Исследование методико-метрологических особенностей и разработка масс-спектрометрической аппаратуры для количественного анализа DT топливных смесей термоядерных реакторов
Диссертация
Наряду с изучением физики высокотемпературной плазмы на крупных термоядерных установках, со второй половины 70-х годов все большее внимание уделяется решению инженерно-физических задач УТС. В их числе создание методик и надежной аппаратуры для непрерывного изотопного и химического анализа топливной смеси. Такой анализ необходим для эффективного решения триединой задачи современных исследований… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ DT ТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
- 1. 1. Требования к масс-спектрометрическим установкам (изотопный и химический анализ)
- 1. 2. Условия отбора и напуска газовой пробы. ц 1.3 Влияние радиоактивности
- ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
- ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
- 2. 1. Результаты эффективности применения масс-спектрометра МИ3305 для различных задач
- 2. 2. Влияние ионно-обменных реакций на проведение анализа
- ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2
- ГЛАВА 3. МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК е^ УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА (УТС) (РАЗРАБОТКА И
- АПРОБАЦИЯ)
- 3. 1. Опытный Термоядерный Реактор (OTP)
- 3. 2. ТОКАМАК с Сильным Полем (ТСП)
- 3. 3. Разработка специализированного масс-спектрометра для ИТЭР
- ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3
Список литературы
- J. Lindl, Physics of Plasmas, vol. 2 (1995) p. 3933
- J. Glanz, Science, vol. 277 (1997) p. 304
- B.L.Boggs, R.L.Steinhoff, An approach to tritium production using a linear proton accelerators, Fusion Technology, vol.28, Oct.1995, 538−543.
- A. Lawer, Science, vol. 275 (1997) p. 1253
- И.Киршенбаум, Тяжелая вода, физические свойства и методы анализа. Перевод с английского, ДО, Москва, 1953.
- Дж.Барнард, Современная масс-спектрометрия, ИЛ, 1957.
- H.Birkertfeld, G. Hauze, U. Zahn, Massenspektrometrisehe Isotope Analyse, VEB Deutsches Verlag des Wissenschaften, Berlin, 1962.
- R.Schott, Les differentes methodes d’analyse quaatiative du tritium gazeux, Bulleteu d’lnformatioues Scieatifigues et Techeniques, n. l78,1973,19−26
- R.Schott, G. Beau, Analyse quantitative des isotopes de I’hydrogene pev spectrometie de masse, Methodes physiques d’analyse, v.7, n 2,1971,165−169.
- Алексеенко C. JL, Аруев Н. Н., Мамырин Б. А. и др. «Масс-спектрометрический анализ изотопов водорода и гелия». Атомная энергия, 1981, т. 51, № 1,27−31.
- Мамырин Б. А., Шустров Б. Н. Масс-спектрометр высокой разрешающей способности с двухкаскадным временным разделением ионов. — «Приборы и техникаэксперимента», 1962, № 5, с. 135—141.
- Ненарокомова В.Т., Масленников А. И., Рязанцева Н. Н. и др. Специализированный масс-спектрометр для анализа легких газов. ВАНТ. Сер. Радиационная техника, 1986, вып. 1(32), с. 39.
- LMilechkine, N.N.Riazantseva, N.N.Aruev, L.N.Gall, B.A.Mamyrin, G.L.Saksagansky. «Specialized mass spectrometers for analysis of tritium gas mixes in „on-line“ mode in technological systems ofTR»., Fusion Technology v. l, p. 1285−1288, 1996
- А.Н.Матанцев, В. В. Титов «Возможность анализа газовой смеси, содержащей водород и гелий на квадрупольной масс-спектрометрической установке», ВАНТ, 1986, вып.1(32), с. 42.
- High precision gas analysis mass spectrometers. Рекламное сообщение фирмы VG ISOTOPES, 1987.
- Рекламный проспект фирмы Finnigan MAT, 1990.
- VG Quadrupoles, SXP. The Scientific Quadrupole. — Рекламный проспект фирмы, 1988.
- U.Engelmann, M. Glugla, R.-D.Penzhorn and H.J.Ache. Application of an omegatron type high resolution mass spectrometer for the analysis of mixtures of hydrogen and helium isotopes. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A302 (1991) 345−351.
- Ю.А.Милешкин, Н. Н. Рязанцева, В. К. Капышев, В. В. Фрунзе, Л. А. Семенова. «Методика определения изотопного состава водорода и гелия в тритиевой технологической системе установки ТСП», ВАНТ, серия ТС, вып. 4,1991, 38−41.
- Ю.А.Милешкин, Н. Н. Рязанцева, В. Н. Тебус «Критические аспекты масс-спектрометрического контроля в системах тритиевого завода ИТЭР». ВАНТ, серия Термоядерный синтез, вып. 1,2000,12−16.
