RU2433493C1 - Method and device to generate quantum beams - Google Patents

Method and device to generate quantum beams Download PDF

Info

Publication number
RU2433493C1
RU2433493C1 RU2010117013/07A RU2010117013A RU2433493C1 RU 2433493 C1 RU2433493 C1 RU 2433493C1 RU 2010117013/07 A RU2010117013/07 A RU 2010117013/07A RU 2010117013 A RU2010117013 A RU 2010117013A RU 2433493 C1 RU2433493 C1 RU 2433493C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
energy
active medium
nuclear
medium
Prior art date
Application number
RU2010117013/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Оксана Олеговна Леонова (RU)
Оксана Олеговна Леонова
Олег Алексеевич Трыков (RU)
Олег Алексеевич Трыков
Степан Евгеньевич Ульяненко (RU)
Степан Евгеньевич Ульяненко
Нелли Гарниковна Хачатурова (RU)
Нелли Гарниковна Хачатурова
Андрей Игоревич Логинов (RU)
Андрей Игоревич Логинов
Сергей Александрович Вощинин (RU)
Сергей Александрович Вощинин
Игорь Витальевич Горячев (RU)
Игорь Витальевич Горячев
Original Assignee
Учреждение Российской академии медицинских наук Медицинский радиологический научный центр РАМН (МРНЦ РАМН)
Оксана Олеговна Леонова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии медицинских наук Медицинский радиологический научный центр РАМН (МРНЦ РАМН), Оксана Олеговна Леонова filed Critical Учреждение Российской академии медицинских наук Медицинский радиологический научный центр РАМН (МРНЦ РАМН)
Priority to RU2010117013/07A priority Critical patent/RU2433493C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2433493C1 publication Critical patent/RU2433493C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering. ^ SUBSTANCE: method to generate beams of directional coherent radiation in optical range is carried out with the help of pulse sources of nuclear radiation. Inverse occupation of atoms and molecules of active medium is provided. The active medium is placed in an open resonator. The released energy in the form of a directional coherent beam of optical range photons is taken out beyond the resonator limits via a partially transparent output window of the resonator. The active medium is surrounded with a radioactive medium, or the radioactive medium is placed homogeneously or heterogeneously inside the active medium, the pumping energy of the active medium is increased. The active medium is transferred into a super-radiating condition, from which the active medium, using the initiating start radiation, is transferred into the main (or less excited) condition, by release of the superradiation with intensity that is directly proportional to the squared quantity of excited atoms or molecules. The device of quantum beams generation comprises a quantum generator. Films of uranium-235 (235U) are applied onto inner surfaces of the side walls of pipes, as well as a double-zone pulse nuclear reactor that generates a field of nuclear pumping energy of active Ar-Xe gas mixture (medium). The pulse nuclear reactor is replaced with a power plant of non-nuclear design. ^ EFFECT: higher efficiency of pumping energy transformation into energy of directional radiation and expanded range of quantum components of radiation beams. ^ 7 cl, 20 dwg

Description

Изобретение относится к области преобразования энергии. Имеются различные виды энергии: механическая, тепловая, электрическая, магнитная, электромагнитная, ядерная и др. Известны преобразования одних видов энергии в другие, например: механической в электрическую; электрической в тепловую; механической в тепловую; химической в электрическую; химической в образование новых структурных связей на уровне молекулярных квантовых систем; ядерной в электрическую и т.д. Каждому виду энергии присущи характерные свойства, которые могут проявляться в дальнодействии или возможности мгновенной концентрации и обеспечивать среде резко различающиеся качественные свойства: например, фазовые переходы I-го и II-го рода. Фазовый переход I-го рода - с изменением агрегатного состояния среды. Фазовый переход II-го рода - без изменения агрегатного состояния, а с изменением внутренней энергии из-за перестройки структуры внутренних связей (переход сфазированный, скачком). Ядерная энергия может порождать электромагнитную энергию, рождение частиц, преобразование электромагнитной энергии в энергию покоя (массы) частиц.The invention relates to the field of energy conversion. There are various types of energy: mechanical, thermal, electrical, magnetic, electromagnetic, nuclear, etc. Transformations of some types of energy into others are known, for example: mechanical into electrical; electric to thermal; mechanical to thermal; chemical into electrical; chemical into the formation of new structural bonds at the level of molecular quantum systems; nuclear to electrical, etc. Each type of energy has its own characteristic properties, which can manifest themselves in long-range action or the possibility of instantaneous concentration and provide the environment with sharply different qualitative properties: for example, phase transitions of the first and second kind. A first-order phase transition — with a change in the state of aggregation of the medium. A second-order phase transition — without a change in the state of aggregation, but with a change in internal energy due to a restructuring of the structure of internal bonds (phase transition, jump). Nuclear energy can generate electromagnetic energy, the birth of particles, the conversion of electromagnetic energy to the rest energy (mass) of particles.

Примечательным видом энергии является энергия, носителем которой являются электромагнитные волны и электромагнитное излучение. Причем различным диапазонам длин волн электромагнитного излучения присущи свои характерные свойства: радиоволны; лазеры и др. Последние обладают свойствами квантовых систем микромира - вынужденные энергетические переходы атомов и молекул из возбужденных состояний в основное, невозбужденное. С использованием этого свойства формируются световые пучки, обладающие высокой направленностью, когерентностью, монохроматичностью и, как следствие, высокой интенсивностью и сфазированностью. Лазерные источники света обладают свойствами и возможностями, которыми не обладал ни один источник света в долазерный период. Лазеры характеризуются сильно выраженной энергетической индивидуальностью каждого атома или молекулы, сфазированность (когерентность) электромагнитных волн в которых обеспечивается внешними источниками электромагнитных волн и свойствами вынужденного излучения квантовых систем при их переходе с одного энергетического уровня на другой. При этом внешние фазирующие (кореллирующие) поля являются внешними по отношению к каждому отдельному атому или молекуле, но не ко всему ансамблю квантовых систем среды, который являлся бы источником этого коррелирующего поля.A notable form of energy is energy, the carrier of which are electromagnetic waves and electromagnetic radiation. Moreover, different ranges of wavelengths of electromagnetic radiation have their own characteristic properties: radio waves; lasers and others. The latter possess the properties of quantum systems of the microworld — stimulated energy transitions of atoms and molecules from excited states to the ground, unexcited ones. Using this property, light beams are formed with a high directivity, coherence, monochromaticity and, as a result, high intensity and phasing. Laser light sources have properties and capabilities that no light source had in the dolaser period. Lasers are characterized by a strongly pronounced energy individuality of each atom or molecule, the phasing (coherence) of electromagnetic waves in which is provided by external sources of electromagnetic waves and the properties of the stimulated emission of quantum systems during their transition from one energy level to another. Moreover, the external phasing (correlating) fields are external with respect to each individual atom or molecule, but not to the entire ensemble of quantum systems of the medium that would be the source of this correlating field.

Логическим продолжением систем типа лазерных, преобразующих один вид энергии в другие виды, являются сверхизлучающие (и сверхпоглощающие) системы. При более высоких уровнях энергетической накачки по сравнению с лазерным, но не превышающими некоторого определенного уровня, свойства сверхизлучения по ряду признаков очень напоминают лазерное излучение, а именно:The logical continuation of laser-type systems that convert one type of energy into other types are super-emitting (and super-absorbing) systems. At higher levels of energy pumping compared to laser, but not exceeding a certain certain level, the properties of superradiance in a number of ways are very similar to laser radiation, namely:

1. Необходимость обеспечивать соответствующей энергетической накачкой инверсную заселенность электронных уровней среды.1. The need to provide the appropriate energy pumping inverse population of electronic levels of the medium.

2. Высокая степень направленности оптического излучения.2. A high degree of directivity of optical radiation.

3. Высокая степень когерентности среды.3. A high degree of coherence of the medium.

4. Установкой открытого резонатора обеспечивается положительная обратная связь, как и для лазерно-активных сред.4. The installation of an open resonator provides positive feedback, as for laser-active media.

Однако сверхизлучающие системы характеризуются объединением (коллективизацией) индивидуальных энергий атомов в единый сфазированный энергетический ансамбль. При этом сфазированность обеспечивается дополнительными связями, обусловленными энергетическими корреляциями "поле + частицы", которые не возникают в лазерных системах. При некотором критическом значении инверсной заселенности и скорости ее изменения при tн~0, где tн - стартовое значение времени накачки, сверхвозбужденная система формируется в диссипативную систему с отрицательной энергией. Отрицательная энергия диссипативных систем, собственно говоря, является неструктурированной, переходной формой энергии. При определенных условиях происходит перекачка отрицательной энергии в тот вид энергии, матрица элементов которой представляется системе энергетически наиболее обусловленной (оптимальной). Из сверхизлучательного состояния в зависимости от величины инверсии и инкремента, характеризующего скорость относительного изменения инверсии, отрицательная энергия может преобразовываться в сверхизлучение (СИ): фотоны оптического диапазона; гамма-кванты; ядерное излучение в виде пучков нейтронов, заряженных частиц и др.However, superradiant systems are characterized by a combination (collectivization) of individual atomic energies into a single phased energy ensemble. In this case, phasing is ensured by additional bonds due to energy correlations "field + particles", which do not occur in laser systems. At a certain critical value of the inverse population and its rate of change at t n ~ 0, where t n is the starting value of the pump time, the super-excited system is formed into a dissipative system with negative energy. The negative energy of dissipative systems, in fact, is an unstructured, transitional form of energy. Under certain conditions, negative energy is pumped into that form of energy, the matrix of elements of which seems to be the most energetically determined (optimal) system. From the superradiant state, depending on the magnitude of the inversion and the increment characterizing the rate of relative change of the inversion, negative energy can be converted into superradiance (SI): photons in the optical range; gamma quanta; nuclear radiation in the form of beams of neutrons, charged particles, etc.

Заявляемый материал, практически, полностью является результатом экспериментальных исследований. В основу методологии этих исследований легли две теоретические работы [1, 2], обосновывающие поляритонную модель сверхизлучения, и предположение одного из авторов настоящей заявки (Трыкова О.А. [16]) о протуберанцевой структуре электронных оболочек атомов и перевод значительного числа атомов возбуждаемой (накачиваемой) среды в ридберговские состояния, т.е. состояния с большими значениями главного квантового числа "n". Предполагается, и эксперементальные исследования не противоречат этому, что такие начальные условия обеспечивают перевод сред в сверхизлучательное или сверхпоглощательное состояния, которые характерезуются сфазированной коллективной динамикой частиц и фотонных полей и конечным результатом которой является сверхизлучение и сверхпоглощение. Для удобства дальнейшего изложения объединим термины "сверхизлучательный" и "сверхпоглощательный" в один: сверхизлучательный. Сверхпоглощательное состояние является антиподом сверхизлучательного состояния, но физика процессов, приводящих к сверхпоглощению - та же, различие только в граничных условиях формирования сверхпоглощения.The inventive material is almost entirely the result of experimental studies. The methodology of these studies was based on two theoretical works [1, 2], substantiating the polariton model of superradiance, and the assumption of one of the authors of this application (Trykova OA [16]) on the prominence structure of electron shells of atoms and the transfer of a significant number of atoms excited ( pumped) medium into Rydberg states, i.e. states with large values of the principal quantum number "n". It is assumed that experimental studies do not contradict this, that such initial conditions ensure the transfer of media into superradiant or superabsorption states, which are characterized by the phased collective dynamics of particles and photon fields and the final result of which is superradiation and superabsorption. For convenience of further discussion, we combine the terms “superradiant” and “super absorbent” into one: superradiant. The superabsorption state is the antipode of the superradiant state, but the physics of the processes leading to superabsorption is the same, the difference is only in the boundary conditions for the formation of superabsorption.

Как уже отмечено выше, известным явлением, сопровождающимся, как и сверхизлучение, коллективными процессами частиц и фотонных полей, является лазерное излучение. Для реализации лазерного излучения так же, как и для реализации сверхизлучения, необходимо обеспечить инверсную заселенность электронных уровней среды.As noted above, laser radiation is a well-known phenomenon, accompanied, like superradiance, by the collective processes of particles and photon fields. For the realization of laser radiation, as well as for the realization of superradiance, it is necessary to ensure the inverse population of electronic levels of the medium.

Характерной особенностью процесса формирования лазерного излучения является его сфазированность. В частности, это обстоятельство определяет когерентность лазерного излучения. Однако переход возбужденных атомов в более низкое или основное энергетическое состояние, в результате вынужденных излучательных переходов, происходит в каждом атоме индивидуально независимо от других атомов. Характерной особенностью сверхизлучательного состояния также является сфазированность сформированного сверхизлучения. Но эта сфазированность обусловлена коллективной сфазированностью всех возбужденных центров. Снятие возбуждения в каждом возбужденном атоме происходит не независимо от других атомов (молекул), а коллективно,"лавиной".A characteristic feature of the process of formation of laser radiation is its phasing. In particular, this circumstance determines the coherence of laser radiation. However, the transition of excited atoms to a lower or ground energy state, as a result of stimulated radiative transitions, occurs in each atom individually independently of other atoms. A characteristic feature of the superradiant state is also the phasing of the formed superradiance. But this phasing is due to the collective phasing of all the excited centers. The removal of excitation in each excited atom occurs not independently of other atoms (molecules), but collectively, by an "avalanche".

Сущность заявляемых решений состоит в: способе получения сверхинтенсивных пучков направленного когерентного излучения оптического и более коротковолнового диапазонов (рентгеновского излучения, γ-излучения), направленных пучков частиц из квантовых ядерных объектов (нейтронов, заряженных частиц); а также в способе деактивации радиоактивных сред созданием повышенной инверсной населенности путем накачки активных сред ядерными (и не только ядерными) излучениями, перевода сред в сверхизлучательное (или сверхпоглощательное) состояние с помощью изпользования дополнительных внешних полей из потоков γ-квантов радиоактивного окружения и интенсивных магнитных и электрических полей со значениями магнитной индукции от "В"≥1 Тл и напряженностями Е до нескольких десятков киловольт, конкретные интервалы изменения параметров которых в указанных диапазонах зависят от рода излучения или частиц, участвующих в формировании направленных (и ненаправленных) транспортируемых пучков (или потоков). КПД установок по заявляемому способу составляет от единиц до нескольких десятков процентов.The essence of the claimed solutions consists in: a method for producing super-intense beams of directional coherent radiation of the optical and shorter wavelength ranges (X-ray radiation, γ-radiation), directed particle beams from quantum nuclear objects (neutrons, charged particles); as well as in a method of deactivating radioactive media by creating an increased inverse population by pumping active media with nuclear (and not only nuclear) radiation, transferring the media to a superradiant (or super absorbing) state by using additional external fields from the fluxes of γ-quanta of the radioactive environment and intense magnetic and electric fields with magnetic induction values from "B" ≥1 T and strengths E up to several tens of kilovolts, the specific intervals of the parameters of which These ranges depend on the type of radiation or particles involved in the formation of directional (and non-directional) transported beams (or flows). The efficiency of the installations according to the claimed method is from units to several tens of percent.

Известный способ получения направленных когерентных пучков фотонов [28, 32] реализован при получении лазерного излучения. Недостатками известного способа являются низкий КПД (~0,005) преобразования энергии накачки в энергию лазерного излучения и формирование пучков фотонов только оптического диапазона.The known method for producing directed coherent photon beams [28, 32] is implemented when receiving laser radiation. The disadvantages of this method are the low efficiency (~ 0.005) converting the pump energy into laser radiation energy and the formation of photon beams of only the optical range.

Предлагаемый способ обеспечивает КПД преобразования энергии накачки в энергию направленного излучения более 10÷20% и существенно расширяет диапазон квантовых компонентов пучков излучений (γ-квантов, нейтронов и др., Фиг.17, а, 18).The proposed method provides an efficiency of conversion of pump energy into directed radiation energy of more than 10 ÷ 20% and significantly expands the range of quantum components of radiation beams (γ-quanta, neutrons, etc., Fig.17, a, 18).

