Способ воспроизведения термомеханического действия рентгеновского излучения ядерного взрыва на образцы материалов

Авторы патента:

Ефремов Владимир Петрович (RU)

Чепрунов Александр Александрович (RU)

Демидов Борис Алексеевич (RU)

Потапенко Андрей Иванович (RU)

G01N33/00 - Исследование или анализ материалов особыми способами, не отнесенными к предыдущим группам

Владельцы патента RU 2503958:

Федеральное бюджетное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации" (RU)

Использование: для испытаний образцов многослойных материалов на прочность к действию рентгеновского излучения (РИ) ядерного взрыва (ЯВ). Сущность: испытываемый образец материала устанавливают на мишень импульсомера, облучают образец потоком электронов по критерию равенства импульса давления, сообщаемого преграде из конструкционного материала действием потока электронов и рентгеновского излучения, и замеряют импульс давления. Технический результат: обеспечение возможности оценки прочности образцов конструкционных материалов в условиях, максимально приближенных к требуемым. 2 ил.

Изобретение относится к технике испытаний конструкционных и защитных материалов, многослойных пакетов (структур) с помощью создания кратковременных интенсивных импульсов давления высокоинтенсивным импульсным электронным пучком и может быть использовано для испытаний образцов многослойных материалов на прочность к действию рентгеновского излучения (РИ) ядерного взрыва (ЯВ).

Наибольшую опасность для образцов материалов представляет тепловое и механическое (термомеханическое) действие РИ ЯВ, которое вызывает нагрев, испарение преграды и создает при этом механический импульс давления [1, 2].

Известен способ воспроизведения механического импульса давления РИ, основанный на нанесении и подрыве тонкого слоя бризантного взрывчатого вещества (ВВ) по поверхности испытываемого образца [3]. Недостатками способа являются: трудность реализации по созданию импульса давления малой амплитуды, определяемой критической для детонации толщиной ВВ, и невозможность создания импульса давления малой длительности, соответствующей воздействию РИ.

Также известен способ имитации термомеханического действия РИ ЯВ на образцы материалов по патенту №2366947 от 11.07.2008 г. с помощью контактного закрепления взрываемой фольги на испытываемом образце и разряда импульса электрического тока на фольгу, приводящего к взрыву фольги и нагружению образца механическим импульсом давления взрывной ударной волной. При этом предварительно рассчитывают толщину сублимированного в натурном процессе слоя вещества и удаляют его с поверхности испытываемого образца любым из известных способов, затем проводят неравномерный нагрев по толщине образца контактной электронагревательной пластиной, после чего взрывают фольгу импульсом тока, что позволяет приблизить воспроизводимые условия к натурным. Недостатком данного способа является то, что он не позволяет воспроизвести импульсный объемный нагрев образцов, тем самым смоделировать подобие физических процессов в натуре и модели при формировании термомеханической нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности является способ воспроизведения действия РИ, в котором основным условием имитации термомеханического действия является воспроизведение в облучаемых образцах материалов такого же профиля и темпа энерговыделения с помощью импульсного электронного пучка [4]. Недостаток данного способа воспроизведения состоит в том, что полное воспроизведение энерговыделения в большинстве случаев затруднено, а для многослойных (контактирующих) структур материалов невозможно. Это обусловлено разной зависимостью коэффициента поглощения излучения от атомного номера материала для электронов и РИ, так как чем больше атомный номер материала, тем сильнее он поглощает РИ, а при воздействии электронов с веществом зависимость от материала достаточно слабая [4]. Кроме того, применение данного способа в ряде случаев невозможно, так как воспроизведение профиля функции энерговыделения осуществляется подбором фильтров, которые разрушаются потоком электронов ~10 кал/см², а формировать испарительный импульс давления в материале можно только с использованием интенсивного потока электронов более 10 кал/см².