- Ю.А.Милешкин, Н. Н. Рязанцева. «Замечания и предложения для домашней команды РФ». Исх № 130/2616,1997.
- Ю.А.Милешкин, Н. Н. Рязанцева. «Замечания и предложения для домашней команды РФ. Исх № 130/9379, 1992.
- I.Milechkine, G. Saksagansky et.al. Analytical complex based on time-of-flight mass spectrometer for isotope and chemical analysis of the ITER fuel mixtures in the real-time mode.//Final technical report. Task T457 (N 32TT23FR), 2001
- V.K.Kapychev, L.A.Rivkis, G.L.Saksagansky, D.V.Serebrennikov. «Vacuum-tritium complex of magnetic confinement fusion reactors», Plasma devices and operations, 1990, vol.1.ф pp.67−77.
- Беловодский Л.Ф., Гаевой B.K., Гришмановский В. И. Тритий. М., Энергоатомиздат, 1986.
- К. Okuno, Т. Uda, S. O’hira and Y. Naruse, J. Nucl. Sci. Technol., 28, 509 (1991).
- T. Uda, K. Okuno, S. O’hira and Y. Naruse, Fusion Technol, 19,1651 (1991).
- R. H. Sherman, D. J. Taylor, M. A. King, J. R. Birtlit, J. L. Anderson, S. O’hira, H. Nakamura, S. Konishi, K. Okuno and Y. Naruse, Fusion Technology, 21,457 (1992).
- S. O’hira, H. Nakamura, S. Konishi, T. Hayashi, K. Okuno, Y. Naruse, R. H. Sherman, D. J. * Taylor, M. A. King, J. R. Birtlit and J. L. Anderson, Fusion Technology, 21,465 (1992).
- T. Uda, K. Okuno and Y. Naruse, Radiochimica Ada, 56,209 (1992).
- А.И. Давыдов, В. К. Капышев, Ю. А. Милешкин, Н. Н. Рязанцева. «Масс-спектрометрический метод контроля водородно-гелиевых смесей в установках термоядерного синтеза», В кн.: Тез. докл. 4-й Всесоюз. конф. по масс-спектрометрии, секция 2, Суммы, 1986, с. 78−82
- Эванс Э. Тритий и его соединения. М.: Атомиз-дат, 1970. ^ 35. Rudy С., Jordan R. Tritium Half-life. MLM-2458, UC-4,1947.
- Chastagner P., Daves H., Hess W. Advanced mass spectrometers for hydrogen isotope analysis. Int. J. of Mass Spectrometry and Ion Physics, 1983, vol. 48, p. 353.
- C.Day. The use of a high-resolution quadrupole gas mass spectrometer system for selective detection of helium and deuterium. Vacuum, v. 51, n. l, 21−30,1998
- Winkel, T. and Hemmerich, J. L., J. Vac. Sci. Technol. A, 1987, 5,2637.
- Hiroki, S., Abe, T. and Murakami, Y., Rev. Sci. Instrum., 1994, 65,1912.
- Ladd, P., ITER EDA Design Description Document Vacuum Pumping System, ITER Document WBS 3.1, R 0.1, ITER Garching JWS, November 1996.
- Hiroki, S., Abe, Т., Murakami, Y., Yanagishita, K. and Nakamura, S., J. Vac. Sci. Technol Щ A, 1994,12,2711.
- G.P.J.Price, T. Aslett «Performance of a VG 30−38 mass spectrometer during initial testing», Fusion Technology, v.28,1061−1066, Oct.1995
- Исх. ЦАЯД № 52.1−6/24 от 1.09.88.
- Jones W.H., Journal of Chemical Physics, 17,1062,1949.
- В.К.Капышев, Ю. А. Милешкин, Н. Н. Рязанцева, Л. А. Семенова, В. В. Фрунзе, «Методика определения изотопного состава водорода и гелия в тритиевой технологической системе установки ТСП», ВАНТ, серия ТС, вып. 4,1991,38−41
- Агафонов И.А., Девятых Г. Г. «Масс-спектрометрический анализ газов и паров особой чистоты». Изд-во «Наука», М., 1980
- American Petroleum Institute, Research Project, 44. Catalogue of Mass Spectral Data and Supplementaria. Pittsburgh (Pa), 1953−1955.
- Дэшман С., Научные основы вакуумной техники. Изд-во «Мир», М., 1964
- Масс-спектрометр МИ3305. Технические условия ТУ 88 1Г3.394.020−86.
- Chastagner Ph. An in-line analyzer for monitoring gas composition in tritium purification processes design. Analytical Spectroscopy, 1988.
