Применение тепловых труб в ускорительной технике

Проведены пробные испытания теплообменника, работающего на принципе тепловых труб (ТТ), установленного на сильноточную ионную пушку ускорителя заряженных частиц. Благодаря компактности и автономности разработанной конструкции удалось обойтись без бойлера, находящегося под потенциалом 100 кВ. Суммарн...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2010
Main Authors:	Залеский, Ю.Г., Кривоносов, Г.А., Онищенко, И.Н., Пономарев, А.Г.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2010
Subjects:	Приложения и технологии
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17365
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Применение тепловых труб в ускорительной технике / Ю.Г. Залеский, Г.А. Кривоносов, И.Н. Онищенко, А.Г. Пономарев // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 4. — С. 360-364. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-17365
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-173652025-02-23T20:10:16Z Применение тепловых труб в ускорительной технике Застосування теплових труб у прискорювальної техніки Application of heat pipes in accelerator technology Залеский, Ю.Г. Кривоносов, Г.А., Онищенко, И.Н. Пономарев, А.Г. Приложения и технологии Проведены пробные испытания теплообменника, работающего на принципе тепловых труб (ТТ), установленного на сильноточную ионную пушку ускорителя заряженных частиц. Благодаря компактности и автономности разработанной конструкции удалось обойтись без бойлера, находящегося под потенциалом 100 кВ. Суммарная отводная мощность составляет 0.6 кВт. Температура элементов охлаждаемого устройства при этом не превышает 60 °С. Другое исследуемое применение ТТ в ускорительной технике - охлаждение мишеней, используемых как конвертеры для генерации рентгеновского излучения с использованием сильноточных пучков мощных импульсных ускорителей. В таком исполнении конвертеры в процессе эксплуатации дали положительные результаты для Мо и Та. Проведено пробні випробування теплообмінника, що працює на принципі теплових труб (ТТ), встановленого на сильнострумову іонну гармату прискорювача заряджених часток. Завдяки компактності і автономності розробленої конструкції вдалося обійтися без бойлера, що знаходиться під потенціалом 100 кВ. Сумарна потужність, що відводиться, складає 0.6 кВт. Температура елементів охолоджуваного пристрою при цьому не перевищує 60°С. Інше досліджуване застосування ТТ у прискорювальної техніки є охолодження мішеней, що використовуються як конвертери для генерації рентгенівського випромінювання з використанням сильнострумових пучків потужних імпульсних прискорювачів. У такому виконанні конвертери в процесі експлуатації дали позитивні результати для Мо і Та. Heat exchanger, based on a principle of the thermal pipes (TP) and installed in high current ion gun of the charged particles accelerator, are tested. Due to compactness and autonomy of the developed design it was succeeded in working without a boiler under applied potential 100 кV. The total removed power makes 0.6 kW. At that the temperature of elements of the device that is being cooled does not exceed 60°С. Another investigated application of TP in accelerator technique was cooling the target, which was used as a convertor for X-ray producing using high current beams of pulsed power electron accelerators. In such performance the convertors in operation process gave positive results for Mo and Ta. 2010 Article Применение тепловых труб в ускорительной технике / Ю.Г. Залеский, Г.А. Кривоносов, И.Н. Онищенко, А.Г. Пономарев // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 4. — С. 360-364. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17365 533.9 ru application/pdf Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Приложения и технологии Приложения и технологии
spellingShingle	Приложения и технологии Приложения и технологии Залеский, Ю.Г. Кривоносов, Г.А., Онищенко, И.Н. Пономарев, А.Г. Применение тепловых труб в ускорительной технике
description	Проведены пробные испытания теплообменника, работающего на принципе тепловых труб (ТТ), установленного на сильноточную ионную пушку ускорителя заряженных частиц. Благодаря компактности и автономности разработанной конструкции удалось обойтись без бойлера, находящегося под потенциалом 100 кВ. Суммарная отводная мощность составляет 0.6 кВт. Температура элементов охлаждаемого устройства при этом не превышает 60 °С. Другое исследуемое применение ТТ в ускорительной технике - охлаждение мишеней, используемых как конвертеры для генерации рентгеновского излучения с использованием сильноточных пучков мощных импульсных ускорителей. В таком исполнении конвертеры в процессе эксплуатации дали положительные результаты для Мо и Та.