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в том, что не требуется дополнительно изменять толщину нагружаемого образца путем удаления сублимированного слоя вещества, а также слоя, равного толщине лицевых отколов при натурном процессе. Эти слои в способе испаряются (откалываются) в результате взаимодействия потока электронов с поверхностью испытываемого материала (пакета материалов), а замер сообщаемого преграде механического импульса (интеграла импульса давления во времени) проводят с помощью импульсомера.

Технический результат в предлагаемом способе достигается воспроизведением создаваемой нагрузки по критерию равенства создаваемого импульса давления, что позволяет воспроизвести действительную картину термомеханического действия РИ ЯВ. При этом в способе воспроизводится одновременно нагрев облучаемого образца, унос массы мишени и ее механическое нагружение

Способ воспроизведения действия РИ с использованием электронных пучков по условию равенства создаваемого импульса давления отличается от прототипа тем, что в предлагаемом способе масса испарившегося материала преграды, величина и длительность импульса давления будут соответствовать воспроизводимому воздействию. В предлагаемом способе, реализующем объемный нагрев, возможно создание широкого диапазона импульсов давления изменением параметров электронного пучка, при этом величина импульса контролируется импульсомером.

Схема реализации предлагаемого способа представлена на фиг.1, где показаны: 1 - импульсный ускоритель электронов, 2 - поток электронов, 3 - мишень импульсомера, 4 - образец материала, 5 - измерительный преобразователь импульсомера, 6 - регистратор.

Способ реализуется следующим образом.

Испытываемый образец материала (структуры) устанавливают на мишень импульсомера, облучают образец высокоинтенсивным импульсным пучком электронов с требуемыми параметрами для создания термомеханических эффектов за счет поглощения в материале энергии и замеряют импульс давления, воспроизводимый в этом варианте. Импульс давления замеряется импульсомером.

Реализация данного способа проводилась с использованием установки «Кальмар» РНЦ «Курчатовский институт». Используемая моделирующая установка представляет собой ускоритель электронов и реализует способ воспроизведения по критерию равенства создаваемого импульса давления (фото образца материала после нагружения представлено на фиг.2).

Предлагаемый способ воспроизведения термомеханического действия РИ ЯВ позволяет оценить прочность образцов конструкционных материалов в условиях, максимально приближенных к требуемым, а именно:

- связать воспроизводимый импульс давления с параметрами излучения (спектром, плотностью энергии и длительностью излучения) и свойствами материала (плотностью и энергией сублимации);

- воспроизвести импульсный объемный нагрев в испытываемом материале;

- создать испарительный импульс давления, равный формирующемуся при действии РИ;

- создать ударно-волновые процессы от механического импульса давления, распространяющиеся по испытываемой преграде.

Источники информации

1. Грибанов В.М., Острик А.В., Слободчиков С.С. Тепловое и механическое действие рентгеновского излучения на материалы и преграды // Монография. Физика ядерного взрыва. Т.2. Действие взрыва. - М.: Наука. Физматлит, 1997. С.131-195.

2. Физика ядерного взрыва, Т.2. Действие взрыва. - М.: Наука. Физматлит, 2010. С.344-448.

3. Физика взрыва / Под ред. Орленко Л.П., Т.2. - М.: Физматлит, 2002. С.536-541.

4. Степовик А.П. Термомеханические эффекты в компонентах радиоэлектронной аппаратуры при воздействии импульсов рентгеновского и электронного излучений. Снежинск, РФЯЦ-ВНИИТФ, 2010 г., стр.245.

Способ воспроизведения термомеханического действия рентгеновского излучения ядерного взрыва на образцы материалов, включающий облучение материала высокоинтенсивным импульсным пучком электронов, отличающийся тем, что испытываемый образец материала устанавливают на мишень импульсомера, облучают образец потоком электронов по критерию равенства импульса давления, сообщаемого преграде из конструкционного материала действием потока электронов и рентгеновского излучения, и замеряют импульс давления.