- Ю.А.Милешкин, Н. Н. Рязанцева. Применение масс-спектрометра МХ7304 при работе с газовыми смесями, содержащими тритий. ВАНТ, серия ТС, вып.4,1991.
- M.E.Malinowski. Tritium-caused background currents in electron multipliers. SAND79−8218
- Н.Н.Аруев, Б. А. Мамырин, З. В. Ершова, Н. Н. Рязанцева «Исследование свойств специального детектора» Отчет ВНИИНМ, инв.4201, 1984 г.
- Милешкин Ю.А., Рязанцева. Н.Н., Давыдов А. И., Борисов В. А., «Результаты испытания нового ИВК совместно с опытным образцом масс-спектрометра МИ3305» Отчет ВНИИНМ, инв.5317, 1986 г.
- ТЭИ по системам опытного промышленного термоядерного реактора (OTP), выпущено в 1981−83 гг., ГСПИ, том 761-ПД2−1,1984 г.
- Техпроект OTP. Постановление Совета Министров и ЦК КПСС № 195−70 от 02.02.86 г.
- Техпроект OTP НИИЭФА им Д. В. Ефремова № 04−05/735 от 03.02.88 г.
- Капышев В.К., Николаев В. Л., Ионесян И. А., Ривкис Л. А. и др. Система тритиевого цикла на комплексе ТСП. Докл. на 5-й Всесоюзной конф. по инженерным проблемам термоядерных реакторов. Л.: Октябрь 1990.
- В.К.Капышев, Н. Б. Давыдова, И. А. Ионесян, Ю. А. Милешкин, Л. А. Ривкис,
- Н.Н.Рязанцева, В. Н. Фролов, Л. Г. Шулятикова, Э. А. Азизов, Ю. А. Кареев, В.В.Фрунзе
- Тритиевый технологический комплекс экспериментальной установки управляемого101термоядерного синтеза ТОКАМАКа с сильным полем (ТСП), Препринт ГНЦ РФ ВНИИНМ, Москва 1998
- Huguet M., Bertolini F. Main Fuature Implemented in the JET Facility for D-T Operations. Fus. Technol. 1986. Vol.10. No.3. Pt2B. P. 1386−1387.
- Sissing R.A.P. Rossmassler R.L. TFTR Tritium Program. Fus. Technol. 1988. Vol.14. P. 923−928.
- Tomahechi K. Present Status and Future Plan of Fusion Research and Development in Japan (IAEA-TC-392.3/2). fid. 3/. P.21−32.
- Kisoimoto H., Nagami M., Kikushi. Resent Results and Engineering Experiences from JT-60. Fusion Eng. Des. 1998. Vol. 39−40. P. 73−81.
- В.К.Капышев, Н. Б. Давыдова, И. А. Ионесян, Ю. А. Милешкин, Л. А. Ривкис, Н. Н. Рязанцева, В. Н. Фролов, Л. Г. Шулятикова, Э. А. Азизов, Ю. А. Кареев, В. В. Фрунзе Тритиевый технологический комплекс экспериментального ТОКАМАКа с сильным полем, ВАНТ, ТС, вып.1,2000, с.3−11
- Масс-спектрометр МХ7304. Рекламный проспект Сумского ПО «Электрон», 1987.
- Масс-спектрометр МИ1201 В. Рекламный проспект Сумского ПО «Электрон», 1987.
- The interlaboratory experiment ГОА-72 on mass spectrometric isotope dilution analysis. — Karlsruhe, 1975, vol. 2, p. 86—101
- Bievre P. Accurate isotope ratio mass Spectrometry: Some problems and possibilities. — Advanced in mass Spectrometry, London, 1977, vol. 7 A, p. 395— 447.
- Рац. Предложение № 36-A от 09.03.88. «Регулятор скорости развертки масс-спектрометра МХ7304».
- Рац. Предложение № 60-А от 28.04.88. «Регулятор коэффициента умножения ВЭУ».
- Два акта внедрения. Программа. Методика поверки масс-спектрометра, Вх. № 1496 от 10.12.88.
- Акт внедрения методики, Вх. № 12 370 от 25.12.87
- Два акта внедрения. Блок развертки. Блок коэффициента умножения Вх. № 10 322, 1988 (№ 1119,1120).
- Постановление Совета Министров и ЦК КПСС № 317−81 от 07.03.88.
- Приказ Министра № 0107 от 04.04.88 г.
- Эскизный проект ИТЭР. Тритиевые технологические системы. Том 71−1Х.ЦДЗ-2 (вх. № 13 243 от 20.12.89 г.)
- Ю.А.Милешкин, Н. Н. Рязанцева, А. И. Давыдов. «Разработка измерительного оборудования для тритиевых технологических систем. ИТЭР топливный цикл». ITER-IL-FC-9−0-9,1990 г.
