Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 7 » Статья стр. 1467
<<<>>>
Определения скачка Капицы в теплообменнике источника ультрахолодных нейтронов на основе сверхтекучего гелия
Российский научный фонд, Конкурс 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, 23-72-10007
Лямкин В.А. 1, Серебров А.П.1, Коптюхов А.О. 1, Сиротин А.В.1, Бородинов Г.О.1, Недоляк А.А.1, Прудников Д.В.1, Хазов П.А.1, Мурашкин А.Н.1
1Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Гатчина, Ленинградская область, Россия
Email: lyamkin_va@pnpi.nrcki.ru, serebrov_ap@pnpi.nrcki.ru, Koptyukhov_ao@pnpi.nrcki.ru, sirotin_av@pnpi.nrcki.ru, Borodinov_go@pnpi.nrcki.ru, Nedolyak_aa@pnpi.nrcki.ru, Prudnikov_dv@pnpi.nrcki.ru, Khazov_pa@pnpi.nrcki.ru, Murashkin_an@pnpi.nrcki.ru
Поступила в редакцию: 29 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 13 января 2026 г.
Принята к печати: 13 января 2026 г.
Выставление онлайн: 12 мая 2026 г.
PDF версия
В НИЦ "Курчатовский институт"-ПИЯФ идет создание источника ультрахолодных нейтронов для исследований по физике фундаментальных взаимодействий, таких как поиск электрического дипольного момента нейтрона и прецизионное измерение времени жизни свободного нейтрона. Основным элементом источника является камера, заполненная сверхтекучим гелием, выступающим в роли конвертера нейтронов. Криостатирование гелия в этой камере осуществляется с использованием теплообменника из нержавеющей стали или меди с напыленным слоем никеля со стороны нейтронов. Представлены результаты экспериментальных исследований по определению комплексного термического сопротивления низкотемпературного теплообменника, включающего в себя термическое сопротивление стенки и сопротивление Капицы для таких материалов, как нержавеющая сталь, медь и никель. С использованием данной эмпирически полученной величины рассчитаны температура гелия и плотность ультрахолодных нейтронов в камере конвертера. Расчеты подтвердили сообразность выбранной конструкции и материалов теплообменника условиям обеспечения успешной работы источника ультрахолодных нейтронов для реактора ПИК. Ключевые слова: ультрахолодные нейтроны, сверхтекучий гелий, скачок Капицы, низкотемпературный теплообменник, термическое сопротивление, реактор ПИК.
  1. А.П. Серебров, В.А. Лямкин, А.К. Фомин, М.С. Онегин. ЖТФ, 92 (6), 899 (2022). DOI: 10.21883/JTF.2022.06. 52522.21-22 [A.P. Serebrov, V.A. Lyamkin, A.K. Fomin, M.S. Onegin. Tech. Phys., 67 (6), 763 (2022). DOI: 10.21883/TP.2022.06.54425.21-22]
  2. А.К. Фомин, А.П. Серебров. ЖТФ, 92 (2), 327 (2022). DOI: 10.21883/JTF.2022.02.52025.261-21 [A.K. Fomin, A.P. Serebrov. Tech. Phys., 67 (6), 259 (2022). DOI: 10.21883/TP.2022.02.52959.261-21]
  3. V.A. Lyamkin, A.P. Serebrov, D.V. Prudnikov, A.O. Koptyuhov, A.V. Sirotin, G.O. Borodinov, A.A. Nedolyak, P.A. Khazov. Particles Nuclei, Lett., 22 (2), 178 (2025)
  4. K.K.H. Leung, S. Ivanov, F.M. Piegsa, M. Simson, O. Zimmer. Phys. Rev. C, 93 (2), 025501 (2016). DOI: 10.1103/PhysRevC.93.025501
  5. F.M. Piegsa, M. Fertl, S.N. Ivanov, M. Kreuz, K.K.H. Leung, P. Schmidt-Wellenburg, T. Soldner, O. Zimmer. Phys. Rev. C, 90 (1), 015501 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevC.90.015501