Использование: для испытаний образцов многослойных материалов на прочность к действию ударных нагрузок ядерного взрыва, в частности рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что выполняют предварительное определение толщины сублимированного слоя материала и его удаление, закрепление взрываемой фольги на испытываемый образец, а также неравномерный контактный нагрев материала электронагревателем, разряд через электропроводящую фольгу импульса электрического тока, приводящий к взрыву фольги и нагружению образца механическим импульсом давления от взрывной ударной волны, при этом дополнительно определяют и проводят удаление слоя материала, равного толщине лицевых отколов, а также производят объемный нагрев материала образца КВЧ-излучением и поверхностный - электронагревателем.

Способ прогнозирования успешности профилактики инфекционных осложнений у недоношенных детей // 2502995

Изобретение относится к области медицины и предназначено для прогнозирования успешности профилактики инфекционных осложнений у недоношенных новорожденных детей в период выхаживания в условиях стационара.

Способ аффинного выделения аутоантител класса igg к иммунорегуляторному цитокину tnf // 2501008

Изобретение относится к медицине и касается способа выделения фракций аутоантител класса IgG к иммунорегуляторному цитокину TNF из сыворотки крови человека с использованием комплекса процедур аффинной хроматографии и процедуры магнитной сепарации, проводимой с использованием магнитных частиц, покрытых стрептавидином, и поликлональных антител к TNF, меченых биотином.

Химический маркер и способ его получения // 2497860

Настоящее изобретение относится к химическому маркеру для скрытой маркировки веществ, материалов и изделий, включающему механическую смесь фталеинов, силикагеля, карбоновой кислоты и низкоокисленного атактического полипропилена, отличающемуся тем, что он дополнительно содержит 3-(3'-метил-4'-гидроксифенил)-3-(4"-гидроксифенил) фталид структурной формулы при следующем соотношении компонентов, мас.%: фенолфталеин - 0,5-28,0; о-крезолфталеин - 14,1-56,5; силикагель - 15,0-25,0; лимонная или щавелевая кислота - 2,0-4,0; низкоокисленный атактический полипропилен - 10,0-16,0; 3-(3'-метил-4'-гидроксифенил)-3-(4"-гидроксифенил) фталид - 8,0-39,3.

Тестовые датчики, способы и системы с множеством зон и потенциалов // 2490622

Изобретение относится к тестовому датчику аналита, содержащему, по меньшей мере, две подложки, образующие емкость, причем емкость имеет основную область и, по меньшей мере, две, по существу, химически изолированные вторичные зоны анализа, причем основная область, по существу, разделяет эти, по меньшей мере, две, по существу, химически изолированные вторичные зоны анализа; по меньшей мере, один первый рабочий электрод, включающий в себя первый проводник и композицию реагента, размещенный в основной области; по меньшей мере, один первый противоэлектрод, включающий в себя второй проводник и, по меньшей мере, одно первое окислительно-восстановительное вещество, размещенный в первой вторичной зоне анализа; и, по меньшей мере, один второй противоэлектрод, включающий в себя третий проводник и, по меньшей мере, одно второе окислительно-восстановительное вещество, размещенный во второй вторичной зоне анализа, при этом рабочий электрод, первый противоэлектрод и второй противоэлектрод являются независимо адресуемыми.

Способ комплексной оценки состояния лесных экосистем в районах техногенного воздействия промышленных объектов // 2489846

Изобретение относится к лесном экосистемам, экологии и охране природы. .

Газоизмерительное устройство и способ его изготовления // 2488106

Способ оценки развития сингенного перевивного лимфобластного лейкоза у мышей линии akr/jy // 2486508

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной гематологии. .

Способ биогеохимического мониторинга загрязнения среды кадмием // 2486507

Изобретение относится к исследованиям в области охраны окружающей среды, а именно к способам биогеохимического мониторинга загрязнения объектов окружающей среды кадмием.

