер A.И., Померанчук И.Я.О рассеянии нейтронов с энергией несколько градусов в жидком гелии II// ЖЭТФ. 1946. Т. 16. С. 391.

3. Зельдович Я.Б.Хранение холодных нейтронов // ЖЭТФ. 1959. Т. 36. № 6. С. 1952-1953.

4. Serebrov A.P., Lyamkin V.A.Development of UCN sources at PNPI // Journal of Neutron Research. 2022. Vol. 24, no. 2. Р. 145-166. DOI: 10.3233/JNR-220007.

5. Martin J. et al. The TRIUMF UltraCold Advanced Neutron Source // Nuclear Physics News. 2021. Vol. 31, Iss. 2. P. 19-22. DOI: 10.1080/10619127.2021.1881367.

6. Piegsa F.M. et al.New source for ultracold neutrons at the Institut Laue–Langevin // Physical Review. 2014. Vol. 90, Iss. 1, 015501. DOI: 10.1103/ PhysRevC.90.015501.

7. Leung K.K.H. et al. A next-generation inverse-geometry spallation-driven ultracold neutron source // Journal of Applied Physics. 2019. Vol. 126, Iss. 22, 224901. DOI: 10.1063/1.5109879.

8. Kawasaki S., Okamura T.Cryogenic design for a high intensity ultracold neutron source at TRIUMF // EPJ Web of Conferences. 2019. Vol. 219, 10001. DOI: 10.1051/epjconf/201921910001.

9. Серебров А.П., Лямкин В.А., Коптюхов А.О., Онегин М.С., Коваленко А.Н.Теплообменник для устройства термализации нейтронов на пучковом исследовательском корпусном реакторе// Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.2020. Т. 20. № 2. С. 263-271 DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-2-263-271.

10. Серебров А.П., Лямкин В.А., Коптюхов А.О., Онегин М.С., Прудников Д.В., Самодуров О.Ю. Теплогидравлической расчет низкотемпературной части источника ультрахолодных нейтронов для реактора ВВР-М// Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки.2019. Т. 12. № 1. С. 73-86. DOI: 10.18721/JPM.12106.

11. Лямкин В.А., Серебров А.П., Коптюхов А.О.Первые криогенные испытания теплообменника источника ультрахолодных нейтронов на сверхтекучем гелии // Атомная энергия. 2023. Т. 133. № 3. С. 174-177. DOI: 10.1007/s10512-023-00993-6

12. Серебров А.П., Лямкин В.А., Фомин А.К., Онегин М.С.Источник ультрахолодных нейтронов на основе сверхтекучего гелия для реактора ПИК// Журнал технической физики.2022. Т. 92. № 6. С. 899-906 DOI: 10.21883/JTF.2022.06.52522.21-22.

13. Cеребров а.п., Лямкин в.а., Прудников д.в., Кешишев к.о., Болдарев с.т., Васильев а.в. Запуск полномасштабной модели источника ультрахолодных нейтронов со сверхтекучим гелием //Журнал технической физики.2017. т. 87. № 2. с. 301-305 DOI: 10.21883/JTF.2017.02.1941.

14. Хэфер Р. Криовакуумная техника. М.: Энергоиздат, 1983. 272 с.

15. Hu X., Chen J., Xu Z.A new type of helium purifier which uses a GM cryocooler as the cold source // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 502, 012047. DOI: 10.1088/1757-899X/502/1/012047.