format	Article
author	Залеский, Ю.Г. Кривоносов, Г.А., Онищенко, И.Н. Пономарев, А.Г.
author_facet	Залеский, Ю.Г. Кривоносов, Г.А., Онищенко, И.Н. Пономарев, А.Г.
author_sort	Залеский, Ю.Г.
title	Применение тепловых труб в ускорительной технике
title_short	Применение тепловых труб в ускорительной технике
title_full	Применение тепловых труб в ускорительной технике
title_fullStr	Применение тепловых труб в ускорительной технике
title_full_unstemmed	Применение тепловых труб в ускорительной технике
title_sort	применение тепловых труб в ускорительной технике
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Приложения и технологии
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17365
citation_txt	Применение тепловых труб в ускорительной технике / Ю.Г. Залеский, Г.А. Кривоносов, И.Н. Онищенко, А.Г. Пономарев // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 4. — С. 360-364. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT zaleskijûg primenenieteplovyhtrubvuskoritelʹnojtehnike AT krivonosovga primenenieteplovyhtrubvuskoritelʹnojtehnike AT oniŝenkoin primenenieteplovyhtrubvuskoritelʹnojtehnike AT ponomarevag primenenieteplovyhtrubvuskoritelʹnojtehnike AT zaleskijûg zastosuvannâteplovihtrubupriskorûvalʹnoítehníki AT krivonosovga zastosuvannâteplovihtrubupriskorûvalʹnoítehníki AT oniŝenkoin zastosuvannâteplovihtrubupriskorûvalʹnoítehníki AT ponomarevag zastosuvannâteplovihtrubupriskorûvalʹnoítehníki AT zaleskijûg applicationofheatpipesinacceleratortechnology AT krivonosovga applicationofheatpipesinacceleratortechnology AT oniŝenkoin applicationofheatpipesinacceleratortechnology AT ponomarevag applicationofheatpipesinacceleratortechnology
first_indexed	2025-11-25T00:07:49Z
last_indexed	2025-11-25T00:07:49Z
_version_	1849718755668525056
fulltext	360 ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2010. № 4. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (7), с. 360-364. УДК 533.9 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ В УСКОРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ Ю.Г. Залеский, Г.А. Кривоносов, И.Н. Онищенко, А.Г. Пономарев Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина E-mail:gak@kipt.kharkov.ua Проведены пробные испытания теплообменника, работающего на принципе тепловых труб (ТТ), уста- новленного на сильноточную ионную пушку ускорителя заряженных частиц. Благодаря компактности и ав- тономности разработанной конструкции удалось обойтись без бойлера, находящегося под потенциалом 100 кВ. Суммарная отводная мощность составляет 0.6 кВт. Температура элементов охлаждаемого устройст- ва при этом не превышает 60 °С. Другое исследуемое применение ТТ в ускорительной технике - охлаждение мишеней, используемых как конвертеры для генерации рентгеновского излучения с использованием силь- ноточных пучков мощных импульсных ускорителей. В таком исполнении конвертеры в процессе эксплуата- ции дали положительные результаты для Мо и Та. 1. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время ведется интенсивная разра- ботка линейных сильноточных ускорителей легких ионов (протонов, дейтронов). Для реализации про- грамм фундаментальной ядерной физики, электро- ядерного метода получения энергии, а также ряда прикладных задач пучковых технологий требуется ускоритель на 1 ГэВ с током 100 мА [1,2]. Энергия и ток ускоренного пучка ионов должны при этом под- держиваться с высокой стабильностью на протяже- нии длительного времени (недели, месяцы). Ста- бильность параметров пучка на выходе ускорителя определяется стабильностью работы источника ус- коряемых ионов – ионной пушки, в которой, в ос- новном, и выделяется большое количество тепла в результате рассеяния СВЧ-энергии. Отвод