Введение
Глава 1 Термоядерная плазма токамака как источник нейтронного и гамма излучений 18
1.1. Термоядерные реакции с образованием нейтронов. 18
1.2 Сечения и скорости реакций синтеза 20
1.3 Энергетический спектр термоядерных нейтронов 28
1.4 Погрешность определения ионной температуры плазмы из анализа энергетического спектра термоядерных нейтронов 31
1.4.1 Погрешность Ті при измерениях классическим спектрометром 31
1.4.2 Погрешность определения Tj при измерениях сцинтилляционным спектрометром нейтронов 34
1.5 Механизмы, влияющие на формирование нейтронного поля термоядерной
установки 40
1.6 Механизмы образования жесткого гамма излучения в токомаках. 43
Выводы к Главе 1 45
Глава 2 Исследование характеристик ионизирующего излучения термоядерной плазмы токамака FTU 47
2.1 Токомак FTU и модернизация диагностических систем регистрации нейтронного и гамма излучений 47
2.2 Исследование убегающих электронов на токомаке FTU системой спектрометров гамма-излучения 53
Выводы к Главе 2 59
Глава 3 Развитие сцинтилляционных методов спектрометрии термоядерных нейтронов 61
3.1 . Сцинтилляционные детекторы, применяемые в термоядерных исследованиях 61
3.1.1 Неорганические сцинтилляторы 61
3.1.2 Органические сцинтилляторы 62
3.2 Физические основы регистрации нейтронов с использованием органических сцинтилляторов 67
3.2.1 Функция отклика спектрометра и эффекты, влияющие на её формирование 67
а) нелинейность световыхода и краевые эффекты 67
б) многократное рассеяние на водороде и другие реакции 71
в) энергетическое разрешение 73
г) суммарная функция отклика 74
3.2.2 Эффективность регистрации 75
3.3 Спектрометрия термоядерных нейтронов с использованием органических сцинтилляторов 78
3.3.1 Разделение сигналов нейтронного и гамма-излучения по форме импульсов 78
3.3.2 Сцинтилляционный спектрометр с кристаллом стильбена 85
3.3.3 Оценка предельного быстродействия детектора с разделением сигналов нейтронного и гамма-излучения по форме импульсов 88
3.3.4 Оценка предельного энергетического разрешения органических сцинтилляторов 90
3.3.5 Методика измерения спектров термоядерных нейтронов 97
а) Градуировка энергетической шкалы спектрометра нейтронов с органическим сцинтиллятором 97
б) Определение энергетического порога 100
в) Восстановление энергетического спектра нейтронов 103
3.4 Особенности измерений термоядерных нейтронов спектрометром с органическим сцинтиллятором 109
3.4.1 Устройство сцинтилляционного спектрометра нейтронов для измерений на токамаках 109
3.4.2 Экспериментальная проверка характеристик детекторов 110
а) Измерения на нейтронных генераторах НГМ-17 и ИНГ-07 (ГНЦ РФ ТРИНИЩРФ) ПО
б) Измерения на нейтронном генераторе FNG (ENEA, Италия) 113
в) Измерения на токамаке Tore Supra (СЕА, Франция) 114
г) Измерения на нейтронном генератор FNS (JAERI, Япония) 119
Выводы к Главе 3 122
Глава 4 Исследование характеристик нейтронного излучения термоядерной D-D плазмы детекторами с органическими сцинтилляторами 124
4.1 Спектрометрия нейтронов с помощью сцинтилляционного детектора NE213 на токамаке FTU. 124
4.2 Измерение нейтронной эмиссии плазмы токомака TORE-SUPRA 128
4.3 Нейтронные измерения детектором с кристаллом стильбена на токамаке JT60U. 133
4.3.1 Многоканальный монитор профиля нейтронного потока 133
4.3.2 Учет ослабления и рассеяния нейтронов 135
4.3.3 Особенности измерений в экспериментах с максимальным нейтронным выходом 139
4.3.4 Измерение профиля нейтронной эмиссии плазмы токамака JT60U... 145
Выводы к Главе 4 150
Глава 5 Исследование характеристик нейтронного излучения термоядерной плазмы в тритиевых экспериментах на токамаке JET 152
5.1 Применение нейтронного спектрометра с кристаллом стильбена в тритиевых экспериментах на токамаке JET 152
5.1.1 Постановка нейтронных измерений спектрометром с кристаллом стильбена на токамаке JET 153
5.1.2 Результаты измерений спектрометром с кристаллом стильбена во время тритиевых экспериментов на токамаке JET 156
5.2 Применение системы цифрового разделения сигналов NE213 в тритиевых экспериментах на токамаке JET 162
5.2.1 Устройство системы цифрового разделения сигналов для измерений на токамаке JET 163
5.2.2 Первые результаты измерений детектором NE213 с системой цифрового разделения сигналов во время тритиевых экспериментов на токамаке JET 167
Выводы к Главе 5 173
Список литературы