- Ю.А.Милешкин, З. В. Ершова, Н. Н. Рязанцева. «Способы и методы контроля в системах тритиевого цикла ИТЭР/ОТР». ITER-IL-FC-0−9-10,1988 г.
- LMilechkine. Mass spectrometry for on-line analysis. In: Final Report of the Second Tritium Plant Group Technical Meeting, February, 1995 (Japan, Naka)
- А.А.Сысоев, М. С. Чупахин. «Введение в масс-спектрометрию», М., Атомиздат, 1977.
- R.Herzog. Phys.Zs., 41,18,1940.
- С.Б.Туртиа. В сб. «АСУ и приборы автоматики». Харьков, 1986, № 77,16−21
- Dempster A.J., Phys. Rev., 18,415 (1921)
- Bleakney W., Phys. Rev., 34, 157 (1929)
- Tate J.T., Smith P.T., Phys. Rev., 46,773 (1934)
- Nier A.O., Rev. Sci.Instr., 11,212(1940)
- Л.Н.Галль. «Источники ионов с электронным ударом». В книге: «Приборы для научных исследований и автоматизации эксперимента». Л., Наука, 1982,10−20.
- E.V.Kornelsen. «Ion gun with relatively high yield at low pressure (10"3Pa)' J.Vac.Sci.Technol., vol.13, N 3, May/June, 1976, 716−720.
- Ю.И.Хасин. «Исследование факторов, определяющих формирование пучка ионов в источнике с ионизацией электронным ударом». В книге: «Научное приборостоение». Л., Наука, 1988,29−38.
- P.H.Plumlee."Space charge neutralization in the ionizing beam of mass spectrometer». Rev.Sci.Instrum., 1957, v.25, N 10, 830−832.
- Н.К.Васильева, Л. Н. Галль, Е. М. Клешков, Е. Б. Петрова и др. «Светосильный источник ионов с электронной бомбардировкой». ПТЭ, 1968, № 3, 154−157.
- Дж.Бринк. «Детектор молекулярного пучка с ионизацией электронной бомбардировкой». ПНИ, 1966, № 7,41−44.
- Ли, Мак-Дональд, Ле-Бретон, Херибах. «Установка для исследования рассеяния молекулярных пучков, сопровождающихся химической ионизацией». ПНИ, 1969, № 11, 2329.
- А.С.Мальков. «О методе расчета источника ионов с электронным ударом». В книге: «Научное приборостоение». Л., Наука, 1987,29−38.
- Л.М.Александров, Л. Н. Галль, Н. С. Плисс. «Исследование рассеяния ионов в масс-спектрометрах методом статического моделирования». ЖТФ, 1974, т. 44,1302.
- Л.М.Александров, Н. С. Плисс, А. П. Щербаков. «Моделирование рассеяных ионов на двухатомных молекулах». ЖТФ, 1974, т. 44, 632.
- Л.М.Александров, Н. С. Плисс, А. П. Щербаков. «Исследование влияния отражения ионов от шероховатых поверхностей на образование «хвостов» пиков масс-спектрометров». ЖТФ, 1977, т. 47,189
- Л.М.Александров, Л. Н. Галль, Н. С. Плисс, А. П. Щербаков. «Исследование рассеяния пучка ионов при отражении от кромок щелей коллимирующих диафрагм». ЖТФ, 1978, т. 48, 1026.
- Р.Н.Галпь, Н. С. Плисс, Б. Н. Соколов, А. П. Щербаков. «Рассеяние ионов на стенках камеры анализатора масс-спектрометра и его влияние на изотопическую чувствительность». Научные приборы СЭВ, 1979, № 21, 33.
- Л.М.Александров, Л. Н. Галль, Н. С. Плисс. «Исследование рассеяния ионов в масс-спектрометрах методом статического моделирования». ЖТФ, 1974, т. 44,1302.
- Л.М.Александров, Н. С. Плисс, А. П. Щербаков. «Моделирование рассеяных ионов на двухатомных молекулах». ЖТФ, 1974, т. 44, 632.
- Л.М.Александров, Н. С. Плисс, А. П. Щербаков. «Исследование влияния отражения ионов от шероховатых поверхностей на образование «хвостов» пиков масс-спектрометров». ЖТФ, 1977, т. 47,189
- Л.М.Александров, Л. Н. Галль, Н. С. Плисс, А. П. Щербаков. «Исследование рассеяния пучка ионов при отражении от кромок щелей коллимирующих диафрагм». ЖТФ, 1978, т. 48, 1026.
- Порядок определения норм точности ОСТ 95.1046−92
- Методика выполнения измерений ГОСТ Р8.563−96