выде- ляющегося тепла обычным водяным теплообменни- ком (бойлером) оказывается несовместимым с тре- бованием работы ионной пушки в продолжительном стационарном режиме. Наиболее эффективная сис- тема теплоотвода – это тепловая труба (ТТ) [3-6]. Проведены пробные испытания теплообменника, работающего на принципе тепловых труб, установ- ленного на сильноточную ионную пушку (далее ионная пушка). Благодаря компактности и автоном- ности разработанной конструкции удалось обойтись без бойлера. В результате проведенной работы по замене системы отвода тепла и стабилизации тепло- вого режима ионной пушки традиционным тепло- обменником, теплообменником на ТТ, находящихся под высоким потенциалом, можно сделать вывод, что ионная пушка может работать неограниченное время без нарушения тепловых характеристик. 2. КОНСТРУКЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ИСПАРИТЕЛЬНОГО ТЕРМОСИФОНА На Рис.1 показан поперечный разрез модифици- рованного испарительного термосифона (МИТ). На внутренней поверхности теплоприёмника 1 нарезана неполная резьба с шагом 1,5 мм. В эту резьбу вворачивается патрон 2, на внешней поверх- ности которого нарезана неполная резьба с шагом 1,5 мм. Пространство 3, образованное между тепло- приёмником и патроном, служит каналом для стока конденсата и полостью для испарительной зоны. В нижней части патрона напротив места интенсивного притока тепла Q от внутренней поверхности тепло- приёмника проделаны радиальные каналы 4 для прохода пара из испарительной зоны в центральную полую часть 5 патрона. Рис.1. Поперечное сечение модифицированного испарительного термосифона В верхний торец патрона вставлена тонкостенная труба 6, внутри которой движется пар 7, а снаружи – жидкость 8, которая стекает по внутренней поверх- ности кожуха 9. Все детали МИТ выполнены из ме- ди и спаяны медно-фосфорным припоем. Во внут- реннюю полость МИТ помещается рабочая жид- кость (в рассматриваемом случае дистиллированная вода). Количество жидкости определялось из расчё- та, чтобы в самом предельном режиме работы МИТ лужа 10 была минимальной. Откачка на вакуум соб- ранного МИТ осуществлялась следующим образом. В вертикальном положении МИТ теплоприёмник помещался в холодильник с температурой минус 2…3°С. По истечении некоторого времени, когда лужа замерзала, через патрубок 11 производилась откачка воздуха до давления 10…2 мм рт.ст. Затем патрубок временно герметично закрывался, тепло- приёмник нагревался до температуры 50…60°С и 361 при этой температуре МИТ находился около 10…15 мин (процесс выхода воздуха из объёма жидкости). В дальнейшем снова теплоприёмник помещался в холодильник, и повторялась откачка освободившегося воздуха из жидкости. По мере достижения давления 10-1 мм рт.ст. патрубок зажи- мался и запаивался. Для получения характеристик тепловых труб на основе тепловой трубы МИТ был изготовлен стенд. В качестве источника тепла изготовлена электриче- ская печь. Верхняя часть МИТ, т.е. область конден- сата, помещалась в холодильник с проточной водой. По измеренным данным напряжения, силы тока, показаниям термопары, температуры входной и вы- ходной воды и её количества были получены вели- чины тепловых сопротивлений для тепловых труб. Они находились в пределах от 0,026 до 0,023°С/Вт при отводящей тепловой мощности от 500 до 2300 Вт. Температура конденсации 41…45°С, а тем- пература испарителя 53…100°С. Таким образом, тепловое сопротивление тепловых труб на основе тепловой трубы МИТ в среднем в 2,5 раза меньше теплового сопротивления серийных тепловых труб типа Т-1314 и Т-1615. Стоимость таких несерийных тепловых труб на основе МИТ не превышала стои- мости серийных тепловых труб. Применение тепло- вых труб типа МИТ может быть использовано при изготовлении бытовой техники [7,8]. 