Известен способ деактивации радиоактивных отходов (РАО) [33] путем захоронения радиоактивных отходов. Долговременное хранение РАО требует консервации отходов в форме, которая не будет вступать в реакции и разрушаться на протяжении долгого времени. Одним из способов достижения подобного состояния является витрификация (или остекловывание). Высокоактивные РАО смешивают с сахаром и затем кальцинируют. Кальцинирование подразумевает прохождение отходов через нагретую вращающуюся трубу и ставит целью испарение воды и деазотирование продуктов деления, чтобы повысить стабильность получаемой стекловидной массы. В полученное вещество, находящееся в индукционной печи, постоянно добавляют измельченное стекло. В результате получается новая субстанция, в которой при затвердении отходы связываются со стеклянной матрицей. Это вещество в расплавленном состоянии вливается в цилиндры из легированной стали. Охлаждаясь, жидкость затвердевает, превращаясь в стекло, которое является крайне устойчивым к воздействию воды. По данным международного технологического общества, потребуется около миллиона лет, чтобы 10% такого стекла растворилось в воде. После заполнения цилиндр заваривают, затем моют. После обследования на предмет внешнего загрязнения стальные цилиндры отправляют в подземные хранилища. Такое состояние отходов остается неизменным в течение многих тысяч лет. Поиски подходящих мест для глубокого окончательного захоронения отходов в настоящее время ведутся в нескольких странах. В рамках этих поисков наиболее реальным выглядит проект под названием «Remix & Return» (Перемешивание и возврат), суть которого состоит в том, что высокоактивные РАО, смешанные с отходами из урановых рудников и обогатительных фабрик до первоначального уровня радиоактивности урановой руды, будут затем помещены в пустые урановые рудники. Достоинства данного проекта: исчезновение проблемы высокоактивных РАО, возврат вещества на место, предназначенное ему природой, обеспечение работой горняков и обеспечение цикла удаления и обезвреживания для всех радиоактивных материалов [33]. Недостатки существующих способов деактивации и утилизации радиоактивных материалов и отходов: угроза экологии окружающей среды; очень трудоемкая и трудозатратная технология подготовки РАО для захоронения и огромное количество накопленных РАО. В 1997 году в 20 странах, обладающих большей частью мирового ядерного потенциала, запасы отработанного топлива в хранилищах внутри реакторов составляли 148 тыс.тонн, 59% из которых были утилизированы. Во внешних хранилищах находилось 78 тыс.тонн отходов, из которых утилизировано 44%. С учетом темпов утилизации (около 12 тыс.тонн ежегодно) до окончательного устранения отходов еще достаточно далеко [33].A known method of deactivation of radioactive waste (RAW) [33] by the disposal of radioactive waste. Long-term storage of radioactive waste requires the conservation of waste in a form that will not enter into reactions and will be destroyed over time. One way to achieve this is by vitrification (or vitrification). Highly active radioactive waste is mixed with sugar and then calcined. Calcination involves the passage of waste through a heated rotating tube and aims to evaporate water and de-nitrate fission products to increase the stability of the resulting glassy mass. In the obtained substance in the induction furnace, ground glass is constantly added. The result is a new substance in which, upon solidification, the waste is bound to a glass matrix. This substance in the molten state is poured into alloy steel cylinders. When cooled, the liquid hardens, turning into glass, which is extremely resistant to water. According to the international technological society, it will take about a million years for 10% of such glass to dissolve in water. After filling, the cylinder is brewed, then washed. After inspection for external pollution, steel cylinders are sent to underground storage. This state of waste remains unchanged for many thousands of years. The search for suitable sites for deep final waste disposal is currently underway in several countries. Within the framework of these searches, the project called “Remix & Return” (mixing and returning) looks the most real, the essence of which is that highly active radioactive waste mixed with waste from uranium mines and concentration plants to the initial level of uranium ore radioactivity will then be placed into empty uranium mines. Advantages of this project: the disappearance of the problem of highly active radioactive waste, the return of the substance to the place intended by nature, the provision of the miners and the provision of a cycle of removal and disposal for all radioactive materials [33]. The disadvantages of existing methods of deactivation and disposal of radioactive materials and waste: a threat to the environment; very laborious and laborious technology for the preparation of radioactive waste for disposal and a huge amount of accumulated radioactive waste. In 1997, in 20 countries with a large part of the world's nuclear potential, the spent fuel reserves in the storage facilities inside the reactors amounted to 148 thousand tons, 59% of which were disposed of. There were 78 thousand tons of waste in external storage facilities, of which 44% were disposed of. Given the rate of disposal (about 12 thousand tons annually), the waste is still far away from the final disposal of waste [33].

Предлагаемый способ лишен перечисленных недостатков и обеспечивает: сохранение экологии окружающей среды; резкое увеличение темпов утилизации РАО (в сотни и тысячи раз); полную окупаемость работ по утилизации отходов. Кроме того, по предлагаемому способу возможно создание альтернативных источников энергии. Пример создания альтернативных источников энергии и окупаемости предлагаемого способа утилизации (деактивации) радиоактивных отходов: энергия, высвобождаемая при деактивации радиоактивных отходов, может быть использована разными потребителями в виде электроэнергии, тепла и др. Например, при деактивации радиоактивных отходов активностью 2,5·1010 Ки (Кюри), накопленных и захороненных в Красноярском регионе, высвобожденная при деактивации этих отходов энергия составит порядка 5·1015÷2,5·1016 Дж [21, 23, 34]. Это означает, что даже при 10-процентном КПД преобразовании этой энергии в электрическую эта энергия равна энергии, которую смогла бы поставить потребителям такая электростанция, как Саяно-Шушенская, в течение 60-300 лет. А ведь Саяно-Шушенская ГЭС вырабатывала 4-ю часть всей электроэнергии, вырабатываемой в Российской Федерации. И в остатке никакого радиоактивного мусора.The proposed method is devoid of the above disadvantages and provides: the preservation of the ecology of the environment; a sharp increase in the rate of disposal of radioactive waste (hundreds and thousands of times); full payback of waste disposal. In addition, the proposed method may create alternative energy sources. An example of the creation of alternative sources of energy and payback of the proposed method of disposal (deactivation) of radioactive waste: the energy released during the deactivation of radioactive waste can be used by different consumers in the form of electricity, heat, etc. For example, when deactivating radioactive waste with an activity of 2.5 · 10 10 Ki (Curie) accumulated and buried in the Krasnoyarsk region, the energy released during the deactivation of these wastes will be about 5 · 10 15 ÷ 2.5 · 10 16 J [21, 23, 34]. This means that even with a 10 percent efficiency conversion of this energy into electrical energy, this energy is equal to the energy that a power plant such as Sayano-Shushenskaya could supply consumers within 60-300 years. But the Sayano-Shushenskaya hydroelectric power station generated the 4th part of all the electricity generated in the Russian Federation. And the rest is no radioactive debris.

Известен способ защиты от радиоактивных проникающих излучений [35]: защиту от гамма-квантов выполняют с помощью материалов, изготовленных на основе тяжелых по атомному весу элементов; защиту от нейтронов выполняют с помощью материалов, изготовленных на основе легких по атомному весу элементов; защиту от смешанных потоков ядерных излучений выполняют с помощью материалов, выполняемых на основе определенного сочетания материалов, изготовленных на основе тяжелых и легких элементов. Основные недостатки существующих защитных устройств: большие габариты, большой вес и, как следствие, большие потери потоков в пучках, траспортируемых к объектам лучевого воздействия. Последнее имеет существенное значение для медицинских целей.A known method of protection against penetrating radiation [35]: protection against gamma rays is performed using materials made on the basis of elements that are heavy in atomic weight; neutron protection is carried out using materials made on the basis of light-atomic-weight elements; protection against mixed flows of nuclear radiation is performed using materials made on the basis of a certain combination of materials made on the basis of heavy and light elements. The main disadvantages of existing protective devices: large dimensions, large weight and, as a consequence, large losses of flows in beams transported to objects of radiation exposure. The latter is essential for medical purposes.

Предлагаемый способ в значительной степени устраняет перечисленные недостатки: выигрыш по перечисленным параметрам - вес, габариты, интенсивность излучений - может составлять несколько десятичных порядков [17].The proposed method substantially eliminates the above disadvantages: the gain in the above parameters — weight, dimensions, radiation intensity — can be several decimal orders [17].

Известны способы получения интенсивных источников нейтронов и γ-квантов с помощью критических ядерных реакторов, с помощью подкритических ядерных реакторов (бустеров), в ядерных реакциях, реализуемых на ускорителях заряженных частиц [36, 37]. Недостатки известных способов общеизвестны: сложность установок, реализующих существующие способы, и интенсивное накопление радиоактивных загрязняющих отходов.Known methods for producing intense sources of neutrons and gamma quanta using critical nuclear reactors, using subcritical nuclear reactors (boosters), in nuclear reactions implemented on charged particle accelerators [36, 37]. The disadvantages of the known methods are well known: the complexity of the plants that implement the existing methods, and the intense accumulation of radioactive contaminating waste.

В предлагаемом способе указанные недостатки отсутсвуют. Пробный вариант установки, реализующий предлагаемый способ - предельно простой (описание экспериментальной установки приведено в разделе "Описание изобретения" на стр.26-27). Коэффициент мультиплицирования нейтронов и гамма-квантов в экспериментальной установке составил 102÷104. Предположительно, в рабочем теле (активной среде) создаются условия для формирования сверхпоглощения и, по-видимому, имеют место ядерные реакции аналогичные ядерным реакциям синтеза [30, стр.93, 94].In the proposed method, these disadvantages are absent. A trial installation that implements the proposed method is extremely simple (a description of the experimental installation is given in the "Description of the invention" section on page 26-27). The multiplication coefficient of neutrons and gamma rays in the experimental setup was 10 2 ÷ 10 4 . Presumably, conditions are created in the working fluid (active medium) for the formation of superabsorption and, apparently, there are nuclear reactions similar to nuclear fusion reactions [30, pp. 93, 94].

Заявляемый способ реализуют с помощью устройства, принятого за прототип, преобразования энергии ядерных излучений в энергию лазерного направленного когерентного излучения оптического диапазона большой мощности, состоящего из компонентов квантового генератора, функционирующего в режиме квантового усилителя, выполненного в виде блока труб (резонаторов) из нержавеющей стали диаметром ⌀50 мм и длиной l=2500 мм с урановым 235U покрытием толщиной δ=0,5 мкм внутренней поверхности труб, заполненных активной средой из Ar-Хе газовой смеси, с размещенным внутри блока труб (кювет), называемого лазерным блоком, двухзонным импульсным ядерным реактором, имеющим КПД преобразования энергии ядерного излучения в энергию лазерного излучения оптического диапазона, равного 0,005 (КПД=0,005), отличающееся тем, что для повышения КПД преобразования ядерной энергии в энергию лазерного излучения оптического диапазона в 10÷20 раз (КПД=0,05÷0,1) в Ar-Хе активную газовую смесь введен тритий в концентрации, соизмеримой с концентрацией Хе в существующей Ar-Хе смеси. Для увеличения КПД до 0,5 и выше из лазерного блока удалена часть труб, в освободившемся пространстве, между оставшимися в лазерном блоке трубами (кюветами) с активной Ar-Хе-Т газовой смесью, установлены импульсные соленоиды, трубы (кюветы) с Ar-Хе-Т газовой активной средой, оставшиеся в лазерном блоке, установлены внутри соленоидов, которые относительно активной среды труб (кювет) создают внешнее импульсное магнитное поле с заданным значением магнитной индукции "В", включение соленоидов осуществляется одновременно (или с некоторым опережением) с включением накачки ядерными излучениями. Для расширения диапазона направленного излучения по виду излучения (γ-кванты, нейтроны, заряженные частицы) кювета (кюветы) с активной Ar-Хе-Т газовой средой устанавлена в центральный канал импульсного соленоида, в этот же канал со стороны одного из торцов кюветы установлен выносной вакуумный электроновод импульсного ускорителя электронов, сбоку, вплотную к соленоиду, установлен источник ядерных излучений, например генератор нейтронов (это может быть и активная зона ядерного реактора), область расположения кюветы, соленоида и мишени генератора нейтронов окружена водородсодержащим замедлителем, энергетическая накачка активной среды осуществляется пучком электронов, влетающих в кювету с активной средой через выходное окно вакуумного электроновода ускорителя, пучок электронов ускорителя, источник ядерных излучений, если источник ядерных излучений импульсного исполнения, внешнее магнитное поле включаются одновременно (или с некоторым опережением или запаздыванием), при этом длительность импульса внешнего магнитного поля и длительность импульса ядерных излучений больше длительности импульса накачки. Один из вариантов кюветы с активной средой выполнен в виде фокона, в котором активная среда в виде оптоволоконных нитей нанотехнологических размеров из сцинтиллирующего полистирола с химически внедренным вместо атомов водорода тритием заключена в металлическую обечайку, например, выполненную из алюминия, толщина (длина) обечайки соизмерима или несколько больше длины свободного пробега электронов в материалах обечайки и активной среды. В кювете-фоконе волокна из сцинтиллирующего полистирола с водородом, замещенным на тритий, заменены на каналы с газовой смесью Ar-Хе-Т.The inventive method is implemented using the device adopted for the prototype, the conversion of nuclear radiation energy into laser directed coherent radiation of the optical range of high power, consisting of components of a quantum generator operating in the mode of a quantum amplifier made in the form of a block of pipes (resonators) made of stainless steel with a diameter ⌀50 mm and a length of l = 2500 mm with uranium 235 U coating thickness δ = 0.5 mm inside the pipes, filled with an active medium of Ar-Xe gas mixture, is placed inside the tube block (cuvette), called a laser block, a dual-zone pulsed nuclear reactor having an efficiency of converting nuclear energy into laser radiation energy of the optical range of 0.005 (efficiency = 0.005), characterized in that to increase the efficiency of converting nuclear energy into energy laser radiation of the optical range by 10 ÷ 20 times (efficiency = 0.05 ÷ 0.1) in the Ar-Xe active gas mixture introduced tritium in a concentration comparable with the concentration of Xe in the existing Ar-Xe mixture. To increase the efficiency to 0.5 and higher, a part of the tubes was removed from the laser unit, in the free space, between the tubes (cuvettes) remaining in the laser unit with the active Ar-Xe-T gas mixture, pulsed solenoids, tubes (cuvettes) with Ar- Xe-T gas active medium remaining in the laser unit is installed inside the solenoids, which relative to the active medium of the tubes (cuvette) create an external pulsed magnetic field with a given value of magnetic induction "B", the solenoids are switched on simultaneously (or with some lead ), Including the pumping of nuclear radiation. To expand the range of directional radiation by the type of radiation (γ-quanta, neutrons, charged particles), a cuvette (cuvette) with an active Ar-Xe-T gas medium is installed in the central channel of a pulsed solenoid, and a remote channel is installed in the same channel from one of the ends of the cuvette a vacuum electron lead of a pulsed electron accelerator, on the side, close to the solenoid, a source of nuclear radiation is installed, for example a neutron generator (this can be the active zone of a nuclear reactor), the location of the cell, the solenoid and the target gene the neutron atom is surrounded by a hydrogen-containing moderator, the energy of the active medium is pumped by a beam of electrons entering the cell with the active medium through the exit window of the vacuum electron guide of the accelerator, the electron beam of the accelerator, the source of nuclear radiation, if the pulse source of nuclear radiation, an external magnetic field are turned on simultaneously (or with some advance or delay), while the pulse duration of the external magnetic field and the pulse duration of nuclear radiation Chez pump pulse duration. One of the options for a cell with an active medium is made in the form of a focone, in which the active medium in the form of nanotechnological fiber optic fibers of scintillating polystyrene with tritium chemically incorporated instead of hydrogen atoms is enclosed in a metal shell, for example, made of aluminum, the shell thickness (length) is comparable to or slightly larger than the mean free path of electrons in the materials of the shell and the active medium. In a focuvette cell, scintillating polystyrene fibers with hydrogen replaced by tritium are replaced by channels with an Ar-Xe-T gas mixture.

Известная установка, принятая за прототип, выполнена в виде энергетического макета квантового генератора импульсной реакторно-лазерной системы - оптического квантового усилителя с ядерной накачкой (ОКУЯН) - которая разработана специалистами ГНЦ РФ ФЭИ для экспериментальной демонстрации уникальных мощностных и энергетических качеств лазеров с ядерной накачкой [28].The well-known installation adopted as a prototype is made in the form of an energy prototype of a quantum generator of a pulsed reactor-laser system - an optical nuclear-pumped quantum amplifier (OKUYAN) - which was developed by specialists of the SSC RF IPPE for experimental demonstration of the unique power and energy qualities of nuclear-pumped lasers [28 ].