Способ оценки безопасности для окружающей среды нетрадиционных удобрений на основе осадков сточных вод // 2486506

Изобретение относится к области экологии и предназначено для оценки степени токсичности нетрадиционных органических удобрений на основе органических отходов, в частности осадков сточных вод (ОСВ) в лабораторных условиях.

Способ создания структур на основе полупроводниковых нанокристаллов и органических молекул // 2504430

Изобретение относится к созданию структур на основе полупроводниковых нанокристаллов и органических молекул, которые могут быть использованы в качестве микрофлюидных элементов в оптоэлектронных устройствах. Способ предусматривает внедрение нанокристаллов и органических молекул в трековые поры мембран. Нанокристаллы внедряют в пристеночный слой трековых пор, а органические молекулы связывают с модифицированными или немодифицированными карбоксильными группами на внутренней поверхности трековых пор мембран. Либо молекулы связывают в комплекс с нанокристаллами, внедренными в трековые мембраны в результате последовательного пропитывания мембран растворами нанокристаллов и органических молекул при нормальных условиях. Технический результат заключается в упрощении способа, повышении пропускной способности мембран с внедренными структурами и в увеличении количества структур в полимерных трековых мембранах. 7 ил., 2 пр.

Мониторная система, основанная на травлении металлов // 2507516

Использование: для применения в мониторинге множества параметров, таких как время, температура, время-температура, оттаивание, замораживание, микроволновое излучение, влажность, ионизирующее излучение, стерилизация и химикаты. Сущность: заключается в том, что устройство включает в себя индикатор, имеющий очень тонкий слой металла (например, полиэфирную пленку, имеющую чрезвычайно тонкий, например, толщиной около сотни ангстрем, слой алюминия), и активатор, например, реактив, такой как вода, водяной пар, кислота, основание, окисляющий агент или их прекурсоры, который способен реагировать с указанным индикатором. Этот индикатор сохраняет свою непрозрачность и металлический блеск, например, серебристо-белый цвет, зеркальную финишную обработку слоя алюминия в течение длительного времени. Активатор разрушает слой индикатора, включая и естественно сформированный слой оксида. Этот слой индикатора не имеет матрицы (связующего вещества). Как только устройство становится прозрачным, переходя от непрозрачного состояния, любые цвет, сообщение или изображение, напечатанные под ним, становятся видимыми по истечении предварительно заданного времени, делая таким образом это устройство самочитаемым. Технический результат: повышение достоверности и надежности мониторинга таких параметров, как время, температура, время-температура, оттаивание, замораживание, микроволновое излучение, влажность, ионизирующее излучение, стерилизация и химикаты. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 3 табл., 44 ил.

Способ проверки качества воздуха в операционном помещении // 2517159

Изобретение относится к области воздухотехнического оборудования помещений здравоохранения и предназначено для контроля качества воздуха в операционном помещении. Для контроля качества воздуха в операционном помещении, где имеется операционный стол с предусмотренной на нем раневой зоной, а также с, по меньшей мере, одним инструментальным столом, в области раневой зоны или в области, в которой выносят суждения о качестве воздуха в области раневой зоны, устанавливают, по меньшей мере, одно устройство измерения параметра качества воздуха, посредством которого измеряют параметр качества воздуха. В зависимости от измеренного, по меньшей мере, одного параметра качества воздуха регулируют подводимый в операционное помещение воздух в отношении его скорости и/или количества или соответственно объема. Использование способа позволяет обеспечить такое качество подаваемого воздуха в операционном помещении, которое предотвращает или, по меньшей мере, снижает опасность причинения вреда для оперируемого лица. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фосфолипидный флуоресцентный зонд и тест-система для определения активности фосфолипазы а2 в сыворотке крови // 2517538