3. ТЕПЛОВАЯ ТРУБА КАК ТЕРМОСТАТ ГЕНЕРАТОРА ПЛАЗМЫ ИОННОЙ ПУШКИ Для реализации программ фундаментальной ядерной физики, электроядерного метода получения энергии, а также ряда прикладных задач пучковых технологий требуется ускоритель на 1 ГэВ с током 100 мА [1,2]. Энергия и ток ускоренного пучка ионов должны при этом поддерживаться с высокой ста- бильностью на протяжении длительного времени (недели, месяцы). Стабильность параметров пучка на выходе ускорителя определяется стабильностью ра- боты источника ускоряемых ионов – ионной пушки. В нашем случае источник ионов состоит из гене- ратора плазмы и электродов для экстракции из плазмы ионов и фокусировки ионного пучка. Плаз- ма создается в цилиндрическом резонаторе диамет- ром 100 мм и длиной 100 мм СВЧ-полями на часто- те 2,45 ГГц при вводе 1,5 кВт СВЧ-мощности через вакуумно-плотное окно. Резонатор (в дальнейшем плазменная камера) помещен в магнитное поле со- леноида, и ионизация напускаемого водорода осу- ществляется в условиях электронного циклотронно- го резонанса. Извлечение ионов происходит через отверстие в днище плазменной камеры при условии приложения к ней положительного потенциала ве- личиной до 100 кВ. В процессе поддержания плазмы часть СВЧ- энергии уходит с экстрагированным ионным пуч- ком, а другая часть попадает на стенки плазменной камеры в виде бомбардирующих заряженных частиц, электромагнитного излучения плазмы, омических потерь СВЧ-токов, а также диэлектрических потерь на окне ввода СВЧ-мощности. Отвод выделяющегося тепла обычным водяным теплообменником в нашем случае оказывается несовместимым с требованием работы ионной пушки в продолжительном стацио- нарном режиме из-за часто возникающих коронных разрядов, переходящих в дуговые. Автономность, компактность и отсутствие галь- ванической связи водяного контура с заземленными частями установки, свойственных ТТ [8], может оказаться подходящим способом охлаждения эле- ментов ионной пушки, находящихся под высоким постоянным потенциалом. При разработке экспериментального макета плазменной камеры с ТТ и схемы измерений его тепловых характеристик мы воспользовались опы- том, описанным выше. Испаритель, близкий по форме и объему теплоносителя к будущему охлаж- даемому элементу (водяная рубашка плазменной камеры), был изготовлен в виде кольца из медной трубы диаметром 10 мм. Для подвода тепла испари- тель был обмотан нихромовой проволокой диамет- ром 1,2 мм через слюдяную изоляцию и подключен к регулируемому источнику переменного тока. Сверху обмотка была закреплена стеклолентой. Верхний край кольца был припаян к вертикальной трубе диаметром 30 мм и длиной 40 см. К нижнему краю кольца припаивалась труба для сбора конден- сата. Вся сборка помещалась в емкость с сухим пес- ком. Испаритель соединялся с радиатором- змеевиком отрезком медной трубы диаметром 30 мм, а конденсат стекал в нагреваемый элемент по 10 мм трубке. Температура конденсата и жидкости в испарителе измерялась термопарами так, как это показано на Рис.2. Перед началом измерений охлаждающий контур через заливной штуцер заполнялся дистиллирован- ной водой (1,5 л) и откачивался вакуумным насосом до давления 10…1 Торр. Затем штуцер перекрывал- ся и трубопровод охлаждался тающим льдом до температуры 5…6°С. Примерно через час включа- лась повторная откачка и по достижении давления 10…1 Торр откачной штуцер запаивался. Описы- ваемая процедура предназначена для удаления ос- татков атмосферного воздуха с целью понизить теп- ловое сопротивление водяному пару, поднимающе- муся к радиатору. Рис.2. Схема экспериментального макета теплообменника на ТТ В процессе исследований измерялся временной ход температуры испарителя