ОКУЯН состоит из двух модулей: запального реакторного и лазерного блоков (см. Фиг.1). В качестве запального реактора используется двухзонный импульсный реактор БАРС-6. Лазерный блок (ЛБ) представляет собой цилиндрическую конструкцию с продольной полостью для размещения запального импульсного реактора. Диаметр ЛБ ~1700 мм, а длина ~2500 мм. В состав лазерного блока входят лазерно-активные элементы (ЛАЭЛы), их имитаторы и элементы замедлителя нейтронов. ЛБ окружен двумя рядами внешнего отражателя нейтронов. В нейтронно-физическом смысле лазерный блок является глубоко подкритической системой со значением эффективного коэффициента размножения нейтронов значительно меньше 1.OKUYAN consists of two modules: an ignition reactor and a laser unit (see Figure 1). As a pilot reactor, a BARS-6 dual-zone pulse reactor is used. The laser unit (LB) is a cylindrical structure with a longitudinal cavity to accommodate the firing pulse reactor. The diameter of the forehead is ~ 1700 mm, and the length is ~ 2500 mm. The laser unit includes laser-active elements (LAELs), their simulators and neutron moderator elements. The LB is surrounded by two rows of an external neutron reflector. In the neutron-physical sense, the laser unit is a deeply subcritical system with the effective neutron multiplication coefficient significantly less than 1.

ОКУЯН функционирует следующим образом. Нейтроны, рожденные в импульсном запальном реакторе, проходя через лазерный блок, замедляются в нем и вызывают деления урана-235 в лазерно-активных элементах. Осколки деления создают рекомбинационно неравновесную ядерно-возбуждаемую плазму в объеме лазерно-активной среды. Запасенную в лазерно-активной среде энергию можно вывести из ЛАЭЛов, используя специальную оптическую систему.OKUYAN functions as follows. Neutrons born in a pulsed firing reactor, passing through a laser block, slow down in it and cause fission of uranium-235 in laser-active elements. Fission fragments create a recombinationly non-equilibrium nuclear-excited plasma in the volume of the laser-active medium. The energy stored in a laser-active medium can be removed from LAELs using a special optical system.

Расчеты показали, что, если все имитаторы ЛАЭЛов (~650 ед.) будут заменены на реальные лазерно-активные элементы, суммарная энергия выходного лазерного пучка из системы будет ~50 кДж длительностью ~10 мс.The calculations showed that if all LAEL simulators (~ 650 units) are replaced with real laser-active elements, the total energy of the output laser beam from the system will be ~ 50 kJ with a duration of ~ 10 ms.

Основные характеристики ОКУЯНKey Features OKUYAN

ПараметрParameter ЗначениеValue Число делений в реакторе БАРС-6The number of divisions in the reactor BARS-6 5·1017 5 · 10 17 Длительность импульса в ЛБImpulse duration in LB 1-10 мс1-10 ms Лазерно-активная средаLaser active medium Ar-ХеAr he Лазерный переходLaser transition Хе1Xe1 Длина волны лазерного переходаLaser Transition Wavelength 1.73 мкм1.73 μm Выходная энергия лазерного излучения (650 ЛАЭЛов)The output energy of laser radiation (650 LAELs) до 50 кДжup to 50 kj

Недостатками известного устройства являются: низкий КПД преобразования (~0,5%) энергии ядерной накачки в энергию выходного пучка излучения и формирование направленного пучка фотонов только в оптическом диапазоне.The disadvantages of the known device are: low conversion efficiency (~ 0.5%) of nuclear pump energy into the energy of the output radiation beam and the formation of a directed photon beam only in the optical range.

В предлагаемых устройствах отсутствуют указанные недостатки. Возможен КПД преобразования энергии ядерной накачки в энергию выходных пучков излучения более >50%. Формирование выходного пучка излучений охватывает не только оптический диапазон, но и фотоны γ-квантового диапазона. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет формировать направленные пучки частиц при определенных начальных и граничных условиях формирования сверхизлучательного состояния.The proposed devices do not have these disadvantages. The efficiency of conversion of nuclear pump energy into the energy of output radiation beams of more than> 50% is possible. The formation of the output radiation beam covers not only the optical range, but also photons of the γ-quantum range. In addition, the proposed device allows the formation of directed beams of particles under certain initial and boundary conditions for the formation of a superradiant state.

На Фиг.2 приведен пример устройства, не использующего для энергетической накачки источник ядерных излучений (например, ядерный реактор). В этой установке в качестве источника энергетической накачки введен импульсный ускоритель электронов 5 со средней энергией электронов

Figure 00000001
(но не >10 МэВ). Вакуумный электроновод 4 e--пучка установлен в центральный осевой канал 11 импульсного соленоида 2 (ИЭМ [27]), создающего в центральной части осевого канала магнитное поле с индукцией В≥10 Тл. В осевой канал соленоида вплотную к выходному окну электроновода установлена герметично кювета 1 с Ar-Хе-Т активной газовой смесью. Диаметр кюветы ⌀=5÷12 мм, длина l=30÷50 мм. Длительность импульса e--пучка
Figure 00000002
с. Амплитудное значение тока
Figure 00000003
А. Длительность импульса магнитной индукции импульсного соленоида τB≈10-7÷10-4 с. Вплотную к соленоиду размещена нейтронная трубка 6 импульсного генератора нейтронов с энергией вылетающих нейтронов Ен=14 МэВ. Длительность импульса нейтронов τн~0,5·10-6 с. Число нейтронов в импульсе - от 108 нейтронов. Кювета с активной средой и нейтронная трубка генератора нейтронов размещены в полиэтиленовом блоке 10. Кювета с активной средой изготовлена разных модификаций, в которых активная среда использована в газовом и конденсированном исполнении с возможностью дополнительных присадок (добавок) к основному составу активной среды (см. п.6 способа формулы). На выходе экспериментального канала 11 устанавлены детекторы 8 для регистрации нейтронов и фотонов (сверхизлучательных пучков), выходящих из кюветы 1.Figure 2 shows an example of a device that does not use a source of nuclear radiation (for example, a nuclear reactor) for energy pumping. In this setup, a pulsed electron accelerator 5 with an average electron energy was introduced as a source of energy pumping
Figure 00000001
(but not> 10 MeV). A vacuum electron guide 4 e - beam is installed in the central axial channel 11 of the pulsed solenoid 2 (IEM [27]), which creates a magnetic field in the central part of the axial channel with induction B≥10 T. Close to the exit window of the electron guide, a cuvette 1 with an Ar-Xe-T active gas mixture is installed in the axial channel of the solenoid. The diameter of the cell ⌀ = 5 ÷ 12 mm, length l = 30 ÷ 50 mm. Pulse duration e - beam
Figure 00000002
from. Current amplitude value
Figure 00000003
A. The pulse duration of the magnetic induction of the pulsed solenoid τ B ≈10 -7 ÷ 10 -4 s. The neutron tube 6 of the pulsed neutron generator with the emitted neutron energy E n = 14 MeV is placed close to the solenoid. The neutron pulse duration τ n ~ 0.5 · 10 -6 s. The number of neutrons in a pulse is from 10 8 neutrons. The cell with the active medium and the neutron tube of the neutron generator are placed in a polyethylene block 10. The cell with the active medium is made of various modifications, in which the active medium is used in gas and condensed form with the possibility of additional additives (additives) to the basic composition of the active medium (see p. 6 way of the formula). At the output of the experimental channel 11, detectors 8 are installed for detecting neutrons and photons (superradiant beams) emerging from the cell 1.

Установка, представленная на Фиг.2, функционирует следующим образом. Интенсивный импульс энергетической накачки из электронов е--пучка через выходное окно 3 вакуумного электроновода 4 попадает в кювету 1 с активной средой, и среде обеспечивается высокая плотность возбуждения и инверсная заселенность. Переход среды из возбужденного состояния в основное сопровождается электромагнитным излучением разного диапазона (оптического, рентгеновского, γ-квантового), а также испусканием частиц (β-частиц, нейтронов и др.). Магнитное поле соленоида 2 включается синхронно с импульсом накачки (или с некоторым опережением), и активная среда переводится в сверхвозбужденное состояние. Детекторами 8 осуществляется регистрация излучения, выходящего из кюветы 1. Рождающиеся заряженные частицы регистрируются самой кюветой, функционирующей в режиме ионизационной камеры. Необходимые параметры сверхвозбужденного состояния активной среды с выходом из кюветы сверхизлучения в виде направленных потоков (пучков) электромагнитного излучения и частиц (с расходимостью не хуже 10-2 рад) с общей энергией Ec≈2·104 Дж, мощностью Р≈1016÷10 Вт за время τс<3·10-13 с обеспечиваются изменением параметров е--пучка накачки (ток

Figure 00000004
А, длительность
Figure 00000005
с), магнитной индукции ИЭМ (в центре кюветы В≥10 Тл). При этом плотность потока сверхизлучения φ из фотонного излучения и частиц в предположении, что каждая частица (и квант излучения) имеет энергию Ec~8 МэВ, составит φс~1029 см-2·с1 на расстоянии 1 м от излучателя. Величина потока Фс в единицу времени зависит от частоты следования импульсов e--пучка. При частоте следования импульсов электронного пучка f=100 Гц поток Фс сверхизлучения в условиях, в которых определена плотность потока φс, составит Фс~2·1018 см-2·с-1. При необходимости приведенные значения плотности потока φс и потока Фс легко пролонгируются на один-два десятичных порядка в сторону больших значений без заметных ограничений в техническом исполнении установки. Описанному варианту установки (Фиг.2) по получению интенсивных направленных пучков фотонов и частиц, согласно просмотренным (в рамках патентного поиска) публикациям, аналогов нет.The installation shown in figure 2, operates as follows. An intense pulse of energy pumping from the electrons of the e - beam through the exit window 3 of the vacuum electron guide 4 enters the cell 1 with the active medium, and the medium is provided with a high excitation density and inverse population. The transition of the medium from the excited state to the ground is accompanied by electromagnetic radiation of a different range (optical, x-ray, γ-quantum), as well as the emission of particles (β-particles, neutrons, etc.). The magnetic field of solenoid 2 is switched on synchronously with the pump pulse (or with some advance), and the active medium is transferred into a super-excited state. The detectors 8 detect radiation emanating from the cell 1. The charged charged particles are detected by the cell itself, operating in the mode of an ionization chamber. Necessary parameters of the super-excited state of the active medium with the exit of superradiance from the cell in the form of directed flows (beams) of electromagnetic radiation and particles (with a divergence of no worse than 10 -2 rad) with a total energy E c ≈2 · 10 4 J, power P≈10 16 ÷ 10 W for a time τ s <3 · 10 -13 s are provided by changing the parameters of the e - pump beam (current
Figure 00000004
Ah, duration
Figure 00000005
c), magnetic induction of the IEM (in the center of the cuvette B≥10 T). Moreover, the flux density of superradiance φ from photon radiation and particles, assuming that each particle (and radiation quantum) has an energy E c ~ 8 MeV, will be φ s ~ 10 29 cm -2 · s 1 at a distance of 1 m from the emitter. The magnitude of the flux Ф с per unit time depends on the pulse repetition rate of the e - beam. When the pulse repetition rate of the electron beam is f = 100 Hz, the flux Φ s of superradiance under conditions in which the flux density φ s is determined is Φ s ~ 2 · 10 18 cm -2 · s -1 . If necessary, the given values of the flux density φ s and flux Ф s can easily be extended by one or two decimal orders in the direction of large values without noticeable limitations in the technical design of the installation. The described installation option (Figure 2) for obtaining intense directed beams of photons and particles, according to the publications viewed (as part of a patent search), has no analogues.

На Фиг.3 представлена блок-схема, поясняющая принципы взаимодействия отдельных подблоков устройств, представленных на Фиг.1, 2. Кювета 1 с активной средой (если активная среда - твердотельная, то сама активная среда выполняет роль кюветы 1) размещена во внешних полях, стимулирующих формирование сверхвозбужденного состояния активной среды. Предпочтительно, чтобы поперечные размеры кюветы или ее диаметр были < или << ее длины. Кювета (или кюветы) размещена в интенсивных импульсных полях 3: поле энергии накачки, которое может быть ядерного и неядерного (например, пучок энергичных электронов) происхождения; внешнее магнитное поле с индукцией в области размещения кюветы В≥1 Тл; дополнительный источник ядерного излучения (нейтронов и γ-квантов при использовании источника энергии накачки неядерного происхождения), который может быть и стационарного исполнения; поле радиационных γ-квантов, образующихся в результате наведенной активности при радиационном захвате нейтронов ядрами вспомогательных элементов. Последнее (поле радиационных γ-квантов) является необходимым условием при гетерогенном размещении источника с наведенной радиоактивностью относительно активной среды. При гомогенном размещении источника с наведенной радиоактивностью условие испускания радиоактивными источниками только радиационных γ-квантов является необязательным. Для синхронизации по времени запуска устройств, обеспечивающих необходимый набор полей 3, формирующих сверхизлучательное состояние активной среды, на пути пучка сверхизлучения 4, выходящего из кюветы 1, устанавлен частично отражающий экран 6, и отраженная часть сверхизлучения регистрируется детектором (или набором детекторов) сверхизлучения 8. Сигналы с выхода детектора 8 поступают на устройство управления 9 запуска устройств 5, 2, 10, 11 с параметрами, зависящими от длительности и амплитуды сигналов на выходе детектора сверхизлучений 8, а также от структуры пучков сверхизлучения.Figure 3 presents a block diagram explaining the principles of interaction of individual subunits of the devices shown in Figures 1, 2. Cell 1 with the active medium (if the active medium is solid, then the active medium itself plays the role of cell 1) is placed in external fields, stimulating the formation of a super-excited state of the active medium. Preferably, the transverse dimensions of the cell or its diameter are <or << its length. A cuvette (or cuvettes) is placed in intense pulsed fields 3: a pump energy field, which can be nuclear or non-nuclear (for example, a beam of energetic electrons) of origin; an external magnetic field with induction in the region of placement of the cuvette B≥1 T; an additional source of nuclear radiation (neutrons and γ-quanta when using a pump energy source of non-nuclear origin), which can be of stationary design; field of radiation γ-quanta, resulting from induced activity during radiation capture of neutrons by the nuclei of auxiliary elements. The latter (the field of radiation gamma rays) is a necessary condition for heterogeneous placement of a source with induced radioactivity relative to the active medium. In the case of a homogeneous placement of a source with induced radioactivity, the condition that only radioactive gamma rays are emitted by radioactive sources is optional. To synchronize the start-up time of devices that provide the necessary set of fields 3 that form the superradiant state of the active medium, a partially reflecting screen 6 is installed on the path of the superradiation beam 4 emerging from the cell 1, and the reflected part of the superradiance is detected by a detector (or set of detectors) of superradiance 8. The signals from the output of the detector 8 are supplied to the control device 9 for starting the devices 5, 2, 10, 11 with parameters depending on the duration and amplitude of the signals at the output of the detector of superradiations 8, and e structure of superradiance beams.

Аналогом предлагаемой установки, приведенной на Фиг.2, в некотором приближении может служить устройство, описание которого приведено в работе [5].An analogue of the proposed installation shown in Figure 2, in some approximation, can serve as a device, a description of which is given in [5].

Особенности сверхизлучательных состояний и сверхизлучения наиболее наглядно демонстрирует поляритонная модель СИ [2,1].The features of superradiant states and superradiance are most clearly demonstrated by the polariton model of SR [2,1].

При сверхизлучении после воздействия внешнего поля на среду (поле накачки) и по мере образования инверсной населенности (при высокой плотности инверсной населенности ΔN наряду с обычными электромагнитными волнами в среде распространяются волны поляризации, характеризующиеся отрицательной энергией, которая сосредоточена в колебаниях поляризации (а не электрического поля, энергия которого относительно мала)), происходит перекачка электрической энергии электромагнитного поля накачки в энергию поля поляризации. При поляризации на резонансной частоте возникающие в среде волны поляризации охватывают все микродиполи среды, образуя единый сфазированный макродиполь. Энергия поля поляризации и фазы волн поляризации становятся едиными для всех центров возбуждения (возбужденных атомов и молекул).In superradiance after the action of an external field on the medium (pump field) and with the formation of an inverse population (at a high density of the inverse population ΔN, along with ordinary electromagnetic waves, polarization waves propagate in the medium, characterized by negative energy, which is concentrated in polarization oscillations (rather than the electric field , whose energy is relatively small)), the electric energy of the pumping electromagnetic field is pumped into the polarization field energy. With polarization at the resonant frequency, polarization waves arising in the medium cover all microdipoles of the medium, forming a single phased macrodipole. The energy of the polarization field and the phases of the polarization waves become the same for all centers of excitation (excited atoms and molecules).

Динамика воздействия на центры возбуждения этого поля также становится единой для всех центров возбуждения, или на весь образовавшийся макродиполь.The dynamics of the effect on the centers of excitation of this field also becomes uniform for all centers of excitation, or on the entire macrodipole formed.

