27 февраля 2014 - Отечественное ядерное приобретение

В середине XX столетия  наступила новая эра — атомная. Чтобы  ликвидировать монополию США на  обладание ядерным оружием, в СССР развернули работы по атомному  проекту. Страна, только что вышедшая из страшной опустошительной войны, была вынуждена колоссальные  людские, технические и материальные ресурсы направить на решение  многих сложнейших проблем —  организацию добычи урана, его переработку, постройку реакторов, производство плутония, конструирование и  испытание атомного и водородного оружия.

 

Успешное решение этих проблем — героический подвиг наших ученых, инженеров, рабочих, всего советского народа. Впоследствии к этим задачам добавились создание атомной энергетики, военных и гражданских кораблей с ядерными энергетическими установками, использование радиоактивных веществ в медицине и различных отраслях народного хозяйства. Направления науки и техники, связанные с решением перечисленных проблем, образуют мощную ядерную индустрию. Заметную роль в ней играют приборы, измеряющие параметры ионизирующих излучений. Для определения характеристик объектов, относящихся как к ядерной, так и к иным разделам физики — механике, теплоте, электричеству и др., — необходима соответствующая измерительная аппаратура. Источники и поля ионизирующих излучений — довольно специфический объект измерений, поэтому такая аппаратура зачастую весьма сложна, имеет ряд особенностей. К ним, в первую очередь, относятся специфика и сложность метрологического обеспечения, связанные со статистическим характером измеряемых величин, которые описывают ионизирующие излучения, с множеством видов таких излучений и их источников, сред, где производятся измерения, и т.д.

 

Приборы для измерения ионизирующих излучений обеспечили успех проведения научных исследований в недостаточно изведанной тогда области науки и техники, осуществление новых процессов получения ядерной энергии и создание безопасных условий труда на радиационно-и ядерно- опасных производствах. Без этой аппаратуры немыслимо практическое использование в народном хозяйстве атомной энергии, радиоактивных и делящихся материалов. Только на базе таких приборов возможен контроль различных процессов на предприятиях атомной промышленности и энергетики, управление этими процессами и их автоматизация. Их применение также весьма эффективно при бесконтактных и безынерционных измерениях многих физических и химических величин, контроле и анализе свойств и состава вещества.

 

Большая потребность в приборах для измерения ионизирующих излучений обусловила необходимость их разработки и серийного выпуска на специализированных предприятиях, потребовала больших усилий руководителей, ученых, инженеров и производственников, формирования крупных творческих коллективов, создания новых заводов и других организаций, оснащения их специальным оборудованием и испытательными средствами, разработки новых технологий и т.д. Это вызвало к жизни новое направление науки и техники, находящееся на стыке двух динамично развивающихся областей знания — ядерной физики и радиоэлектроники и получившее наименование ядерное приборостроение. А в нем ведущую роль играло все эти годы и играет в настоящее время ЦКБ-1, впоследствии реорганизованное в НИИ-1, затем — в Союзный НИИ приборостроения (СНИИП) и, наконец, в Ордена Трудового Красного Знамени государственное унитарное федеральное предприятие «Научно-инженерный центр «СНИИП» (НИЦ «СНИИП»] Универсальный радиометр МКС- 05Н «Инспектор» — один из приборов, разработанных в СНИИПе. ЦКБ-1 было создано по инициативе И.В. Курчатова в соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 19 апреля 1952 г. Выросшему из него НИЦ «СНИИП» вскоре исполняется 50 лет.

 

В РАЗВИТИИ РАССМАТРИВАЕМОЙ ОТРАСЛИ принято выделять пять поколений аппаратуры ядерного приборостроения. Каждое поколение отличают определенная элементная база, используемые детекторы ионизирующих излучений, методы выполнения и их характеристики, что отражено в выпускаемой книге. Приборы первого поколения, появившиеся в середине 40-х — начале 50-х гг., выполнялись на произвольных конструктивах, с применением электронно-вакуумных ламп, были рассчитаны на использование счетчиков Гейгера и ионизационных камер и обеспечивали, как правило, решение весьма ограниченного круга задач. Для второго поколения (50-е — начало 60-х гг.) характерны приборы, либо предназначенные для работы со сцинтилляционными счетчиками, либо содержавшие такие счетчики. В этих приборах нередко использовался функционально-блочный способ компоновки аппаратуры, в соответствии с которым устройство разбивалось на отдельные, схемотехнически и конструктивно завершенные, изделия — функциональные блоки, из которых строилась (компоновалась) та или иная аппаратура, схемы же выполнялись на полупроводниках.