при различных коли- чествах подводимого тепла. Из этих кривых видно, 362 что независимо от мощности нагревателя темпера- тура испарителя стремится к некоторой постоянной величине. Эта величина определяется интенсивно- стью теплосъема с поверхности используемого ра- диатора. В нашем случае − естественного (конвек- тивного) охлаждения радиатора, температура уста- навливается на 60°С. При включении принудитель- ного обдува радиатора с расходом воздуха примерно 2 м3/с температура испарителя могла быть понижена до 50°С. В процессе исследований измерялся временной ход температуры испарителя при различных коли- чествах подводимого тепла. На Рис.3 приведены соответствующие зависимости, снятые при различ- ных значениях мощности нагревателя эксперимен- тального макета. Из этих кривых видно, что температура испари- теля достигает насыщения при 60°С независимо от количества подводимой теплоты. 0 30 60 90 120 150 0 15 30 45 60 75 1.2кВт 0.7кВт t(мин) T(oC) . o o o o o 1,8кВт Рис.3. Зависимость температуры от времени при нагреве различной мощностью экспериментального макета испарителя, о – при нагреве ионной пушкой Полученные данные эксперимента следует объ- яснить установлением динамического равновесия жидкость-пар в точке кипения 60°С при понижен- ном давлении насыщенного пара и использовать эффект для термостабилизации ионной пушки. Схема ионной пушки изображена на Рис.4. Рис.4. Схема действующего источника ионов, использующего ТТ При испытаниях ТТ охладителя на генераторе плазмы ионного источника была воспроизведена та же процедура подготовки к измерениям, что и на макете: заполнение контура дистиллятом воды (1,5 л), откачка, охлаждение, повторная откачка, герметизация откачного штуцера. В ходе испытаний измерялась СВЧ-мощность, поступающая в плазменную камеру, температура наружной стенки камеры и время до установления постоянной температуры. СВЧ-генератор работал в непрерывном режиме и развивал мощность до 0,6 кВт. По мере увеличения СВЧ-мощности темпе- ратура камеры увеличивалась, и при 0,6 кВт через 2 ч достигала 60°С. С течением времени температу- ра камеры больше не увеличивалась, что следует объяснить установлением теплового равновесия, свойственного теплообмену в ТТ. Температурный ход кривой качественно согласуется с данными, по- лученными на макете (см. Рис.3). Результаты, полученные при испытаниях тепло- обменника, работающего на принципе ТТ, можно резюмировать следующим образом. Данное устрой- ство работает в составе ионной пушки, а так же как термостат генератора СВЧ-газоразрядной плазмы. Благодаря автономному замкнутому контуру, на- полненному дистиллированной водой и не имею- щему гальванической связи с заземленными частями установки, ТТ может работать неограниченное время под высоким постоянным потенциалом без наруше- ния тепловых характеристик. Применение его на ус- корителе заряженных частиц, работающем в непре- рывном технологическом процессе, позволяет решать широкий круг задач современной ядерной энергети- ки, переработки радиоактивных отходов, при созда- нии новых материалов. Замена ТТ теплообменника с традиционными многоконтурными жидкостными устройствами с принудительной прокачкой тепло- носителя насосами позволяет также избежать таких экологически вредных факторов, как повышенный уровень шума, вибрации и дополнительный расход электроэнергии. Вместе с высокой надежностью, экономичностью и безопасностью перечисленные достоинства устройств на основе ТТ позволяют счи- тать их перспективными для применения в совре- менной ускорительной технике. 