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к фосфолипидному флуоресцентному зонду, и может быть использовано в медицине. Указанный фосфолипидный флуоресцентный зонд, характеризующийся следующим названием 1-[13-(4,4-дифтор-1,3,5,7-тетраметил-4-бора-3а,4а-диаза-s-индацен-8-ил)тридеканоил]-2-(10-{[(2-гидроксинафтил-1)азофенил-4]азофенил-4}деканоил)-sn-глицеро-3-фосфохолин, используют в составе тест-системы для определения активности фосфолипазы А2 группы IIA (секФЛА2(IIA)) в сыворотке крови, которая также содержит везикулярную фосфолипидную матрицу для включения зонда, состоящую из фосфатидилхолина, лизофосфатидилхолина и фосфатидилглицерина, буферный раствор и фосфолипазу А2 пчелиного яда в качестве стандарта. Изобретение позволяет достоверно определять активность секФЛА2(IIA)в сыворотке крови человека в клинических условиях. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 5 пр.

Способ и система автоматизированного контроля процессов в первичных отстойниках, вторичных отстойниках и/или отстойниках-илоуплотнителяx очистных сооружений объектов водоотведения жилищно-коммунального хозяйства // 2522316

Изобретение относится к способу и системе автоматизированного контроля процессов в первичных и вторичных отстойниках или отстойниках-илоуплотнителях очистных сооружений объектов водоотведения жилищно-коммунального хозяйства. Технический результат заключается в повышении эффективности автоматизированного контроля отстойников сточных вод. Система содержит совокупность первичных преобразователей емкостного типа для измерения электрической емкости (диэлектрической проницаемости) и электрического сопротивления (удельной электропроводности), а также температуры, размещаемых на подвижном оборудовании, расположенном внутри отстойника, совокупность вторичных преобразователей, соединенных с первичными преобразователями, подающих на первичные преобразователи сигналы воздействия заданных частоты и амплитуды и получающих ответные мгновенные значение напряжения и тока первичных преобразователей для последующей обработки, программируемое устройство или автоматизированное рабочее место контроля, подключенное к вторичным преобразователям по проводному или беспроводному каналу связи, с функциями сбора, обработки и хранения информации, включая контроль динамики изменения измеренных значений диэлектрической проницаемости и удельной электропроводности во времени или относительно конструкции отстойника и формирование итогового прогноза уровня или свойств для осадка или ила. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ визуализации самоорганизации и движения объектов // 2524556

Изобретение относится к области физической и коллоидной химии, нанотехнологиям микродвигателей, а также к другим областям для проведения анализа и характеристики материалов. Для визуального установления движения и определения траектории движения образовавшихся объектов в виде частиц в способе визуализации самоорганизации и движения объектов дисперсных частиц используют объект-препарат с нанесенной на него ограничительной замкнутой линии с помеченным центром. Далее в помеченном центре ограничительной окружности размещают шаблон, в который помещают дисперсный материал. Затем в ограничительную окружность вносят изучаемую жидкость в количестве, обеспечивающем слой жидкости над изучаемым материалом. Далее подводят к его центру капилляр, содержащий поверхностно-активное вещество, включают видеокамеру на фиксирование изменений поверхности, опускают капилляр до соприкосновения с поверхностью, видеокамеру выключают после завершения процесса перемещения самоорганизующихся объектов. Техническим результатом является визуальное установление движения и определения траектории движения образовавшихся объектов в виде частиц. 8 ил.

Способ мониторинга эструса и овуляции у животных и планирования удобной временной зоны оплодотворения и предпочтительной временной зоны оплодотворения // 2526111