В инвертированных образцах с отражающими стенками, для волн поляризации, эти волны образуют поляритонные моды, локализованные внутри образца. Если стенки образца имеют коэффициент отражения R<1, то поляритонные моды выходят за его границы, но в виде обычной электромагнитной волны. Излучение электромагнитных волн за пределы образца ведет к уменьшению энергии поляритонной моды, а т.к. энергия поляритонной моды отрицательная, то это ведет к росту амплитуды (по абсолютной величине) колебаний поляритонной моды, а это приводит, в свою очередь, к нарастанию амплитуды электромагнитного излучения, т.е потерь. Таким образом, реализуется диссипативная неустойчивость. В неограниченных образцах такая неустойчивость волн с отрицательной энергией возможна при наличии поглощения волн поляризации в веществе. В результате в неограниченных образцах и образцах с коэффициентом отражения границ образца R=l возможен режим сверхпоглощения, в открытых же образцах с R<1 реализуется режим сверхизлучения.In inverted samples with reflecting walls, for polarization waves, these waves form polariton modes localized inside the sample. If the walls of the sample have a reflection coefficient R <1, then the polariton modes go beyond its boundaries, but in the form of an ordinary electromagnetic wave. Radiation of electromagnetic waves outside the sample leads to a decrease in the energy of the polariton mode, and since Since the polariton mode energy is negative, this leads to an increase in the amplitude (in absolute value) of the oscillations of the polariton mode, and this, in turn, leads to an increase in the amplitude of electromagnetic radiation, i.e., losses. Thus, dissipative instability is realized. In unbounded samples, such instability of waves with negative energy is possible in the presence of absorption of polarization waves in the substance. As a result, in unlimited samples and samples with a reflection coefficient of the sample boundaries R = l, the super absorption mode is possible, while in open samples with R <1, the super-radiation mode is realized.

Результатом диссипативной неустойчивости является: энергия волн поляризации лавинообразно переходит в электромагнитное излучение за время, обратно пропорциональное числу центров возбуждения τ1~(1/N), и, таким образом, интенсивность импульса сверхизлученияThe result of dissipative instability is: the energy of polarization waves transforms avalanchely into electromagnetic radiation in a time inversely proportional to the number of excitation centers τ 1 ~ (1 / N), and thus the intensity of the superradiance pulse

Wc~(ħωN)/τ1=ħω(N)2,W c ~ (ħωN) / τ 1 = ħω (N) 2 ,

где ħωN - энергия поля поляризации, в которую перекачалась энергия внешнего поля накачки.where ħωN is the energy of the polarization field into which the energy of the external pump field was pumped.

Для лазеров интенсивность излучения пропорциональна числу центров возбуждения N, т.е. Wлaзepa~N.For lasers, the radiation intensity is proportional to the number of excitation centers N, i.e. W lazer ~ N.

Сверхизлучение характеризуется узконаправленным когерентным спонтанным излучением ансамбля возбужденных в коллективное состояние атомов с интенсивностью, пропорциональной квадрату их числа. Фактически, спонтанное когерентное излучение - это, как и лазерное - вынужденное когерентное излучение.Superradiance is characterized by narrowly directed coherent spontaneous emission of an ensemble of collective-excited atoms with an intensity proportional to the square of their number. In fact, spontaneous coherent radiation is, like laser, stimulated coherent radiation.

Сверхизлучательное коллективизированное состояние характеризуется общими энергетическими уровнями, описание излучения на переходах между которыми (Фиг.4) в макроскопическом приближении осуществляют полуклассическими уравнениями взаимодействия поля со сплошной средой - классические уравнения Максвелла и следующие из квантового описания двухуровневой среды уравнения для средней поляризации

Figure 00000006
и разности населенностей ΔN=N2-N1 единицы объема среды [1]The superradiant collectivized state is characterized by general energy levels, the radiation at the transitions between which (Fig. 4) is described in macroscopic approximation by the semiclassical equations of field interaction with a continuous medium - the classical Maxwell equations and the equations for average polarization following from the quantum description of a two-level medium
Figure 00000006
and population differences ΔN = N 2 -N 1 unit volume of the medium [1]

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

где Т1 - время энергетической релаксации активных центров (центров возбуждения); T2 - время фазовой релаксации активных центров; ΔNн - заселенность среды в начальный момент накачки при t≈0; σ - проводимость среды; ω0 - частота перехода;

Figure 00000011
- коэффициент связи поляризации с полемwhere T 1 is the energy relaxation time of active centers (centers of excitation); T 2 is the phase relaxation time of active centers; ΔN n is the population of the medium at the initial moment of pumping at t≈0; σ is the conductivity of the medium; ω 0 is the transition frequency;
Figure 00000011
is the coupling coefficient of polarization with the field

Figure 00000012
Figure 00000012

d - дипольный момент перехода атомов или молекул на резонансной частоте.d is the dipole moment of the transition of atoms or molecules at the resonant frequency.

В инвертированной среде ΔN>0 и значение

Figure 00000013
.In an inverted medium, ΔN> 0 and the value
Figure 00000013
.

Сильное влияние на особенности развития процессов, предшествующих сверхизлучению, оказывает эволюция коэффициента связи в зависимости от степени инверсной заселенности накачиваемой активной среды. Задержка выхода на СИ обусловлена временем наведения корреляции "поле + частица", формирующих коллективную динамику центров возбуждения. Причем наведение корреляций должно быть сфазированным. Сфазированность при наведении корреляций осуществляется на квантовом уровне, т.е. на уровне взаимодействия фотонов поля с отдельными атомами и молекулами. Поэтому огромное значение имеет время наведения корреляций. Это, в свою очередь, зависит от интенсивности когерентной доли в волне накачки на стартовом временном интервале флуктуационной квантовой фазировки центров возбуждения среды и выхода на макроскопический уровень фазирования центров возбуждения и всей среды волнами поляризации, переводящих положительную энергию электромагнитных волн в отрицательную.The evolution of the coupling coefficient depending on the degree of inverse population of the pumped active medium has a strong influence on the features of the development of processes preceding superradiance. The delay in SI output is due to the time of inducing the field ± particle correlation, which form the collective dynamics of the centers of excitation. Moreover, correlation guidance should be phased. Phasing during correlation is carried out at the quantum level, i.e. at the level of interaction of field photons with individual atoms and molecules. Therefore, correlation time is of great importance. This, in turn, depends on the intensity of the coherent fraction in the pump wave at the starting time interval of the fluctuation quantum phasing of the centers of excitation of the medium and reaching the macroscopic level of phasing of the centers of excitation and the whole medium by polarization waves that convert the positive energy of electromagnetic waves into negative.

Согласно макроскопической электродинамике в основе СИ Дикке лежит механизм диссипативной неустойчивости колебаний поляризации, обладающих отрицательной энергией [1].According to macroscopic electrodynamics, the Dicke SR is based on the mechanism of dissipative instability of polarization oscillations with negative energy [1].

Вблизи резонансной частоты ω~ω0 при поляритонном резонансе, обусловленном диссипативной неустойчивостью (в инвертированной среде при выполнении определенных условий роста ΔN(t), т.е. подбором параметров ΔN и ΔN(t) вблизи определенной частоты ω0), можно обеспечить возникновение поляритонного резонанса вблизи любого наперед заданного перехода ω0 и тем самым обеспечить спектр СИ вблизи нужного перехода ω0. При этом поведение инверсии ΔN(t) существенно зависит от интенсивности фазирующего (и изначально сфазированного) компонента на начальном стартовом временном интервале энергетической накачки среды.Near the resonance frequency ω ~ ω 0 at polariton resonance due to dissipative instability (in an inverted medium under certain growth conditions ΔN (t), i.e., by choosing the parameters ΔN and ΔN (t) near a certain frequency ω 0 ), it is possible to ensure polariton resonance near any previously specified transition ω 0 and thereby ensure the SR spectrum near the desired transition ω 0 . In this case, the behavior of the inversion ΔN (t) substantially depends on the intensity of the phasing (and initially phased) component in the initial starting time interval of the energy pumping of the medium.

В работах по возбуждению [5÷12, 13, 14, 16, 17÷19, 21÷23] приводятся результаты исследований сверхизлучения на разных средах при ядерной накачке сред. Накачка выполнялась смешанным потоком быстрых электронов с энергией Ен=27 МэВ, жестких тормозных гамма-квантов со спектром

Figure 00000014
МэВ и фотонейтронов, спектр которых был близок к спектру деления с
Figure 00000015
МэВ. Интерпретация экспериментальных результатов однозначно (по мнению авторов) указывает на эффекты сверхизлучения в оптическом диапазоне фотонов, а также сверхпоглощения и мультиплицирования гамма-квантов, т.е. в более коротковолновом диапазоне фотонов. Проявление основных признаков сверхизлучения для твердотельных сред происходит не при криогенных температурах, а при Т≥300 К. Экспериментально установлено, что фактором ("катализатором"), способствующим коллективизации центров возбуждения при формировании сверхвозбужденного состояния сверхизлучающей среды, являются продукты ядерных превращений, рождающиеся при радиоактивном распаде радиоактивных ядер, образующихся при захвате нейтронов ядрами. Пороговое значение числа образующихся радиоактивных ядер, оцененное по выходу гамма-квантов, сопровождающих радиоактивный распад образующихся радиоактивных ядер, определяется из условия: удельная мощность потока энергии активационных гамма-квантов в возбуждаемой среде Руд, Дж·м-2·с-1, должна быть сравнима или больше удельной мощности потока PQ, Дж·м-2·с-1, внутренней колебательной энергии Q, Дж·м-3.In the works on excitation [5–12, 13, 14, 16, 17–19, 21–23], the results of studies of superradiance on different media during nuclear pumping of media are presented. Pumping was carried out by a mixed stream of fast electrons with an energy of E n = 27 MeV, of hard inhibitory gamma rays with a spectrum
Figure 00000014
MeV and photoneutrons, the spectrum of which was close to the spectrum of fission with
Figure 00000015
MeV. The interpretation of the experimental results unambiguously (according to the authors) indicates the effects of superradiance in the optical range of photons, as well as superabsorption and multiplication of gamma rays, i.e. in the shorter wavelength range of photons. The manifestation of the main signs of superradiance for solid-state media does not occur at cryogenic temperatures, but at T≥300 K. It has been experimentally established that the factor ("catalyst") contributing to the collectivization of the excitation centers during the formation of the superexcited state of the superradiant medium is the products of nuclear transformations generated during radioactive the decay of radioactive nuclei formed during the capture of neutrons by nuclei. The threshold value of the number of generated radioactive nuclei, estimated by the output of gamma rays accompanying the radioactive decay of the generated radioactive nuclei, is determined from the condition: the specific power flux of activation gamma rays in the excited medium R beats , J · m -2 · s -1 , should be comparable to or greater than the specific flow rate P Q , J · m -2 · s -1 , internal vibrational energy Q, J · m -3 .

В работе [16] предложена модель, позволяющая в какой-то степени правдоподобно объяснить наблюдаемый феномен. Предлагается рассматривать электроны атомов как выбросы или флуктуационные всплески ядерной (нуклонной) материи в результате резонансного взаимодействия флуктуации поля нулевых колебаний с ядрами или, точнее, с ядерным (нуклонным) конденсатом. Это означает, что атомы - это ядра, на внешней границе которых периодически появляются всплески-протуберанцы, являющиеся неотъемлемой частью ядерной материи (ядерного конденсата).A model was proposed in [16], which allows to some degree plausibly explain the observed phenomenon. It is proposed to consider atomic electrons as emissions or fluctuation bursts of nuclear (nucleon) matter as a result of the resonant interaction of fluctuations of the field of zero vibrations with nuclei or, more precisely, with nuclear (nucleon) condensate. This means that atoms are nuclei, on the outer boundary of which periodically bursts of prominences appear, which are an integral part of nuclear matter (nuclear condensate).

По-видимому, протуберанцы или протуберанцы-электроны являются переходной формой энергии или переходной формой материи (ядерного конденсата). Протуберанцы-электроны можно характеризовать как виртуальные электроны или квазичастицы со свойствами (на короткое время) электронов. Время жизни протуберанцев в атоме в состоянии электронов, по-видимому, по порядку величины, следует принять равным времени жизни атомов относительно спонтанных переходов, т.е. τпротубcn~10-8 с. При этом τcn~10-8 с следует рассматривать в системе координат, внешней по отношению к атому. Переходя в собственную систему координат ядра и используя соотношения неопределенностей Гайзенберга, можно оценить в каждом конкретном случае частоту выхода "на орбиту" атома соответствующего протуберанца. Эта частота будет определять резонансную частоту взаимодействия флуктуации нулевых колебаний вакуума с полем ядерного конденсата. Оценки показывают, что частота появления "электронов" на "орбите" атомов по порядку величины совпадает со значением частоты в выражении Еω=ħω, характеризующей энергию электрона на орбите боровского атома. Если флуктуации нулевых колебаний вакуума рассматривать как сфазированные когерентные колебания, естественно предположить, в связи с предполагающимся резонансным взаимодействием флуктуации нулевых колебаний вакуума с ядерным конденсатом, сфазированность продуктов распада радиоактивных ядер. Таким образом, предполагающаяся физическая модель объясняет эффект начальной сфазированности центров возбуждения, находящихся в поле продуктов радиоактивных распадов ядер.Apparently, prominences or prominences-electrons are a transitional form of energy or a transitional form of matter (nuclear condensate). Prominences-electrons can be characterized as virtual electrons or quasiparticles with the properties (for a short time) of electrons. The lifetime of prominences in an atom in an electron state, apparently in order of magnitude, should be taken equal to the lifetime of atoms with respect to spontaneous transitions, i.e. τ pipe ~ τ cn ~ 10 -8 s. Moreover, τ cn ~ 10 −8 s should be considered in the coordinate system external to the atom. Passing to the own coordinate system of the nucleus and using the Heisenberg uncertainty relations, in each specific case we can estimate the frequency of the atom "into orbit" of the corresponding prominence. This frequency will determine the resonant frequency of the interaction of fluctuations in the zero-point oscillations of the vacuum with the nuclear condensate field. Estimates show that the frequency of occurrence of “electrons” in the “orbit” of atoms coincides in order of magnitude with the frequency value in the expression E ω = ħω, which characterizes the energy of an electron in the orbit of a Bohr atom. If fluctuations of zero vacuum oscillations are considered as phased coherent oscillations, it is natural to assume, in connection with the assumed resonant interaction of fluctuations of zero vacuum oscillations with nuclear condensate, the phasing of the decay products of radioactive nuclei. Thus, the proposed physical model explains the effect of the initial phasing of the excitation centers located in the field of nuclear decay products.

Таким образом, возникает способ эффективной и контролируемой коллективной фазировки возбужденных центров: перемешивать активную среду со вспомогательной радиоактивной средой или активную среду размещать так, чтобы радиоактивная вспомогательная среда в виде "бани" окружала активную среду и обеспечивала по всему объему активной среды необходимый уровень фона гамма-квантов и других продуктов распада, сопровождающих радиоактивный распад ядер вспомогательной среды. Принципиально, перевод возбужденных сред в коллективизированное состояние, при котором коллективизированы электроны атомных оболочек, в свете вышеизложенной картины особенностей возбуждения поляритонной моды, вполне понятен.Thus, a method arises of effective and controlled collective phasing of the excited centers: mix the active medium with the auxiliary radioactive medium or place the active medium so that the radioactive auxiliary medium in the form of a "bath" surrounds the active medium and provides the necessary gamma background level over the entire volume of the active medium quanta and other decay products accompanying the radioactive decay of the nuclei of the auxiliary medium. In principle, the transfer of excited media to a collectivized state in which the electrons of atomic shells are collectivized, in light of the above picture of the peculiarities of the excitation of the polariton mode, is quite understandable.

Экспериментами установлено, что на величину порога возникновения инверсной населенности, необходимой для перевода сред в сверхизлучательное состояние с определенными свойствами, оказывает качественное влияние размещение возбуждаемой среды во внешнее магнитное поле. Рассмотрим механизм воздействия внешнего магнитного поля на примере ридберговских электронов. Рассмотрим газовую среду. Ридберговские электроны, вышедшие на круговую орбиту, характеризуются параметрами: энергией

Figure 00000016
, радиусом орбиты , орбитальным моментом
Figure 00000018
, магнитным моментом
Figure 00000019
. Рассмотрим газ аргон Ar. Рассмотрение выполним для главного квантового числа n=5 и давления Р=1 ат:It was established by experiments that the threshold of the inverse population, necessary for transferring media to a superradiant state with certain properties, is qualitatively influenced by the placement of the excited medium in an external magnetic field. Let us consider the mechanism of action of an external magnetic field using Rydberg electrons as an example. Consider a gaseous medium. Rydberg electrons entering a circular orbit are characterized by the parameters: energy
Figure 00000016
radius of the orbit orbital moment
Figure 00000018
magnetic moment
Figure 00000019
. Consider the argon gas Ar. We will consider the analysis for the main quantum number n = 5 and pressure P = 1 at:

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000023

где

Figure 00000024
- скорость электрона на орбите;
Figure 00000025
- ток, создаваемый электроном на орбите; S - площадь, охватываемая орбитой
Figure 00000026
.Where
Figure 00000024
- the speed of the electron in orbit;
Figure 00000025
- current generated by an electron in orbit; S is the area covered by the orbit
Figure 00000026
.