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТТ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МИШЕНЕЙ, КОНВЕРТЕРОВ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Использование сильноточных релятивистских электронных пучков (РЭП) для генерации тормозного рентгеновского излучения имеет давние традиции. С созданием первых сильноточных электронных уско- рителей получение мощных импульсов рентгенов- ского излучения было одной из важнейших задач при проведении экспериментальных исследований. Эта задача актуальна и в настоящее время. Однако необ- ходимо отметить, что областью применения генери- рованного излучения становятся прикладные иссле- дования и, в частности, исследования радиационной стойкости материалов реакторостроения. Большие интегральные дозы рентгеновского из- лучения, которые можно набрать в испытуемых ма- териалах за короткое время при использовании силь- ноточных ускорителей, хорошо моделируют процес- сы, происходящие в конструкционных материалах действующих ядерных реакторов. Это позволяет про- гнозировать поведение используемых материалов в реальных условиях, создавать и испытывать мате- риалы с новыми уникальными свойствами. 363 Эти задачи налагают определенные условия на характеристики получаемого излучения, а именно: импульсы излучения должны быть достаточно мощ- ными, чтобы доза набиралась за короткое время (не- сколько десятков пусков ускорителя), и необходима хорошая повторяемость генерируемого рентгенов- ского импульса в процессе облучения. Эти условия можно обеспечить только применением в качестве мишеней-преобразователей (конвертеров излучения) тяжелых металлов – W, Ta, геометрические характери- стики которых в процессе облучения остаются неиз- менными. При этом для обеспечения минимума по- глощения генерируемого излучения в материале са- мой мишени ее толщину делают несколько больше длины свободного пробега электронов пучка, что может приводить к ее повреждению за счет различ- ных эффектов, сопровождающих взаимодействие пучка и твердотельной мишени. Хрупкие материалы, такие как вольфрам, могут растрескиваться и полно- стью разрушиться при резком термоударе электрон- ным пучком, а танталовая фольга проплавляется об- разующейся вблизи ее поверхности плазмой. Эти эффекты наблюдались при облучении мише- ней-конвертеров сильноточным релятивистским электронным пучком микросекундной длительности ускорителя Темп-А, работающего в ННЦ ХФТИ [9]. Ускоритель имеет следующие параметры: ток – 1…5 кА; энергия электронов до 0,5 МэВ; длитель- ность импульса – 2…5 мкс; плотность мощности до 5·1012 Вт/м2. Пучок формируется в магнитоизолиро- ванном диоде микросекундной длительности за счет взрывной эмиссии. Транспортировка пучка к мишени осуществляется ведущим магнитным полем ~1 Тл. Под действием сильноточного РЭП происходит плавление мишени толщиной 50 мкм из тантала (Рис.5,а) и разрыв мишени из вольфрама толщиной 200 мкм (см. Рис.5,б). Заметим, что в камере взаи- модействия ускорителя, где происходит облучение мишеней, в условиях вакуума понижена теплоотда- ча с облученной поверхности во внешнюю среду. Наибольшую долговечность и стабильность при работе показали мишени из молибдена толщиной 500 мкм. На Рис. 5,в показана мишень из Мо, на ко- торой происходит лишь поверхностная переплавка материала в течение 15 пусков ускорителя. a б в Рис.5. Разрушение мишеней под действием сильноточного РЭП Однако интенсивность получаемого на этой ми- шени рентгеновского импульса в несколько раз меньше, чем можно было бы получать на тонких мишенях из тантала или вольфрама. Эта проблема может быть решена применением эффективного охлаждения используемых мишеней, которое позво- лило бы снизить или устранить тепловые эффекты, приводящие к повреждению мишеней. В настоящее время наиболее эффективная сис- тема теплоотвода – это тепловая трубка и тепловой сифон. Изготовленные на основе