 

В приборах третьего поколения, появившихся в 60-е гг., в качестве детекторов ионизирующих излучений, наряду со счетчиками Гейгера и сцинтилляционными счетчиками, все больше стали использовать полупроводниковые детекторы, а элементной базой являлись микросхемы. В конструировании таких приборов нашел применение функционально-узловой метод, в соответствии с которым основой для их построения стали функциональные узлы. В аппаратуре четвертого поколения, созданной в начале 70-х гг., элементной базой служили микросхемы с повышенной степенью интеграции. Важной особенностью этих устройств явилось введение в состав многих из них централизованных ЭВМ, так что приборы стали программно-управляемыми. Аппаратура пятого поколения, появившаяся в 80-е гг., характеризовалась тем, что в ее составе использовались персональные компьютеры, а приборы, построенные с так называемым «распределенным» интеллектом, содержали микропроцессоры и микроконтроллеры в различных звеньях измерительного тракта. По мере развития ядерного приборостроения происходило постоянное расширение номенклатуры создаваемых приборов, установок и других технических средств, а также сферы их использования.

 

Сформировались отдельные направления ядерного приборостроения, такие, как создание приборов для научных исследований, поиска, разведки и добычи радиоактивных руд, переработки урановых руд, для контроля технологических процессов получения и переработки ядерного горючего, хранения радиоактивных веществ и захоронения радиоактивных отходов; для атомной энергетики и атомного флота; противоатомной защиты; аппаратуры контроля безопасности персонала, населения и выявления загрязненности окружающей среды; приборов для медицины, биологии и т.п. История создания таких устройств отражена в книге. Потребность в приборах для измерения ионизирующих излучений возникла с первых шагов становления атомной науки и техники. Среди них большое место сразу заняли универсальные устройства, позволявшие измерять плотности потоков альфа- и бета-частиц, фотонного излучения и нейтронов и предназначавшиеся, в частности, для экспериментальных исследований в ядерно-физических лабораториях. Затем в рамках этого направления — создания электронно-физической аппаратуры — были разработаны различные модели счетчиков и измерителей средней частоты импульсов, импульсных усилителей, дискриминаторов, электронных секундомеров, источников питания и т.п., а также блоки детектирования различных видов излучения.

 

Важнейшими и наиболее сложными электронно-физическими устройствами с начала 50-х гг. становятся многоканальные временные, а с появлением сцинтилляционных счетчиков — многоканальные амплитудные анализаторы (МАА), которые явились основой различных многоканальных спектрометров — устройств, позволявших определять распределения квантов и частиц по какому-либо параметру. Затем появились многомерные анализаторы, осуществлявшие анализ по двум и более параметрам одновременно (амплитудно-амплитудный, амплитудно- временной, многодатчиковый амплитудный, амплитудный на различных отрезках времени, временной на различных отрезках времени).

 

СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ значительно расширяли возможности аппаратуры и повышали ее эксплуатационные характеристики. Это обусловило переход, начиная с 70-х гг., к программно-управляемой электронно-физической аппаратуре, содержащей ЭВМ и мини-ЭВМ, а в дальнейшем и персональные компьютеры, как настольные, так и переносные: лэптопы, ноутбуки, карманные ПК. Многочисленные и разнообразные приборы и установки были созданы для термоядерных, биологических исследований и медицинской радиологии. Специальная аппаратура разрабатывалась для экспериментальных термоядерных исследовательских установок «Токомак», «Ангара», «Искра». Для молекулярных исследований разработали несколько моделей тритиевых радиометров. Наконец, были созданы приборы для диагностики заболеваний, в частности — злокачественных новообразований, определявших накопление радионуклидов в определенных органах и измерявших динамику распределения нуклидов в теле человека. В исследованиях, проводимых с космических аппаратов, большое место занимают измерения потоков заряженных частиц с широким диапазоном энергий и разного вида, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучений и молекулярных потоков.

Рейтинг: 0 Голосов: 0 3738 просмотров

Оцените статью: Нравится ↑ Не нравится ↓