Рассмотрим сверхизлучательный процесс для Ar-Хе смеси, для которой число центров возбуждения при накачке определяется атомами аргона (концентрация атомов аргона ~99%). Определим длительность импульса сверхизлучения для кюветы длиной L=5 см [24]:Let us consider a superradiant process for an Ar-Xe mixture, for which the number of centers of excitation upon pumping is determined by argon atoms (the concentration of argon atoms is ~ 99%). We define the duration of the superradiance pulse for a cell with a length L = 5 cm [24]:

Figure 00000027
Figure 00000027

где T1 - время жизни перехода на длине волны λ=2 мкм относительно спонтанного излучения; Δtимп - временная ширина импульса накачки; Δωн - частотное уширение импульса накачки.where T 1 is the lifetime of the transition at a wavelength of λ = 2 μm relative to spontaneous emission; Δt imp is the temporal width of the pump pulse; Δω n is the frequency broadening of the pump pulse.

При инверсной заселенности Np=1015 см-3, Т1=5·10-9 с, Δtимп=40·10-6 с, Δωн=~1010 Гц: τс=~1,256·10-10 с; τс≡τ.With an inverse population, N p = 10 15 cm -3 , T 1 = 5 · 10 -9 s, Δt imp = 40 · 10 -6 s, Δω n = ~ 10 10 Hz: τ s = ~ 1,256 · 10 -10 s ; τ s ≡τ.

Оценим величину индукции внешнего магнитного поля

Figure 00000028
, при которой все векторы магнитных моментов
Figure 00000029
всех ридберговских атомов развернутся вдоль вектора магнитной индукции
Figure 00000030
. Воспользуемся известным гироскопическим соотношениемLet us estimate the magnitude of the induction of an external magnetic field
Figure 00000028
at which all vectors of magnetic moments
Figure 00000029
all Rydberg atoms will unfold along the magnetic induction vector
Figure 00000030
. We use the well-known gyroscopic ratio

Figure 00000031
Figure 00000031

где TL - момент вращения силы

Figure 00000032
, действующей на плечо, равное радиусу орбиты
Figure 00000033
, за время длительности сверхизлучения dt~τc. Отсюдаwhere T L is the moment of rotation of the force
Figure 00000032
acting on the shoulder equal to the radius of the orbit
Figure 00000033
, during the duration of the superradiance dt ~ τ c . From here

Figure 00000034
Figure 00000034

Полный магнитный момент всех сфазированных элементарных (электронных) магнитных моментов равенThe total magnetic moment of all phased elementary (electronic) magnetic moments is

Figure 00000035
Figure 00000035

Тогда суммарный момент вращения

Figure 00000036
равен
Figure 00000037
По определению
Figure 00000038
. Следовательно,Then the total torque
Figure 00000036
is equal to
Figure 00000037
A-priory
Figure 00000038
. Hence,

Figure 00000039
Figure 00000039

Таким образом, для корреляции всех центров возбуждения на атомном уровне достаточно включать умеренные магнитные поля.Thus, to correlate all centers of excitation at the atomic level, it is sufficient to include moderate magnetic fields.

Ридберговские электроны, находясь на орбитах, фиксируемых кулоновскими силами ядер, в свою очередь, через те же кулоновские силы увлекают в орбитальное движение ядра. Стенки потенциальной ямы ядерных сил удерживают ядро на какой-то равновесной орбите. Радиус этой равновесной орбиты, по-видимому, должен устанавливаться из условия равенства угловой частоты вращения электрона на ридберговской орбите и параметра ωя дебройлевской энергии ядраRydberg electrons, being in orbits fixed by the Coulomb forces of nuclei, in turn, through the same Coulomb forces drag the nucleus into orbital motion. The walls of the potential well of nuclear forces hold the nucleus in some kind of equilibrium orbit. The radius of this equilibrium orbit, apparently, should be established from the condition of equality of the angular frequency of rotation of the electron in the Rydberg orbit and the parameter ω i of the de Broglie energy of the nucleus

Figure 00000040
Figure 00000040

т.е.

Figure 00000041
Figure 00000042
those.
Figure 00000041
Figure 00000042

Оценим магнитный момент орбитального движения ядра µя после выхода ядра на равновесную орбиту:Let us estimate the magnetic moment of the orbital motion of the nucleus µ i after the nucleus enters equilibrium orbit:

Figure 00000043
Figure 00000043

Полный ядерный магнитный момент возбужденной среды при размещении среды во внешнее магнитное поле составитThe total nuclear magnetic moment of the excited medium when the medium is placed in an external magnetic field is

Figure 00000044
Figure 00000044

Оценим величину магнитной индукции В внешнего магнитного поля для полного ориентирования всех магнитных ядерных моментов µя по полю

Figure 00000045
. Воспользуемся также гироскопическим соотношениемLet us estimate the magnitude of the magnetic induction B of the external magnetic field for the full orientation of all magnetic nuclear moments µ i in the field
Figure 00000045
. We also use the gyro ratio

Figure 00000046
Figure 00000046

где Lя=mя·Vя·Rя=~2,1·10-34 Н·м·с-1; τя≈τс=1,256·10-10 с. Тогда Nя=1,675·10-24 Н·м.where L i = m i · V i · R i = ~ 2.1 · 10 -34 N · m · s -1 ; τ i ≈τ s = 1.256 · 10 -10 s. Then N i = 1,675 · 10 -24 N · m.

И

Figure 00000047
AND
Figure 00000047

И, следовательно,And therefore

Figure 00000048
Figure 00000048

Это очень большие поля. Полученное значение "В" входит в коридор оценок, полученных по экспериментальным данным (см. раздел: физические и эксплуатационные параметры экспериментальной установки МИ-30, п.21, стр.28).These are very large fields. The obtained value "B" is included in the corridor of estimates obtained from experimental data (see section: physical and operational parameters of the MI-30 experimental setup, p.21, p. 28).

Оценим энергию отдачи неколлективизированного ядра при его взаимодействии с гамма-квантом с энергией Еγ=10 МэВ.Let us estimate the recoil energy of a non-collectivized nucleus during its interaction with a gamma quantum with an energy E γ = 10 MeV.

Figure 00000049
Figure 00000049

Примем, условно, время жизни возбужденного ядра относительно перехода с этого уровня равным τγ~1 год=3,15·107 с. Оценим ширину энергетического уровня ΔEγγ Assume, conditionally, the lifetime of the excited nucleus relative to the transition from this level to τ γ ~ 1 year = 3.15 · 10 7 s. Let us estimate the width of the energy level ΔE γ = Г γ

Figure 00000050
Figure 00000050

т.е. (сравнивая ((22) с (21)) резонансное взаимодействие невозможно.those. (comparing ((22) with (21)) resonant interaction is impossible.

Оценим возможности ядер в возбужденной среде, размещенной во внешнем магнитном поле, т.е. для случая, когда имеется жесткая связь орбитальных моментов в результате жесткой связи (ориентирования) магнитных моментов ядер через внешнее магнитное поле

Figure 00000051
. Эффективный орбитальный момент коллективизированного ядра равенLet us evaluate the capabilities of nuclei in an excited medium placed in an external magnetic field, i.e. for the case when there is a rigid coupling of the orbital moments as a result of a rigid coupling (orientation) of the magnetic moments of the nuclei through an external magnetic field
Figure 00000051
. The effective orbital momentum of the collectivized nucleus is

Figure 00000052
Figure 00000052

Определим силу Fγ, действующей на плече, равном радиусу ядра Rя,We define the force F γ acting on the shoulder equal to the radius of the core R i ,

Figure 00000053
Figure 00000053

где

Figure 00000054
; а
Figure 00000055
Where
Figure 00000054
; but
Figure 00000055

Следовательно,Hence,

Figure 00000056
Figure 00000056

ОтсюдаFrom here

Figure 00000057
Figure 00000057

С другой стороны,On the other hand,

Figure 00000058
Figure 00000058

илиor

Figure 00000059
Figure 00000059

где ΔLя=N·Δtγ=Fγ·Rя·Δtγ;

Figure 00000060
where ΔL i = N · Δt γ = F γ · R i · Δt γ ;
Figure 00000060

Тогда

Figure 00000061
Then
Figure 00000061

И энергия отдачи коллективизированного ядраAnd the recoil energy of a collectivized core

Figure 00000062
Figure 00000062

что существенно меньше Гγ (22).which is substantially less than Г γ (22).

Выполним подобную оценку для β-частиц с Eβ=18 кэВ. Энергия отдачи неколлективизированного ядра, например, аргонаWe perform a similar estimate for β particles with E β = 18 keV. The recoil energy of a non-collectivized core, such as argon

Figure 00000063
Figure 00000063

Рассмотрим случай условного β-распада ядрами аргона с энергией Eβ=18 кэВ и Т1/2=1 год.Consider the case of conditional β-decay by argon nuclei with an energy of E β = 18 keV and T 1/2 = 1 year.

Для коллективизированного ядра (см. (26))For a collectivized kernel (see (26))

Figure 00000064
Figure 00000064

Figure 00000065
Figure 00000065

Figure 00000066
Figure 00000066

гдеWhere

Figure 00000067
Figure 00000067

Подставляя (30), (31), (32) в (29), получимSubstituting (30), (31), (32) into (29), we obtain

Figure 00000068
Figure 00000068

илиor

Figure 00000069
Figure 00000069

что существенно меньше значения

Figure 00000070
.which is significantly less than the value
Figure 00000070
.

Потери энергии β-частиц на отдачу ядра существенно меньше ширины энергетического уровня, т.е.

Figure 00000071
, и, таким образом, возможна лавина β-частиц в результате диссипативной неустойчивости среды.The energy loss of β particles for the recoil of the nucleus is significantly less than the width of the energy level, i.e.
Figure 00000071
, and, thus, an avalanche of β particles is possible as a result of dissipative instability of the medium.

Если мы имеем дело с диссипативными системами, то речь идет о преобразовании одного вида энергии в другой при наличии каналов выхода на этот другой вид энергии. Если обеспечиваются условия сфазированности волн поляризации и достаточность интенсивности силового внешнего поля по удержанию в жесткой связке магнитные моменты ядер так, чтобы воздействие на элементарный магнит воспринималось всей системой возбужденных центров, то при превышении определенной величины инверсии возможно коллективное (лавинообразное) снятие возбуждения ядер частицами, ответственными именно за эти уровни возбуждения.If we are dealing with dissipative systems, then we are talking about the conversion of one type of energy into another in the presence of channels of exit to this other type of energy. If the conditions for the phasing of polarization waves are ensured and the intensity of the force external field is sufficient to retain the magnetic moments of the nuclei in such a way that the effect on the elementary magnet is perceived by the entire system of excited centers, then when a certain inversion is exceeded, collective (avalanche-like) removal of nuclear excitation by particles responsible it is for these levels of arousal.

И не следует забывать о следующем обстоятельстве: по-видимому, при наличии внешнего организующего силового поля имеется параметр в виде произведения τ'~ΔN·Δτ·B (или Е, или D), где ΔN=f(τ), В=В(τ), Е=Е(τ) и D=D(τ), при котором, с одной стороны, происходит высвобождение свободной (вакуумной) энергии из вакуума, а с другой - преобразование одного вида энергии среды в другой, причем для каждого вида преобразования этот параметр свой.And we should not forget about the following circumstance: apparently, in the presence of an external organizing force field, there is a parameter in the form of the product τ '~ ΔN · Δτ · B (or E, or D), where ΔN = f (τ), B = B (τ), E = E (τ) and D = D (τ), in which, on the one hand, free (vacuum) energy is released from the vacuum, and on the other hand, one type of medium energy is converted to another, and for each This parameter has its own type of transformation.

Проделаем аналогичные оценки β-распада ((29)÷(34)) для ядер трития

Figure 00000072
Figure 00000073
; Т1/2~12,3 года; А=3. Рассмотрим случай с n=5:Let us make similar estimates of β decay ((29) ÷ (34)) for tritium nuclei
Figure 00000072
Figure 00000073
; T 1/2 ~ 12.3 years; A = 3. Consider the case with n = 5:

Figure 00000074
Figure 00000074

Figure 00000075
Figure 00000075

Figure 00000076
Figure 00000076

Figure 00000077
Figure 00000077

Figure 00000078
Figure 00000078

Figure 00000079
,
Figure 00000079
,

Figure 00000080
,
Figure 00000080
,

Figure 00000081
,
Figure 00000081
,

Figure 00000082
Figure 00000082

Figure 00000083
Figure 00000083

Figure 00000084
Figure 00000084

Figure 00000085
Figure 00000085

Figure 00000086
,
Figure 00000086
,

Figure 00000087
Figure 00000087

Figure 00000088
Figure 00000088

Figure 00000089
Figure 00000089

илиor

Figure 00000090
Figure 00000090

В сравнении с шириной уровня Гγ=0,85·10-24 эВ (45) энергия отдачи коллективизированного ядра трития пренебрежимо малаIn comparison with the level width Г γ = 0.85 × 10 -24 eV (45), the recoil energy of the collectivized tritium core is negligible

Figure 00000091
Figure 00000091

Для сравнения (см. (42)) энергия отдачи неколлективизированного ядраFor comparison (see (42)), the recoil energy of a non-collectivized nucleus

Figure 00000092
.
Figure 00000092
.

Оценим величину индукции внешнего магнитного поля, обеспечивающего жесткую корреляцию магнитных моментов коллективизированных ядерLet us estimate the magnitude of the induction of an external magnetic field, providing a rigid correlation of the magnetic moments of collectivized nuclei

Figure 00000093
Figure 00000093

Полный магнитный момент возбужденной коллективизированной среды составитThe total magnetic moment of the excited collectivized medium will be

Figure 00000094
Figure 00000094

Поворотный момент для ядра (18)Core Turning Point (18)

Figure 00000095
Figure 00000095

Figure 00000096
Figure 00000096

Согласно соотношению (19)According to relation (19)

Figure 00000097
Figure 00000097

Это очень большая величина индукции. Можно ориентироваться на более медленную процедуру поворота магнитных моментов через ориентированные магнитные моменты электронных коллективизированных орбиталей. Важно, чтобы при этом время выхода в сверхвозбужденное состояние было таким, чтобы не попасть в область интенсивных релаксационных процессов, которые начинаются при t>10-9 с.This is a very large value of induction. You can focus on the slower procedure for turning magnetic moments through oriented magnetic moments of electron collectivized orbitals. It is important that, in this case, the time to reach the overexcited state be such as not to fall into the region of intense relaxation processes that begin at t> 10 -9 s.