  6. H. Yoshiki, K. Sakai, M. Ogura, T. Kawai, Y. Masuda, T. Nakajima, T. Takayama, S. Tanaka, A. Yamaguchi. Phys. Rev. Lett., 68 (9), 1323 (1992). DOI: 10.1103/PhysRevLett.68.1323
  7. C.A. Baker, S.N. Balashov, J. Butterworth, P. Geltenbort, K. Green, P.G. Harris, M.G.D. van der Grinten, P.S. Iaydjiev, S.N. Ivanov, J.M. Pendlebury, D.B. Shiers, M.A.H. Tucker, H. Yoshiki. Phys. Lett. A, 308 (1), 67 (2003). DOI: 10.1016/S0375-9601(02)01773-5
  8. S.W. Van Sciver. Helium cryogenics (Springer, NY., 2012), DOI: 10.1007/978-1-4419-9979-5
  9. П.Л. Капица. ЖЭТФ, 11 (6), 58 (1941)
  10. D.M. Lee, H.A. Fairbank. Phys. Rev., 116 (6), 1359 (1959). DOI: 10.1103/PhysRev.116.1359
  11. A.C. Anderson, J.I. Connolly, J.C. Wheatley. Phys. Rev., 135 (4A), A910 (1964). DOI: 10.1103/PhysRev.135.A910
  12. I.M. Khalatnikov. ЖЭТФ, 22, 687 (1952)
  13. W.A. Little. Can. J. Phys., 37 (3), 334 (1959). DOI: 10.1139/p59-037
  14. E.T. Swartz, R.O. Pohl. Rev. Mod. Phys., 61 (3), 605 (1989). DOI: 10.1103/RevModPhys.61.605
  15. G.L. Pollack. Rev. Mod. Phys., 41 (1), 48 (1969). DOI: 10.1103/RevModPhys.41.48
  16. L.J. Challis, K. Dransfeld, J. Wilks. Proc. Roy. Soc. (London) A, 260 (1300), 31 (1961). DOI: 10.1098/rspa.1961.0011
  17. C. Monachon, L. Weber, C. Dames. Annual Rev. Mater. Res., 46 (1), 433 (2016). DOI: 10.1146/annurev-matsci-070115-031719
  18. N.S. Snyder. Cryogenics, 10 (2), 89 (1970). DOI: 10.1016/ 0011-2275(70)90077-9
  19. J. Amrit, M.X. Francois. J. Low Temperature Phys., 119 (1/2), 27 (2000). DOI: 10.1023/A:1004604401306
  20. J.G. Hust, A.B. Lankford. Thermal conductivity of aluminum, copper, iron, and tungsten for temperatures from 1 K to the melting point (National Bureau of Standards, Boulder, 1984)
  21. S. Kawasaki, T. Okamura. EPJ Web Conf., 219, 10001 (2019). DOI: 10.1051/epjconf/201921910001
  22. R.C. Johnson, W.A. Little. Phys Rev., 130 (2), 596 (1963). DOI: 10.1103/PhysRev.130.596
  23. M.F. Whelan. Автореф. канд. дисс. (Norwich, Univ. of East Anglia, 1969)
  24. J.S. Goodling, R.K. Irey. In: Advances in Cryogenic Engineering: Proceedings of the 1968 Cryogenic Engineering Conference Case Western Reserve University Cleveland Ohio August 19-21, 1968, ed. by K.D. Timmerhaus (Springer US, Boston, 1969), DOI: 10.1007/978-1-4757-0549-2_19
  25. L.J. Challis. Proc. Phys. Soc., 80 (3), 759 (1962). DOI: 10.1088/0370-1328/80/3/320
  26. W.Y. Kuang. ЖЭТФ, 42 (4), 921 (1962). [W.Y. Kuang. Soviet Phys-JETP, 15 (4), 635 (1962).]
  27. К.Н. Зиновьева. ЖЭТФ, 25 (2), 235 (1953)
  28. D. White, O.O. Gonzales. H.L. Johnston. Phys. Rev., 89 (3), 593 (1953). DOI: 10.1103/PhysRev.89.593
  29. А.П. Серебров, А.К. Фомин. ЖТФ, 85 (8), 136 (2015). [A.P. Serebrov, A.K. Fomin. Tech. Phys., 60 (8), 1238 (2015). DOI: 10.1134/S106378421508023X]
  30. А.П. Серебров, А.К. Фомин, М.С. Онегин, А.Г. Харитонов, Д.В. Прудников, В.А. Лямкин, С.А. Иванов. Письма в ЖТФ, 40 (1), 24 (2014). [A.P. Serebrov, A.K. Fomin, M.S. Onegin, A.G. Kharitonov, D.V. Prudnikov, V.A. Lyamkin, S.A. Ivanov. Tech. Phys. Lett., 40, 10 (2014). DOI: 10.1134/S1063785014010118

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme