Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проведены экспериментальные исследования ускорения протонов в отражательной диодной системе (ОДС) из плотной анодной плазмы при изменяемых параметрах ускоряющего напряжения и плотности плазмы источника ионов. Исследования проведены на трех типах ускорителях с различной величиной ускоряющего напряжения (от 100 до 500 кВ) при длительности импульсов ускоряющего напряжения 40, 60 и 100 нс. Разработаны и апробированы на ускорителях два газовых источника плазмы с разными способами ионизации газа (электронным пучком и разрядом по поверхности сегнетокерамики). В ходе экспериментов определены параметры источников плазмы, обеспечивающие требуемую плотность плазмы для получения ионов водорода в ОДС. Для определения предела масштабирования энергии ионов в зависимости от ускоряющего напряжения выполнено 70 серий по 10 импульсов на основе ОДС Плютто-Люса, обеспечивающей коллективное ускорение протонов и дейтронов. В результате показана принципиальная возможность повышения энергии ионов до значений, необходимых для генерации нейтронных сгустков на литий содержащих мишенях. Спектрометрия сгустков высокоэнергетичных протонов (~ 3 МэВ) показала, что с увеличением напряжения доля высокоэнергетических ионов и, соответственно, число нейтронов возрастает в гораздо более сильной зависимости в отличие от доли основной группы ионов. Смонтирована и опробована магнетронная установка для осаждения многослойных мишеней на основе лития с двумя магнетронами в рамках работ по изготовлению нейтрон-образующих мишеней. Проведено теоретическое моделирование по определению оптимальных толщин литиевого слоя с учетом энергетического спектра импульсного пучка протонов. На основе экспериментальных исследований порога абляции проведена оценка предельного числа протонов (Np) в пучке с заданным энергетическим спектром и соответствующего полного выхода нейтронов (Yn) из Li, LiF и Li2O, не приводящем к плавлению и импульсной эрозии мишени. Установлено, что наибольший выход нейтронов, исходя из теплофизических свойств мишени, может быть достигнут при использовании оксида лития. Сравнение порогов импульсной абляции позволяют утверждать, что величины потока нейтронов до 10^8 – 10^9 см^2 c^(-1) могут быть достигнуты уже при частоте следования импульсов ускорителя менее 1 Гц. В ходе работ по ускорению ионов в отражательной системе была отработана времяпролетная спектрометрия нейтронов по определению энергии, переносимой сгустками нейтронов, испускаемых в ядерной реакции и оценке их количества. На основе проведенных и описанных выше научно-исследовательских работ была спроектирована и изготовлена рабочая камера для проведения дальнейших ориентированных исследований по генерации нейтронный сгустков из нейтрон-образующих мишеней.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках выполнения работ в 2025 г. были проведены экспериментальные исследования и расчетные работы по формированию импульсных потоков нейтронов на основе отражательной диодной системы, а также диода Плютто-Люса с плотным плазменным сгустком. Научно-исследовательские работы ориентированы на получение результатов, позволяющих дать заключение о возможности создания импульсного ускорителя легких ионов, способного генерировать импульсные нейтронные потоки для практического применения и, в частности, в области ядерной медицины. В ходе работы были проведены исследования эффективности плазмообразования и повышения эффективности ускорения легких ионов. Проведены оптимизационные работы геометрических параметров отражательной диодной системы с газопламенным источником, исследования по транспортировки ионного пучка с использованием труб дрейфа различного диаметра. Определены пороги импульсной эрозии мишеней и влияние потоков энергии из диода, сопровождающих генерацию импульсного ионного пучка высокой энергии в непосредственной близости от диода. Подобраны длины и диаметры труб дрейфа, при использовании которых наблюдается распространение ионного пучка с минимальными потерями и не происходит разрушение легкоплавких мишени на основе лития. Методом фольг измерены спектры ускоряемых протонов и дейтронов. Проведены расчеты требуемой толщины мишени на основе лития для выхода нейтронов. Также проведены исследования выхода нейтронов низкой энергии из нейтрон-образующих мишеней на основе лития и оксидной керамики при ускорении протонов и дейтронов, соответственно. На основе полученных данных подготовлено научно-техническое обоснование по разработке опытного образца источника нейтронов высокой средней мощности на основе импульсного ускорителя легких ионов, сформулированы основные параметры такого ускорителя.