Оценим величину индукции BT для выстраивания магнитных моментов

Figure 00000098
электронных орбиталей. Оценим магнитный момент электрона на ридберговской орбите атома трития (n=5)We estimate the magnitude of the induction B T for aligning the magnetic moments
Figure 00000098
electronic orbitals. Let us estimate the magnetic moment of the electron in the Rydberg orbit of the tritium atom (n = 5)

Figure 00000099
Figure 00000099

Полный магнитный момент орбитальных электроновThe total magnetic moment of the orbital electrons

Figure 00000100
Figure 00000100

Момент вращения электрона на орбитеThe moment of electron rotation in orbit

Figure 00000101
Figure 00000101

Полный момент вращения орбиталейThe total moment of rotation of the orbitals

Figure 00000102
Figure 00000102

По соотношению (14) получаемBy relation (14) we obtain

Figure 00000103
Figure 00000103

В диссипативных системах с отрицательной энергией преобразование этой энергии в другой вид энергии происходит по схеме: канал перекачки энергии одного вида в другой открывается на тот вид энергии, образцы (или матрица из образцов) которой уже сформированы и которая как матрица является доминантной над всеми остальными, т.е. энергетические потери определяются матрицей, каналы выхода на которую являются энергетически наиболее предпочтительными. В примере с тритием, при выходе в сверхизлучательное состояние, при вовлечении ядер в коллективную динамику, когда отдача ядер пренебрежимо мала в сравнении с шириной уровня β-распада, запрет на лавинообразный переход с этого уровня β-частиц снят, и все потери отрицательной энергии пойдут по каналу формирования и, следовательно, высвечиванию β-частиц. Скорее всего, это уже будет не β-распад, т.к. до β-распада дело не дойдет. При условии полной коллективизации ядер и электронов вероятен [29] процесс "вытягивания" энергии из вакуума. Общая энергия коллективного возбуждения может оказаться достаточной (>>10-2 Дж·см-3) для перевода среды в сверхвозбужденное состояние с числом и системой уровней, обеспечивающих условие протекания реакций синтеза на ядрах

Figure 00000104
,
Figure 00000105
,
Figure 00000106
, в результате которых рождаются, в частности, нейтроны, геометрия вылета которых и интенсивность (направленность, квадратичная зависимость длительности излучения от числа центров возбуждения, когерентность) определяются свойствами сверхизлучения [30 (стр.93, 94), 31].In dissipative systems with negative energy, the conversion of this energy to another type of energy occurs according to the scheme: the channel for transferring energy from one type to another opens to that type of energy, whose samples (or matrix from samples) are already formed and which, as a matrix, is dominant over all others, those. energy losses are determined by a matrix, the exit channels to which are energetically most preferred. In the tritium example, when entering a superradiant state, when nuclei are involved in collective dynamics, when the recoil of the nuclei is negligible compared to the width of the β-decay level, the ban on an avalanche-like transition from this level of β-particles is lifted, and all negative energy losses will go along the channel of formation and, consequently, the emission of β particles. Most likely, this will not be β-decay, since before β-decay, it will not come. Given the complete collectivization of nuclei and electrons, the process of “pulling” energy from vacuum is probable [29]. The total collective excitation energy may turn out to be sufficient (>> 10 -2 J · cm -3 ) for transferring the medium to a super-excited state with a number and system of levels providing the condition for the occurrence of fusion reactions on nuclei
Figure 00000104
,
Figure 00000105
,
Figure 00000106
as a result of which neutrons are generated, in particular, whose emission geometry and intensity (directivity, quadratic dependence of the radiation duration on the number of centers of excitation, coherence) are determined by the properties of superradiance [30 (p. 93, 94), 31].

В период с 1979 г. по 1994 г. авторами настоящей заявки выполнен ряд экспериментальных работ по изучению и исследованию особенностей оптического излучения, возникающего в твердотельных и газовых средах при их облучении интенсивными ядерными излучениями (нейтронами, гамма-квантами и быстрыми электронами) при температурах Т>300°К. Исследуемыми средами являлись твердотельные сцинтиллирующие неорганические и органические монокристаллы NaI(Tl), CsI(Tl), стильбен и др. и газовые среды на основе Ar-Хе смесей. Исследования выполнены в диапазоне энергий гамма-квантов от Еγ~1,8 МэВ до Еγ~27 МэВ; нейтронов - на спектрах, близких к спектру деления 235U, 238U; электронов - с Ее-~27 МэВ. Диапазон регистрируемого оптического излучения - от глубокого (вакуумного) ультрафиолета с длиною волны λ<<250 нм до инфракрасной области с λ=2,03 мкм. Результаты экспериментов освещены в работах [5÷12, 13, 14, 16].In the period from 1979 to 1994, the authors of this application performed a series of experimental studies on the characteristics of optical radiation arising in solid-state and gas media when they are irradiated with intense nuclear radiation (neutrons, gamma rays, and fast electrons) at temperatures T > 300 ° K. The studied media were solid-state scintillating inorganic and organic single crystals NaI (Tl), CsI (Tl), stilbene, etc., and gaseous media based on Ar-Xe mixtures. The studies were performed in the gamma-ray energy range from E γ ~ 1.8 MeV to E γ ~ 27 MeV; neutrons - on spectra close to the fission spectrum of 235 U, 238 U; electrons - with Е е- ~ 27 MeV. The range of recorded optical radiation is from deep (vacuum) ultraviolet with a wavelength of λ << 250 nm to the infrared region with λ = 2.03 μm. The experimental results are reported in [5–12, 13, 14, 16].

По результатам исследований установлено, что при выполнении определенных условий наблюдаемое оптическое излучение имеет признаки, характеризующие его как оптическое сверхизлучение (СИ):According to the results of studies, it was found that, under certain conditions, the observed optical radiation has signs that characterize it as optical superradiance (SR):

1. Высокая степень направленности оптического излучения [5, 6, 10÷14] (Фиг.5, 6).1. A high degree of directivity of optical radiation [5, 6, 10 ÷ 14] (Fig.5, 6).

2. Квадратичная зависимость интенсивности оптического излучения от числа активных центров возбуждения [8, 9, 12, 13] (Фиг.7, 8).2. The quadratic dependence of the intensity of optical radiation on the number of active centers of excitation [8, 9, 12, 13] (Fig.7, 8).

3. Спектральная ширина оптического излучения изменяется несущественно (в сравнении со спектральной шириной спонтанного излучения) с разбиением на отдельные линии. В спектре отчетливо просматривается линейчатая структура [10, 13, 8, 9] (Фиг.9, 10, 11, 12).3. The spectral width of the optical radiation varies insignificantly (in comparison with the spectral width of the spontaneous emission) with the division into separate lines. The line structure [10, 13, 8, 9] is clearly visible in the spectrum (Figs. 9, 10, 11, 12).

4. Зафиксирована пространственная когерентность [не опубл.] (Фиг.13, 14, 15).4. Fixed spatial coherence [not publ.] (Fig.13, 14, 15).

5. Наблюдается задержка в появлении оптического излучения (с перечисленными выше признаками) относительно импульсов накачки [5, 6, 8, 9, 12] (Фиг.16).5. There is a delay in the appearance of optical radiation (with the above signs) relative to the pump pulses [5, 6, 8, 9, 12] (Fig. 16).

6. Установкой резонатора, при выполнении граничных условий, отмеченных применительно к средам генерирующим СИ, обеспечивается положительная обратная связь, как и для лазерно-активных сред [10, 14, 15].6. By installing the resonator, when the boundary conditions noted with respect to media generating SI are met, positive feedback is provided, as for laser-active media [10, 14, 15].

7. Явление, особенности проявления которого отмечены в п.п.1÷6 - пороговое.7. The phenomenon, the manifestation of which is noted in items 1 ÷ 6 - threshold.

Эффекты СИ при ядерной накачке при Т>300°К проявляются, если накачиваемую (возбуждаемую) среду размещать в поле гамма-квантов, рождающихся при радиоактивном распаде ядер возбуждаемой среды или ядер среды, окружающей возбуждаемую, при удельной мощности потока энергии Рγ, Дж·м-2·с-1, активационных гамма-квантов в возбуждаемой среде, сравнимой или большей удельной мощности потока внутренней колебательной энергии Pu, Дж·м-2·с-1, возбуждаемой среды.The effects of SR during nuclear pumping at T> 300 ° K are manifested if the pumped (excited) medium is placed in the field of gamma quanta generated during the radioactive decay of the nuclei of the excited medium or the nuclei of the medium surrounding the excited medium at a specific energy flux power P γ , J · m -2 · s -1 , activation gamma rays in an excited medium, comparable or greater specific power flow of the internal vibrational energy P u , J · m -2 · s -1 , excited medium.

Для перевода сред в атомно-ядерное сверхизлучательное состояние (АЯСИС) использовался интенсивный импульсный пучок жестких электронов с энергией

Figure 00000107
. Импульсы пучка электронов с
Figure 00000108
являлись импульсами накачки исследуемых сред (образцов).An intense pulsed beam of hard electrons with energy was used to transfer the media to the atomic-nuclear superradiant state (AASIS)
Figure 00000107
. Pulses of an electron beam with
Figure 00000108
were pump pulses of the studied media (samples).

Экспериментальные результаты и методические особенности выполненных в период с 1995 по 2000 г.г. экспериментальных исследований освещены в работах [17÷19, 21÷23].Experimental results and methodological features performed in the period from 1995 to 2000 experimental studies are highlighted in [17–19, 21–23].

Эксперименты выполнены на ускорителе электронов МИ-30. Основной массив экспериментальных исследований выполнен на установке, представленной на Фиг.17. Выполнены эксперименты по сверхизлучению (на установке, представленной на Фиг.16, а) в оптическом диапазоне (Фиг.16), а также по сверхпоглощению и сверхизлучению (или мультиплицированию) гамма-квантов. Сверхпоглощение является антиподом сверхизлучения, но физика процессов, приводящих к сверхпоглощению - та же, различие только в граничных условиях [1, 20].The experiments were performed on an MI-30 electron accelerator. The main array of experimental studies performed on the installation shown in Fig.17. Experiments were performed on superradiance (in the setup shown in Fig. 16, a) in the optical range (Fig. 16), as well as on superabsorption and superradiance (or multiplication) of gamma rays. Superabsorption is the antipode of superradiance, but the physics of the processes leading to superabsorption is the same, the difference is only in the boundary conditions [1, 20].

В экспериментах по сверхпоглощению на исследуемых образцах в барьерной геометрии изучалось пропускание фотонов радионуклида 137Cs с энергией фотонов Еγ=0,661 МэВ.In experiments on superabsorption on the samples under study in barrier geometry, the transmission of 137 Cs radionuclide photons with photon energy E γ = 0.661 MeV was studied.

Результаты экспериментов, на примере образца из алюминия толщиной 30 мм, представлены на Фиг.17, а.The experimental results, for example, a sample of aluminum with a thickness of 30 mm, are presented in Fig.17, a.

В экспериментах по сверхизлучению получены данные об умножении (мультиплицировании) возбужденными средами гамма-квантов, имеющих "резонансные" энергии, т.е. энергии, совпадающие с энергиями гамма-квантов, испускаемых возбужденными нуклидами.In experiments on superradiation, data were obtained on the multiplication (multiplication) of gamma rays by excited media having "resonant" energies, i.e. energies coinciding with the energies of gamma rays emitted by excited nuclides.

Экспериментальная методика и геометрия экспериментов по исследованию сверхизлучения (мультиплицирования) гамма-квантов аналогична экспериментам по пропусканию в барьерной геометрии. Но в качестве радионуклидного источника S использовался радионуклид, энергии гамма-квантов которого являются "резонансными" относительно возбуждаемого исследуемого образца. В данной работе в качестве источника с "резонансными" гамма-квантами использовался никелевый образец, аналогичный исследуемому (возбуждаемому), предварительно облученный в интенсивном потоке e--пучка с энергией электронов Е0=27 МэВ.The experimental technique and geometry of experiments on the study of superradiation (multiplication) of gamma rays is similar to transmission experiments in barrier geometry. But as a radionuclide source S, a radionuclide was used, the gamma-ray energies of which are "resonant" with respect to the excited sample. In this work, as a source with resonant gamma rays, we used a nickel sample similar to the studied (excited) one, previously irradiated in an intense flux, an e - beam with an electron energy E 0 = 27 MeV.

На Фиг.18 представлены экспериментальные результаты.On Fig presents experimental results.

Согласно экспериментальным данным коэффициент мультиплицирования или умножения гамма-квантов может составлять Kγ>>10.According to experimental data, the coefficient of multiplication or multiplication of gamma rays can be K γ >> 10.

На Фиг.19 проиллюстрированы результаты экспериментов, полученные на исследуемых образцах, находящихся в режиме остаточного сверхпоглощения (режим по геометрии и физическим параметрам аналогичный таковому, в котором получены результаты, представленные на Фиг.17) на временном интервале сразу после выключения пучка электронов, падающего на исследуемые образцы. Наблюдается значительная инерция (удержание) сверхпоглощательного состояния. На Фиг.20, 21, 22 представлены экспериментальные данные об активации образцов, облучаемых интенсивным пучком жестких электронов с энергией

Figure 00000107
за время от нескольких минут до нескольких десятков минут. При этом по оценкам в области энергий активационных гамма-квантов до Еγ<1 МэВ должны были выполняться условия выхода в сверхпоглощательное состояние. Уровень активации в зависимости от поглощенной энергии фиксировался по выходу активационных гамма-квантов из исследуемых образцов. Измерения выходов гамма-квантов выполнено двумя видами детекторов: интегральным стандартным детектором гамма-квантов КРАБ-2 и сцинтилляционным спектрометром гамма-квантов с детектором гамма-квантов монокристаллом NaI(Tl). Отклик детектора КРАБ-2 (Фиг.23) позволяет выделить область гамма-квантов Еγ<0,1 МэВ. Сцинтилляционный спектрометр фиксировал гамма-кванты в диапазоне энергий Еγ>0,15 МэВ. Спектры активационных гамма-квантов простирались, в основном, до энергий Еγ>3 МэВ (Фиг.26). Геометрия облучения образцов представлена на Фиг.24. Экспериментальные результаты, представленные на Фиг.20, 21, характеризуются более чем в десять раз заниженной величиной радиоактивности (область энергий активационных гамма-квантов Еγ<0,15 МэВ) в сравнении с обычным "классическим" облучением потоком нейтронов (и фотонейтронов) до аналогичных значений поглощенной энергии ядерных излучений. Экспериментальные результаты в области энергий активационных гамма-квантов Еγ>1÷1,5 МэВ (Фиг.22, 25) отражают факт несоответствия интенсивности и энергии и геометрии накачки критериям выхода в сверхизлучательное (сверхпоглощательное) состояние в этой области энергий возбуждения исследуемых образцов (по интенсивности накачки и внешних силовых полей).Fig. 19 illustrates the results of experiments obtained on the studied samples in the mode of residual superabsorption (the mode in geometry and physical parameters is similar to that in which the results shown in Fig. 17 are obtained) in the time interval immediately after the switching off of the electron beam incident on test samples. Significant inertia (retention) of the superabsorbent state is observed. On Fig.20, 21, 22 presents experimental data on the activation of samples irradiated by an intense beam of hard electrons with energy
Figure 00000107
over a period of several minutes to several tens of minutes. Moreover, according to estimates in the energy range of activation gamma rays up to E γ <1 MeV, the conditions for reaching the superabsorption state should have been fulfilled. The level of activation, depending on the absorbed energy, was recorded by the output of activation gamma rays from the studied samples. Measurements of gamma-ray outputs were performed by two types of detectors: an integrated standard gamma-ray detector KRAB-2 and a scintillation gamma-ray spectrometer with a gamma-ray detector single crystal NaI (Tl). The response of the detector KRAB-2 (Fig.23) allows you to select the region of gamma rays E γ <0.1 MeV. A scintillation spectrometer recorded gamma rays in the energy range E γ > 0.15 MeV. The spectra of activation gamma rays extended mainly to energies E γ > 3 MeV (Fig. 26). The geometry of the irradiation of the samples is presented in Fig.24. The experimental results presented in Figs. 20, 21 are characterized by more than ten times underestimated radioactivity (the range of activation gamma-ray energies E γ <0.15 MeV) in comparison with conventional "classical" irradiation with a neutron flux (and photoneutron) up to similar values of the absorbed energy of nuclear radiation. The experimental results in the field of activation gamma-ray energies E γ > 1 ÷ 1.5 MeV (Figs. 22, 25) reflect the fact that the intensity and energy and pump geometry do not meet the criteria for reaching the superradiant (super-absorbing) state in this region of excitation energies of the studied samples ( by pump intensity and external force fields).

Погрешности результатов экспериментальных исследований, а это, в основном, статистические и систематические погрешности, оценивались обычными "классическими" методами. Минимизация погрешностей осуществлялась высокой кратностью проводимых экспериментов; максимально возможной синхронизацией (одновременностью) процедур измерений "фон + эффект", "фон"; высокой статастической наполненностью в каждой фиксируемой "точке" экспериментальных функциональных зависимостей (от времени). Число статистических отсчетов в каждой точке достигало 106-108 отсчетов. Кроме того, выполнен ряд дополнительных экспериментов, результаты которых могут трактоваться как следствие жесткой корреляции коллективной динамики ядер с обобщенной коллективной орбиталью электронов. В случае предполагаемой жесткой корреляции связей электронов и ядер естественно предположить дефицит связей электронов и ядер среды, находящейся в сверхизлучательном (сверхпоглощательном) состоянии, на взаимодействие с внешними полями, включая и поле гравитации.Errors in the results of experimental studies, and these are mainly statistical and systematic errors, were estimated by the usual "classical" methods. Errors were minimized by a high multiplicity of experiments; the maximum possible synchronization (simultaneity) of the measurement procedures "background + effect", "background"; high static content in each fixed “point” of experimental functional dependencies (on time). The number of statistical samples at each point reached 10 6 -10 8 samples. In addition, a number of additional experiments were performed, the results of which can be interpreted as a result of a strict correlation of the collective dynamics of nuclei with the generalized collective electron orbital. In the case of the alleged tight correlation of the bonds of electrons and nuclei, it is natural to assume a deficiency of bonds of electrons and nuclei of a medium in a superradiant (superabsorption) state due to interaction with external fields, including the gravitational field.