Изобретение относится к ветеринарии и может быть использовано для мониторинга эструса и овуляции животных и планирования предпочтительного времени оплодотворения. Для этого предоставляют датчик стоячего положения, расположенный относительно животного так, чтобы обнаруживать стоячее положение животного. Затем собирают данные от датчика стоячего положения, которые содержат данные, относящиеся к общему времени, в течение которого животное стоит. Затем определяют время эструса и овуляции животного путем вычисления начального момента изменений и пика на основе изменений в соотношении времени стояния. Планируют предпочтительное время оплодотворения животного, с помощью указания рабочему предпочтительного времени оплодотворения, предоставляемого на средстве индикации данных. При этом средство индикации данных обеспечивает удобную временную зону оплодотворения и предпочтительное время оплодотворения в рамках временной зоны овуляции. После чего предоставляют данные, указывающие фактическое время оплодотворения. И в случае неудачи оплодотворения предоставляют указания о том, находится ли фактическое время оплодотворения, произошедшего в указанное предпочтительное время оплодотворения, в рамках временной зоны овуляции. Изобретение позволяет определить предпочтительное время оплодотворения животного в пределах удобной временной зоны, а также определить болезнь или слабость животного. 5 з.п.ф-лы, 11 ил.

Способ определения энергетической ценности зерна белого люпина // 2526204

(57) Заявленное изобретение относится к области кормопроизводства и предназначено для определения энергетической ценности зерна белого люпина. Энергетическую ценность определяют на основе расчета энергий активации химических компонентов как сумму энергий активации оболочки и ядра зерна белого люпина, умноженную на массовую долю оболочки и ядра в зерне соответственно. Для расчета энергии активации используют данные термогравиметрического и дифференциально-термического анализа, полученные при непрерывном нагревании образцов со скоростью 20 град/мин до термического разложения компонентов оболочки и ядра зерна. Изобретение позволяет быстро и точно оценить энергетическую ценность кормов из зерна белого люпина для кормления сельскохозяйственных животных. 3 табл., 8 пр.

Способ определения свойств дисперсных материалов при взаимодействии с водой и поверхностно-активными веществами // 2527702

Изобретение относится к области поверхностных явлений и может быть использовано в разных отраслях, в том числе для характеристики дисперсных материалов или раздробленных материалов, песка, цемента и т.п. Способ характеризуется тем, что изучаемый дисперсный материал помещают в шаблон, выполненный в виде пластины, имеющей свободное пространство в своем центре, который располагают в центре ограничительной окружности, нанесенной на легко сменяемой поверхности, или в кювету с известной внутренней площадью, накрывают слоем воды, на который воздействуют поверхностно-активным веществом, фиксируют появление движущихся объектов и рассчитывают скорость их движения с последующим расчетом скорости перемещения воды по поверхности дисперсного материала. 6 прим., 1 табл., 6 ил.

Способ мониторинга загрязнения природных сред техногенным источником // 2532365

Изобретение относится к области экологии и предназначено для мониторинга загрязнения природной среды от техногенного точечного источника аэрозольно-пылевых загрязнений. Способ включает выбор совокупности веществ, для которых будет проводиться мониторинг местности вокруг точечного источника, определение маршрута пробоотбора по сезонному направлению ветра и построение карты изолиний загрязнений по полученным данным. Выбирают вектор преобладающего сезонного направления ветра. На этом векторе проводят отбор проб для каждого загрязнителя в двух точках r1 и r2, отстоящих от точечного источника на расстояниях в интервале от 5 высот источника (h) до 15 высот источника. Вычисляют коэффициенты В=ln(q1/q2·exp(С·((1/r2)-(1/r1))))/ln(r1/r2) и А=q1/(r1B)·exp(-C/r1), где q1 и q2 - концентрации загрязнителя в точках пробоотбора r1 и r2, С=30·h. Вычисляют одномерный профиль концентрации загрязнителя по направлению преобладающего ветра по формуле F(R,А,В)=A·RB·exp(-C/R), где R - текущее расстояние от источника, и переход к площадной картине распределения загрязнителя на местности происходит путем умножения удельной концентрации F(R,A,B) на транспонированную функцию розы ветров G(φ+180°), известную из метеонаблюдений для данного региона в выбранный сезон. Способ позволяет быстро и точно оценить степень загрязнения природной среды от техногенного точечного источника. 3 ил., 1 табл., 1 пр.