тепловой трубы конвертеры в процессе эксплуатации дали положи- тельные результаты для молибдена и тантала, что позволило увеличить число пусков до прожигания фольги. Но для вольфрама по-прежнему наблюда- лось растрескивание поверхности при взаимодейст- вии с импульсным сильноточным РЭП, хотя при квазистационарном нагреве в пламени газовой го- релки был обеспечен высокий теплоотвод, о чем свидетельствует отсутствие цветов побежалости на поверхности (Рис.6). а б в Рис.6. Состояние поверхности вольфрама: а – цвета побежалости на пластине после обжига на воздухе; б – поверхность пластины с теплоотводом после обжига; в – растрескивание пластины при взаимодействии с сильноточным РЭП 364 ЛИТЕРАТУРА 1. R.G. Vasil’kov, V.I. Gol’danski, V.V. Orlov. About of the electric nuclear breedings // Uspekhi Phizi- cheskikh nauk. 1983, v.139, p.217-220 (in Rassian). 2. N.A. Khizhnyak. Safe nuclear pover. Kharkov: NSC KhPTI, 2004, p.148 (in Russian). 3. ТУ 231 БССР 020-87. 4. С.А. Ковалёв. Испарение и конденсация в тепло- вых трубах. М.: «Наука», 1989, с.106-112. 5. Ю.Ф. Герасимов, Ю.Ф. Майданник и др. Низко- температурные тепловые трубы с раздельными каналами для пара и жидкости // ИФЖ. 1975, т.26, №6, с.957-960. 6. М.Н. Шановский и др. Физические основы теп- ловых труб. М.: «Атомиздат», 1978. 7. Патент №40349, Украина. Посуд «Діма» для теп- лової обробки харчових продуктів / Г.А. Кривоносов, Д.С. Мельников // Бюллетень №7, 2009. 8. G.A. Krivonosov, I.N. Onishchenko, V.I. Volkov. Mоdified evaporating thermosiphon // Proc. of the VIth Minsk Int. Sem. “Heat Pipes, Heat Pumps, Re- frigerators”. Minsk, Belarus, 2005, p.198-201 (in Russian). 9. В.Т. Уваров, Ю.В. Ткач, Н.П. Гадецкий и др. По- лучение сильноточных пучков микросекундной длительности с высоким КПД: Препринт ХФТИ 84-30. М.: «ЦНИИатоминформ», 1984, с.13. Статья поступила в редакцию 02.06.2010 г. APPLICATION OF HEAT PIPES IN ACCELERATOR TECHNOLOGY Yu.G. Zalesky, G.A. Krivonosov, I.N. Onishchenko, A.G. Ponomaryev Heat exchanger, based on a principle of the thermal pipes (TP) and installed in high current ion gun of the charged particles accelerator, are tested. Due to compactness and autonomy of the developed design it was suc- ceeded in working without a boiler under applied potential 100 кV. The total removed power makes 0.6 kW. At that the temperature of elements of the device that is being cooled does not exceed 60°С. Another investigated applica- tion of TP in accelerator technique was cooling the target, which was used as a convertor for X-ray producing using high current beams of pulsed power electron accelerators. In such performance the convertors in operation process gave positive results for Mo and Ta. ЗАСТОСУВАННЯ ТЕПЛОВИХ ТРУБ У ПРИСКОРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ Ю.Г. Залеський, Г.О. Кривоносов, І.М. Оніщенко, О.Г. Пономарьов Проведено пробні випробування теплообмінника, що працює на принципі теплових труб (ТТ), встанов- леного на сильнострумову іонну гармату прискорювача заряджених часток. Завдяки компактності і автоном- ності розробленої конструкції вдалося обійтися без бойлера, що знаходиться під потенціалом 100 кВ. Сума- рна потужність, що відводиться, складає 0.6 кВт. Температура елементів охолоджуваного пристрою при цьому не перевищує 60°С. Інше досліджуване застосування ТТ у прискорювальної техніки є охолодження мішеней, що використовуються як конвертери для генерації рентгенівського випромінювання з використан- ням сильнострумових пучків потужних імпульсних прискорювачів. У такому виконанні конвертери в проце- сі експлуатації дали позитивні результати для Мо і Та.

Применение тепловых труб в ускорительной технике

Institution

Similar Items