Были выполнены эксперименты, в которых зафиксировано изменение силы тяжести на образцах из 58Ni, устанавливаемых в поток е--пучка в геометрии и при параметрах е--пучка, обеспечивающих мультиплицирование гамма-квантов в Ni-образце. При весе Ni-образца, равном Р=40 г, зафиксировано уменьшение веса более чем на 0,5% (>200 мг). Изменение веса более чем на 200 мг зафиксировано с погрешностью менее 10%. Таким образом, по мнению авторов, часть микрокомпонентов (квантовых систем) никелевого образца не взаимодействовала с гравитационным полем.Experiments were carried out in which a change in the gravity was recorded on samples of 58 Ni installed in the e - beam flux in geometry and with the e - beam parameters providing multiplication of gamma rays in the Ni sample. When the weight of the Ni-sample equal to P = 40 g, a decrease in weight of more than 0.5% (> 200 mg) was recorded. A change in weight of more than 200 mg was recorded with an error of less than 10%. Thus, according to the authors, some of the microcomponents (quantum systems) of the nickel sample did not interact with the gravitational field.

При выполнении гравитационных экспериментов наблюдалось красное свечение Ni-образца при температуре образца Т<460°С. Измерение температуры выполнено в центре и на поверхности образца хромель-алюмелевыми термопарами диаметром 0,5 мм. Температура образца, оцененная методами спектрального анализа по цветности свечения образца, соответствовала температуре Т≈950°С. Светимость соответствовала светимости ламп накаливания в несколько десятков милливатт. Наблюдавшееся свечение, по-видимому, является свечением электронов, удерживаемых на круговых орбитах во внешнем магнитном поле и кулоновскими силами ядер. Численные оценки величины внешнего магнитного поля, возникающего за счет токов смещения в СВЧ-диапазоне и оценки спектрального состава тормозного излучения электронов (закручиваемых внешним магнитным полем, а также удерживаемых кулоновскими силами ядер на орбитах), не противоречат данному предположению.When performing gravitational experiments, a red glow of the Ni sample was observed at a sample temperature T <460 ° C. The temperature was measured in the center and on the surface of the sample with chromel-alumel thermocouples with a diameter of 0.5 mm. The temperature of the sample, estimated by spectral analysis by the color of the glow of the sample, corresponded to a temperature of T≈950 ° C. Luminosity corresponded to the luminosity of incandescent lamps of several tens of milliwatts. The observed luminescence is apparently the luminescence of electrons held in circular orbits in an external magnetic field and by the Coulomb forces of nuclei. Numerical estimates of the magnitude of the external magnetic field arising from bias currents in the microwave range and estimates of the spectral composition of the bremsstrahlung of electrons (twisted by an external magnetic field, as well as nuclei in orbits held by the Coulomb forces) do not contradict this assumption.

Следует отметить следующее очень важное обстоятельство. При проведении исследований по сверхизлучению замечено катализирующее влияние нейтронных потоков на проявление сверхизлучательных эффектов. Например, при снижении энергии электронов е--пучка до

Figure 00000109
интенсивность проявления сверхизлучательных эффектов резко снижается (в несколько раз, 5÷10 раз).The following very important circumstance should be noted. When conducting research on superradiation, a catalytic effect of neutron fluxes on the manifestation of superradiant effects was noted. For example, when the electron energy decreases, the e - beam to
Figure 00000109
the intensity of manifestation of superradiative effects decreases sharply (several times, 5 ÷ 10 times).

Необходимый (даже избыточный) уровень возбужденных центров в исследуемой среде обеспечивали изменением тока e--пучка. Уменьшался существенно (в десятки раз) только выход фотонейтронов. Восстановление уровня фотонейтронов при достижении электронами e--пучка энергии гигантского резонанса

Figure 00000110
приводило к восстановлению интенсивности проявления сверхизлучательных эффектов. При этом увеличение числа центров возбуждения за счет нейтронных реакций составляло пренебрежимо малую величину, менее 1%. Напрашивается вывод: по-видимому, на процессы коллективизации электронных оболочек очень сильное влияние оказывает когерентная поляризация исследуемой среды продуктами β-распада нейтронов.The necessary (even excess) level of excited centers in the medium under study was provided by changing the current of the e - beam. Only the yield of photoneutrons decreased significantly (tens of times). Recovery of the level of photoneutrons when electrons reach the e - beam of giant resonance energy
Figure 00000110
led to the restoration of the intensity of manifestations of superradiant effects. Moreover, the increase in the number of centers of excitation due to neutron reactions was a negligible amount, less than 1%. The conclusion suggests itself: apparently, the processes of collectivization of electron shells are very strongly influenced by the coherent polarization of the medium under study by the products of β-decay of neutrons.

Помимо сверхизлучательных и сверхпоглощательных процессов, сопровождающихся испусканием γ-квантов, были поставлены эксперименты, в которых рассматривалось поведение нейтронов в среде в условиях сверхпоглощения. Материалом среды являлся полиэтилен в виде пластин размерами S=55×55 см2. Пластины собирались в блок высотой h=20 см. Блок размещался во внешнем высоковольтном электрическом поле. Вплотную к блоку устанавливали нейтронную трубку НТ-910 импульсного нейтронного генератора с энергией нейтронов на выходе тритиевой мишени Ен=14 МэВ. Длительность нейтронных импульсов составляла τн=0,5·10-6 с. Частота следования импульсов регулировалась в диапазоне 25÷40 Гц. При работающем генераторе в определенный момент времени включалось внешнее электрическое поле, и на выходе полиэтиленового блока со стороны, обратной расположению нейтронной трубки НТ-910, регистрировали сцинтилляционным спектрометром "n"- и "γ"-излучения с дискриминацией фонового компонента (или γ-квантов, или нейтронов). Детектором сцинтилляционного спектрометра являлся монокристалл стильбена диаметром ⌀=40 мм и высотой h=40 мм. Детектор устанавливался на расстоянии L=2,5 м от полиэтиленового блока. Были зафиксированы нейтроны и γ-кванты: выделенная область для нейтронов Ен~3÷5 МэВ; выделенная область для γ-квантов Еγ~20÷25 МэВ. Число нейтронов на один нейтрон, вылетающий из трубки нейтронного генератора, составляло Фн~102÷104 нейтронов; число γ-квантов на единичный поток излучения, выходящее из трубки нейтронного генератора, составляло Фγ>102.In addition to superradiant and superabsorption processes accompanied by the emission of gamma rays, experiments were carried out in which the behavior of neutrons in a medium under conditions of super absorption was considered. The medium material was polyethylene in the form of plates with sizes S = 55 × 55 cm 2 . The plates were assembled in a block with a height of h = 20 cm. The block was placed in an external high-voltage electric field. The neutron tube NT-910 of a pulsed neutron generator with a neutron energy at the output of a tritium target E n = 14 MeV was installed close to the block. The duration of neutron pulses was τ n = 0.5 · 10 -6 s. The pulse repetition rate was regulated in the range of 25–40 Hz. When the generator was operating, at some point in time, an external electric field was turned on, and at the output of the polyethylene block from the side opposite to the location of the NT-910 neutron tube, “n” and “γ” radiation scintillation spectrometer was recorded with discrimination of the background component (or γ-quanta) , or neutrons). The detector of the scintillation spectrometer was a stilbene single crystal with a diameter of ⌀ = 40 mm and a height of h = 40 mm. The detector was installed at a distance of L = 2.5 m from the polyethylene block. Neutrons and γ-quanta were recorded: the selected region for neutrons E n ~ 3 ÷ 5 MeV; the selected region for γ-quanta E γ ~ 20 ÷ 25 MeV. The number of neutrons per neutron emitted from the tube of the neutron generator was Ф n ~ 10 2 ÷ 10 4 neutrons; the number of γ-quanta per unit radiation flux emerging from the tube of the neutron generator was Φ γ > 10 2 .

На основании анализа экспериментальных данных и в рамках предполагаемых моделей, отождествляемых с основными свойствами наблюдаемых излучений, сделаны выводы о факторах, определяющих процессы формирования сверхизлучательного состояния возбуждаемых сред с последующим сверхизлучением этих сред, находящихся в сверхизлучательном состоянии. Существенное влияние на эффективность формирования сверхизлучения и на его характеристики оказывают граничные и начальные условия, особенно на начальной стадии формирования сверхизлучения (геометрические факторы, инкремент, характеризующий абсолютную величину и характер временной зависимости инверсной населенности). Например, в работе [26] приводятся данные о преобразовании энергии ядерной накачки в излучение оптического диапазона с КПД=90% сцинтилляционными детекторами, изготовленными по нанотехнологическим критериям (диамеры сцинтилляционных детекторов равны 90 нм).Based on the analysis of experimental data and in the framework of the proposed models that are identified with the main properties of the observed radiation, conclusions are drawn about the factors that determine the processes of the formation of the superradiant state of excited media with subsequent superradiation of these media in the superradiant state. Boundary and initial conditions have a significant impact on the efficiency of superradiance formation and on its characteristics, especially at the initial stage of superradiance formation (geometric factors, increment, characterizing the absolute value and nature of the time dependence of the inverse population). For example, in [26], data are presented on the conversion of nuclear pump energy into optical radiation with an efficiency of 90% scintillation detectors made according to nanotechnological criteria (the diameters of scintillation detectors are 90 nm).

Ниже приведены значения физических и эксплуатационных параметров, характерных для экспериментальной установки МИ-30 (Фиг.17), и краткое описание процедур оценок и некоторые краткие выводы по этим оценкам некоторых узловых параметров, выполненных на основе полученных экспериментальных данных.Below are the values of the physical and operational parameters characteristic of the MI-30 experimental setup (Fig. 17), and a brief description of the estimation procedures and some brief conclusions on these estimates of some nodal parameters based on the obtained experimental data.

1. Пучок электронов импульсный.1. The beam of electrons is pulsed.

2. Амплитудное значение тока iA=120÷200 мА=0,12÷0,2 А.2. The amplitude value of the current i A = 120 ÷ 200 mA = 0.12 ÷ 0.2 A.

3. Среднее значение амплитуды тока в импульсе iA=30÷50 мА=(3÷5)10-2 А.3. The average value of the amplitude of the current in the pulse i A = 30 ÷ 50 mA = (3 ÷ 5) 10 -2 A.

4. Частота следования импульсов e--пучка f - 100 Гц.4. The pulse repetition rate e - beam f - 100 Hz.

5. Диаметр сечения (пятна) сфокусированного пучка электронов в области исследуемых образцов ⌀е-=6,3 мм. В экспериментах по оптическому сверхизлучению - до ⌀е-=25 мм.5. The diameter of the cross section (spot) of the focused electron beam in the region of the studied samples is ⌀ е- = 6.3 mm. In experiments on optical superradiance, up to ⌀ е- = 25 mm.

6. Энергия электронов е--пучка

Figure 00000107
.6. Electron energy e - beam
Figure 00000107
.

7. Геометрия образцов, например, из 58Ni28, диски: диаметр ⌀=50 мм; толщина h=10 мм; набор дисков до толщины Н=50 мм.7. Geometry of samples, for example, from 58 Ni 28 , disks: diameter ⌀ = 50 mm; thickness h = 10 mm; a set of disks up to a thickness of H = 50 mm.

8. Частота СВЧ-генератора: fСВЧ=3,3 ГГц.8. The frequency of the microwave generator: f microwave = 3.3 GHz.

9. На выходе микротрона импульс e--пучка длительностью τи=10-6 с представляет собой цуг импульсов СВЧ с длительностью на полувысоте отдельного импульса в цуге τСВЧ=80·10-12 с. Форма импульсов - гауссовая. Период следования импульсов СВЧ внутри цуга ТСВЧ=320·10-12 с.9. At the microtron output, the e - beam pulse with a duration of τ and = 10 -6 s is a train of microwave pulses with a half-pulse duration of an individual pulse in a train of τ microwave = 80 · 10 -12 s. The shape of the pulses is Gaussian. The period of the microwave pulses inside the train T microwave = 320 · 10 -12 C.

10. Эффективная длина первичных 80-ти пикосекундных сгустков (импульсов СВЧ): lСВЧ=с·τСВЧ=2,4 см=0,024 м.10. The effective length of the primary 80 picosecond clumps (microwave pulses): l microwave = s · τ microwave = 2.4 cm = 0.024 m.

11. Рабочая длительность e--пучка при τu=10-6 с и f=100 Гц в течение t=1с-Δt=25·10-6 с.11. The working duration of the e - beam at τ u = 10 -6 s and f = 100 Hz for t = 1s-Δt = 25 · 10 -6 s.

12. Большинство экспериментов выполнены при амплитудном значении тока е--пучка: iA=120 мА=0,12 А и частоте f=100 Гц.12. Most experiments were performed at the amplitude value of the current e - beam: i A = 120 mA = 0.12 A and frequency f = 100 Hz.

13. Доля радиационных тормозных потерь (от общей энергии e--пучка) - ~0,5.13. The proportion of radiation inhibitory losses (of the total energy of the e - beam) is ~ 0.5.

14. Число электронов в первичном импульсе τСВЧ e--пучка: N'СВЧ=6·108.14. The number of electrons in the primary pulse τ microwave e - beam: N ' microwave = 6 · 10 8 .

15. Число электронов e--пучка за τu=10-6 с составляет

Figure 00000111
.15. The number of electrons e - the beam for τ u = 10 -6 s is
Figure 00000111
.

16. Число электронов е--пучка за 1 с при f=100 Гц составляет

Figure 00000112
.16. The number of electrons e - beam for 1 s at f = 100 Hz is
Figure 00000112
.

17. Коэффициент умножения

Figure 00000113
электронов в результате каскадных процессов на более "мягкие" электроны от первичных электронов с
Figure 00000114
и рожденных при взаимодействии тормозных γ-квантов со средой:
Figure 00000115
. Средняя энергия каскадных электронов принята
Figure 00000116
и
Figure 00000117
.17. The multiplication factor
Figure 00000113
electrons as a result of cascade processes to softer electrons from primary electrons with
Figure 00000114
and born from the interaction of bremsstrahlung gamma quanta with the medium:
Figure 00000115
. The average energy of cascade electrons is accepted
Figure 00000116
and
Figure 00000117
.

18. Таким образом, конечное число электронов в первичном сгустке:

Figure 00000118
.18. Thus, the final number of electrons in the primary bunch:
Figure 00000118
.

19. Определим индукцию вихревого магнитного поля в центральной части е--пучка при взаимодействии со средой образцов: В=(µ0·Iсмещ.)/2πr, где r - радиус эффективной площади поперечного сечения вихревого электрического поля. Эффективный объем, в котором концентрируется максимум вихревого электрического поля, - диаметр ⌀=1 см; длина L=2,4 см.19. We determine the induction of the vortex magnetic field in the central part of the e - beam when interacting with the sample medium: B = (µ 0 · I bias. ) / 2πr, where r is the radius of the effective cross-sectional area of the vortex electric field. The effective volume in which the maximum of the vortex electric field is concentrated is the diameter ⌀ = 1 cm; length L = 2.4 cm.

20. Плотность тока смещения: iсм=∂D/∂t=εε0(1+Х)∂Е/∂t~ε0∂Е/∂t, т.к. при предполагаемых частотах (ω>>1010 Гц)εε0(1+X)~ε0.20. The bias current density: i cm = ∂D / ∂t = εε 0 (1 + X) ∂Е / ∂t ~ ε 0 ∂Е / ∂t, because at the assumed frequencies (ω >> 10 10 Hz) εε 0 (1 + X) ~ ε 0 .

21. Получены следующие оценочные значения параметров Iсмещ., В, ρ - радиус орбиты Ридберга при n=40: Iсмещ.=8,3·107 А; В=40÷1000 Тл; ρ=8,815·10-9 м.21. The following estimated values of the parameters I bias were obtained. , B, ρ is the radius of Rydberg's orbit at n = 40: I shift. = 8.3 · 10 7 A; B = 40 ÷ 1000 T; ρ = 8.81510 -9 m.

22. Радиус ρ определяем по выражению

Figure 00000119
.22. The radius ρ is determined by the expression
Figure 00000119
.

