Спектрометры нейтронов и быстрых атомов термоядерной плазмы токамаков на основе синтезированных CVD алмазных монокристаллических пленок

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Высокая радиационная стойкость, химическая инертность, возможность работать при повышенных температурах, высокие подвижность и эффективность сбора носителей заряда являются важными свойствами алмаза для создания детекторов и спектрометров ионизирующих излучений. В настоящее время обоснованы и разработаны диагностики нейтронов и потоков нейтральных частиц на основе алмазных детекторов для термоядерного реактора ИТЭР. В данной работе представлены результаты исследования методами рамановской спектроскопии и спектроскопии фотолюминесценции электронного качества синтезированных эпитаксиальных алмазных пленок, полученных методом осаждения из газовой фазы в смеси водорода с метаном в реакторе “АРДИС” на легированных бором монокристаллических подложках алмаза. Из отобранных спектрометрическими методами плёнок для подтверждения их электронного качества были изготовлены детекторы и проведены измерения эффективности сбора заряда, энергетического разрешения при облучении альфа-частицами 241Am источника и 14,7 МэВ быстрыми нейтронами ИНГ-07Т2 нейтронного генератора.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Н. Кириченко

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

А. В. Красильников

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

Н. Б. Родионов

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Автор, ответственный за переписку.
Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

В. П. Родионова

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

А. Г. Трапезников

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

В. П. Ярцев

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

С. А. Мещанинов

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

К. К. Артемьев

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

Р. А. Хмельницкий

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

В. Н. Амосов

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” “Проектный центр ИТЭР”

Email: n.rodionov@iterrf.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Krasilnikov A. V., Azizov E. A., Khrunov V. S., Roque-more A.L., Young K. M. // Rev. Sci. Instrum. 1997. V. 68 (1). P. 553.
  2. Krasilnikov A. V., Amosov V. N., Van Belle P., Jarvis O. N. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2002. V. 476. № .1.
  3. Krasilnikov A. V., Nishitani T., Kaneko J., Sasao M. // Fusion Engineering and Design. 1997. V. 34. 35. P. 573.
  4. Амосов В. Н., Красильников В. А., Скопинцев Д. А., Мещанинов С. А., Красильников В. А. // Приборы и техника эксперимента. 2008. № 2. С. 108.
  5. Борисов А. А., Дерябина Н. А., Родионов Р. Н., Амосов В. Н., Красильников А. В., Рахманов А. Ю., Родионов Н. Б., Немцев Г. Е. // Приборы и техника эксперимента. 2014. № 2. С. 1.
  6. Rodionov R., Kumpilov D., Nemtcev G., Bertalot L., Vysokih J. // Fusion Engineering and Design. 2021. V. 173. P. 112874.
  7. Афанасьев В. И. Дисс. … докт. физ.-мат. наук. СПб: ФТИ им. А. Ф. Иоффе, 2010.
  8. Красильников В. А. Дисс. … канд. физ.-мат. наук. М.: ТРИНИТИ, 2013.
  9. Alekseyev A. G. // Rev. Sci. Instrum. 2003. V. 74. P. 1905.
  10. Родионов Н. Б., Амосов В. Н., Артемьев К. К., Мещанинов С. А., Родионова В. П., Хмельницкий Р. А., Дравин В. А., Большаков А. П., Ральченко В. Г. // Атомная энергия. 2016. Т. 121. № 2.
  11. Артемьев К. К., Родионов Н. Б., Амосов В. Н., Красильников В. А., Мещанинов С. А., Родионова В. П., Кедров И. В., Кузьмин Е. Г., Петров С. Я. // Приборы и техника эксперимента. 2019. № 3. С. 63.
  12. Амосов В. Н., Родионов Н. Б., Дравин В. А., Артемьев К. К., Мещанинов С. А. // Приборы и техника эксперимента. 2017. № 1. С. 120.
  13. Красильников А. В., Коновалов С. В., Бондарчук Э. Н., Мазуль И. В., Родин И. Ю., Минеев А. Б., Кузьмин Е. Г., Кавин А.А, Карпов Д. А., Леонов В. М., Хайрутдинов Р. Р., Кукушкин А. С., Портнов Д. В., Иванов А. А., Бельченко Ю. И., Денисов Г. Г. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. C. 970. https://doi.org/ 10.31857/S0367292121110196
  14. Артемьев К. К., Красильников А. В., Кормилицын Т. М., Родионов Н. Б. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 1183
  15. Красильников А. В., Родионов Н. Б., Большаков А. П., Ральченко В. Г., Вартапетов С. К., Сизов Ю. Е., Мещанинов С. А., Трапезников А. Г., Родионова В. П., Амосов В. Н., Хмельницкий Р. А., Кириченко А. Н. // ЖТФ. 2022. Т. 92. С. 596.
  16. Verona-Rinati G. Dipartimento di Ingegneria Industriale Università di Roma “Tor Vergata” Radiation hard Diamond Detectors in Schottky diode, 2018 // ITER-HQ, Cadarache, France, 2018.
  17. Амосов В. Н., Мещанинов С. А., Родионов Н. Б. // Прикладная физика. 2011. № 4. С. 104.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Рамановский спектр алмазной пленки № 1 при возбуждении лазером с длиной волны 532 нм. На вставке — деконволюция рамановского спектра. Результат деконволюции показан красным цветом, исходный спектр — черным

Скачать (85KB)
3. Рис. 2. Спектр фотолюминесценции алмазной пленки № 1 при возбуждении лазером с длиной волны 532 нм.

Скачать (52KB)
4. Рис. 3. Чувствительный алмазный элемент с нанесенными контактами (а). Детектор с чувствительным алмазным элементом в корпусе с прижимными контактами (б).

Скачать (54KB)
5. Рис. 4. Амплитудные спектры детекторов на образцах № 1 (красный), и № 2 (синий) и Е6 (№ 3, черный) при облучении альфа-частицами источника 241Am.

Скачать (106KB)
6. Рис. 5. Амплитудные спектры детекторов на образцах № 1 (красный), и № 2 (синий) и Е6 (черный) при облучении ИНГ-07Т2, 300 с, 5 см до мишени, 130 кВ, 100 мА.

Скачать (76KB)

© Российская академия наук, 2024