23. Мощность свечения при ρ=8,815·10-9 м: Wcвeч.=µe2 a 2/6πc=0,422·10-12 Вт, где µ=4π·10-7 (Тл·м)/А;

Figure 00000120
- ускорение вращательного движения электрона;
Figure 00000121
- линейная скорость электрона на орбите с энергией, соответствующей n=40. Оценим время жизни сверхизлучательного, точнее, сверхпоглощательного состояния Тж.с.с.. Время одного оборота
Figure 00000122
с. Потеря энергии за 1 оборот: ΔЕоб=Wcвeч.·Тоб=0,15·10-25 Дж. Количество оборотов
Figure 00000123
. Примем
Figure 00000124
(усредненные литературные данные по β-распадам Еβ=(0,1-1)МэВ). Тогда Тж.с.с.=nоб·Тоб=0,357 с.23. Glow power at ρ = 8.815 · 10 -9 m: W candle. = µe 2 a 2 / 6πc = 0.422 · 10 -12 W, where µ = 4π · 10 -7 (T · m) / A;
Figure 00000120
- acceleration of the rotational motion of the electron;
Figure 00000121
is the linear velocity of an electron in orbit with an energy corresponding to n = 40. We estimate the lifetime superemitting, more precisely, the state sverhpogloschatelnogo T zh.s.s. . One turn time
Figure 00000122
from. Loss of energy per 1 revolution: ΔE about = W candle. · T about = 0.15 · 10 -25 J. Number of revolutions
Figure 00000123
. Will accept
Figure 00000124
(averaged literature data on β-decays E β = (0.1-1) MeV). Then T train.s. = n about · T about = 0,357 s.

24. Длительность сверхизлучательного импульса на Хе: τс=(4πST1)/(λ2NL)=3,75·10-14 с. Время задержки τоclnN=10-12 с.24. The duration of the superradiative pulse at Xe: τ s = (4πST 1 ) / (λ 2 NL) = 3.75 · 10 -14 s. The delay time τ about = τ c lnN = 10 -12 s.

25. Длительность сверхизлучательного импульса τс=1,3·10-14 с. Время задержки: τ0clnN=0,4·10-12 c.25. Duration of a superradiant pulse τ s = 1.3 · 10 -14 s. Delay time: τ 0 = τ c lnN = 0.4 · 10 -12 s.

26. Выполним альтернативные оценки τс для монокристаллов NaI(Tl) и Ar-Хе газовой смеси по выражению: τс=(4π·Т1·Δtнакачки·Δωнеодн.уш.)/(λ2·Nч.ц.в.·L), Т1 - время жизни относительно спонтанных переходов; Δωнеодн.уш. - ширина спектра свечения в режиме сверхизлучения.26. Perform alternative estimates τ s for single crystals NaI (Tl) and Ar-Xe gas mixture by the expression: τ c = (4π · T 1 · Δt · Δω pump neodn.ush.) / (Λ 2 · N ch.ts. c. · L), T 1 - lifetime relative to spontaneous transitions; Δω non-linear - the width of the spectrum of the glow in superradiance.

27. Для NaI(T1): τc=(12,56·2·10-7·80·10-12·5.5·1014)/((3,7·10-7)2·1,964·1020·3·10-2))≈1,4·10-7 с, задержка τ0clnN=4,6·10-6 с=4,6 мкс.27. For NaI (T1): τ c = (12.56 · 2 · 10 -7 · 80 · 10 -12 · 5.5 · 10 14 ) / ((3,7 · 10 -7 ) 2 · 1,964 · 10 20 · 3 · 10 -2 )) ≈1.4 · 10 -7 s, delay τ 0 = τ c lnN = 4.6 · 10 -6 s = 4.6 μs.

28. Для Ar-Хе смеси: τc=(12,56·10-8·80·10-12·1012)/((2·10-6)2·0,67·1017·5·10-2))=75·10-11=0,75·10-9 с. Такое значение τc получено из-за неопределенности в значениях Т1 и Δωнеодн.уш.·τ0clnN=0,75·25=19·10-9=1,9·10-8 с.28. For the Ar-Xe mixture: τ c = (12.56 · 10 -8 · 80 · 10 -12 · 10 12 ) / ((2 · 10 -6 ) 2 · 0.67 · 10 17 · 5 · 10 -2 )) = 75 · 10 -11 = 0.75 · 10 -9 s. Such a value of τ c was obtained due to the uncertainty in the values of T 1 and Δω neod. · Τ 0 = τ c lnN = 0.75 · 25 = 19 · 10 -9 = 1.9 · 10 -8 s.

29. Оценим индукцию внешнего магнитного поля В для варианта по п.21. Оценку выполним с помощью гироскопического соотношения: N=(dL)/(dt), в котором N - момент вращающей силы, действующей на плечо, равное r=ρ радиусу орбиты L ридберговского электрона при повороте магнитного момента µL к направлению параллельному вектору магнитной индукции В. Значение "В" находим из соотношения: N=В·µ·NСВЧ· В=N/(µ·NСВЧ)=(1,155·10-9 Дж)/(0,8·10-9 Дж/Тл)=1,5 Тл. Т.е. В≥(1÷10) Тл.29. Let us evaluate the induction of an external magnetic field B for the variant according to item 21. The estimate is performed using the gyroscopic relation: N = (dL) / (dt), in which N is the moment of the rotational force acting on the shoulder equal to r = ρ the radius of the orbit L of the Rydberg electron when the magnetic moment μ L is rotated to the direction parallel to the magnetic induction vector B. The value of "B" is found from the relation: N = B · µ · N microwave · B = N / (µ · N microwave ) = (1.155 · 10 -9 J) / (0.8 · 10 -9 J / T ) = 1.5 T. Those. B≥ (1 ÷ 10) T.

Как видим, экспериментальные результаты и значения оцененных физических параметров не противоречат моделям, принятым (поляритонная 2-уровневая модель, протуберанцевая модель структуры атомов) при интерпретации сверхизлучательных процессов, а следовательно, могут служить основой для формирования прикладных технических решений (предложений).As you can see, the experimental results and the values of the estimated physical parameters do not contradict the models adopted (polariton 2-level model, prominence model of the structure of atoms) in the interpretation of superradiant processes, and therefore, can serve as the basis for the formation of applied technical solutions (proposals).

31. Оцененные значения Тж.с.с. (см. п.п.23) существенно отличаются от эксперементальных значений: Тж.с.с.=10÷100 с. Причин может быть три: 1. Сильная ортогонализация волновых функций, описывающих в ридберговских состояниях орбитальные моменты. 2. Энергия электрона на орбите поддерживается сохранением произведения Ввн·µL=const из-за перекачки энергии внешнего магнитного поля в орбитальный. 3. Резонансная перекачка энергии по каналам: вакуум - нуклонноядерный конденсат в виде протуберанцев - ридберговские электроны. Наиболее вероятными представляются причины 2 и 3.31. Estimated values of T w.s.s. (. p.p.23 cm) differ greatly from the values of experimental: T zh.s.s. = 10 ÷ 100 s. There can be three reasons: 1. Strong orthogonalization of wave functions describing orbital moments in Rydberg states. 2. The energy of the electron in orbit is maintained by preserving the product B int · µ L = const due to the transfer of the energy of the external magnetic field to the orbital. 3. Resonant energy transfer through the channels: vacuum - nucleon-condensate in the form of prominences - Rydberg electrons. The most likely causes are 2 and 3.

32. При формировании коллективной орбитали, переводящей среду в атомно-ядерное сверхизлучательное (сверхпоглощательное) состояние (АЯСИС), блокируются связи (из-за переключения на сформировавшиеся более значимые внутренние) с другими внешними полями, взаимодействующими с квантовыми системами среды. Если это так, то должна иметь место блокировка и на внешнее гравитационное поле. Проведены эксперименты, которые подтвердили, что при выходе на АЯСИС происходит блокировка гравитационного поля. Образец из никеля весом 40 г изменял свой вес в сторону уменьшения на 0,5%, доходя в отдельных случаях до 0,7÷0,8%. Погрешность экспериментальных результатов - <10%.32. When a collective orbital is formed that transfers the medium into an atomic-nuclear superradiant (super-absorbing) state (AASIS), communications are blocked (due to switching to the more significant internal ones formed) with other external fields interacting with the quantum systems of the medium. If this is so, then blocking should also take place on the external gravitational field. Experiments were carried out, which confirmed that when entering the AYASIS, the gravitational field is blocked. A 40 g nickel sample changed its weight in the direction of decreasing by 0.5%, in some cases reaching 0.7–0.8%. The error of the experimental results is <10%.

33. И в этих же экспериментах по блокировке гравитационного поля в АЯСИС наблюдалось красное свечение никелевого образца (оптические ("визуальные") оценки соответствовали температуре 900÷1000°С) при температуре самого образца в центре и на поверхности Т=460°С. Измерение температуры осуществлялось хромель-алюмелевыми термопарами. Линейность термопар проверялась до 1000°С. Погрешность: 0,5÷1%. Диаметр ⌀=0,5; 1,0 мм.33. And in the same experiments on blocking the gravitational field in AYASIS, a red glow of the nickel sample was observed (optical (“visual”) estimates corresponded to a temperature of 900 ÷ 1000 ° C) at a temperature of the sample itself in the center and on the surface T = 460 ° C. Temperature was measured by chromel-alumel thermocouples. The linearity of thermocouples was tested up to 1000 ° C. Accuracy: 0.5 ÷ 1%. Diameter ⌀ = 0.5; 1.0 mm.

Осуществление способа и работа установки поясняются следующими чертежами.The implementation of the method and the operation of the installation are illustrated by the following drawings.

Фиг.1. ОКУЯН.Figure 1. OKUYAN.

Фиг.2. Блок-схема экспериментальной установки.Figure 2. The block diagram of the experimental setup.

1 - кювета диаметром ⌀5÷10 мм с активной газовой средой; 2 - малогабаритный импульсный соленоид, ИЭМ, на магнитную индукцию В=10÷30 Тл; 3 - выходное окно вакумного электроновода e--пучка; 4 - электроновод; 5 - ускоритель электронов; 6 - трубка нейтронного генератора; 7 - электронный блок нейтронного генератора; 8 - детектор излучений, выходящих из кюветы 1; 9 - сигнальный и коммутационный кабели детектора 8; 10 - неборированный полиэтилен; 11 - осевой (экспериментальный) канал; 12 - тритиевая мишень.1 - a cuvette with a diameter of ⌀5 ÷ 10 mm with an active gas medium; 2 - small-sized pulse solenoid, IEM, for magnetic induction B = 10 ÷ 30 T; 3 - exit window of the vacuum electron guide e - beam; 4 - an electron guide; 5 - electron accelerator; 6 - a tube of a neutron generator; 7 - electronic block of a neutron generator; 8 - detector of radiation emerging from the cell 1; 9 - signal and switching cables of the detector 8; 10 - unborated polyethylene; 11 - axial (experimental) channel; 12 - tritium target.

Фиг.3. Общая блок-схема заявляемого устройства.Figure 3. The general block diagram of the inventive device.

1 - кювета с активной газовой средой; 2 - устройство формирования интенсивного импульсного магнитного поля в области размещения активной среды; 3 - внешние поля, стимулирующие формирование сверхвозбужденного состояния активной среды; 4 - пучок сверхизлучения на выходе кюветы; 5 - импульсное устройство энергетической накачки для формирования необходимого уровня инверсной населенности в активной среде; 6 - отражатель сверхизлучения; 7 - отраженная часть пучка сверхизлучения; 8 - детектор (или детекторы) сверхизлучения; 9 - устройство управления генераторами запуска внешних устройств с заданными параметрами полей в зависимости от длительности, амплитуды и структуры пучков сверхизлучения на выходе кюветы; 10 - устройство дополнительного источника ядерного проникающего излучения (нейтронов и γ-квантов) импульсного или неимпульсного исполнения; 11 - устройство формирования в области размещения активной среды стационарных (или импульсных) полей, создаваемых наведенной радиоактивностью, при радиационном захвате нейтронов ядрами вспомогательных элементов.1 - a cuvette with an active gas medium; 2 - a device for generating an intense pulsed magnetic field in the area of the active medium; 3 - external fields stimulating the formation of a super-excited state of the active medium; 4 - a beam of superradiance at the output of the cell; 5 - pulsed device for energy pumping to form the necessary level of inverse population in the active medium; 6 - reflector of superradiance; 7 - the reflected part of the superradiance beam; 8 - detector (or detectors) of superradiance; 9 is a control device for the triggering generators of external devices with specified field parameters depending on the duration, amplitude and structure of superradiance beams at the output of the cell; 10 - device additional source of penetrating nuclear radiation (neutrons and γ-quanta) pulse or non-pulse execution; 11 is a device for generating in the region of active medium placement stationary (or pulsed) fields created by induced radioactivity during radiation capture of neutrons by the nuclei of auxiliary elements.

Фиг.4. СИ на переходе 2-1 с частотой ω0 и мощностью Q>>Qcпoнт..Figure 4. SI at the transition 2-1 with frequency ω 0 and power Q >> Q comp. .

Фиг.5. Распределение интенсивности световых пучков на выходе оптического резонатора:Figure 5. The intensity distribution of light beams at the output of the optical resonator:

а.but.

Figure 00000125
- распределение интенсивности светового пучка на выходе оптического резонатора, имеющего "глухое" зеркало с r1~1 в отсутствие выходного зеркала. Апертура выходного отверстия а=27 мм, расстояние от выходного отверстия до фотопластинки l2=530 мм;
Figure 00000125
- the intensity distribution of the light beam at the output of the optical resonator having a "blind" mirror with r 1 ~ 1 in the absence of an output mirror. The aperture of the outlet a = 27 mm, the distance from the outlet to the photographic plate l 2 = 530 mm;

Figure 00000126
- распределение интенсивности светового пучка на выходе оптического резонатора в отсутствие "глухого" и выходного зеркал. Отражения обусловлены только изменением коэффициента преломления на торцах активной среды.
Figure 00000126
- the distribution of the intensity of the light beam at the output of the optical resonator in the absence of "deaf" and output mirrors. Reflections are caused only by a change in the refractive index at the ends of the active medium.

б.b.

Figure 00000125
- распределение интенсивности светового пучка на выходе оптического резонатора с установленным "глухим" с r1~1 и выходным с r2~0,95 зеркалами. Апертура выходного зеркала а=24 мм, l=465 мм;
Figure 00000125
- the intensity distribution of the light beam at the output of the optical resonator with a “deaf” set with r 1 ~ 1 and output mirrors with r 2 ~ 0.95. Aperture of the output mirror a = 24 mm, l = 465 mm;

Figure 00000126
- распределение интенсивности светового пучка на выходе резонатора в отсутствие "глухого" зеркала с разъюстированным относительно оптического элемента (активной среды) выходным зеркалом.
Figure 00000126
- the intensity distribution of the light beam at the output of the resonator in the absence of a “deaf” mirror with an output mirror that is out of alignment with respect to the optical element (active medium).

в.at.

Figure 00000125
- распределение интенсивности светового пучка на выходе резонатора с установленным выходным зеркалом с r2~0,95 в отсутствие "глухого" зеркала.;
Figure 00000125
- the intensity distribution of the light beam at the output of the resonator with an installed output mirror with r 2 ~ 0.95 in the absence of a “dead” mirror .;

Figure 00000126
- распределение интенсивности светового пучка на выходе резонатора в отсутствие "глухого" зеркала с разъюстированным относительно оптического элемента (активной среды) выходным зеркалом.
Figure 00000126
- the intensity distribution of the light beam at the output of the resonator in the absence of a “deaf” mirror with an output mirror that is out of alignment with respect to the optical element (active medium).

Фиг.6. Примеры расходимости и распределений интенсивностей световых пучков:6. Examples of divergence and intensity distributions of light beams:

3 - световой пучок фотонов с λ<425 нм. Надпороговый режим накачки.3 - photon beam with λ <425 nm. Subthreshold pump mode.

6 - насадка для фиксации светофильтров;6 - nozzle for fixing the filters;

7 - дюралюминиевая обечайка кристаллов;7 - duralumin shell of crystals;

9 - монокриисталл NaI(Tl): d=4 см, h=4 см.9 - NaI single crystal (Tl): d = 4 cm, h = 4 cm.

12 - светофильтр. Пунктиром обозначен один из зафиксированных вариантов направленного компонента.12 - light filter. The dotted line indicates one of the fixed variants of the directional component.

На Фиг.6 представлены характерные экспериментальные результаты, полученные в исследованиях с кристаллами NaI(Tl), геометрическая ось которых устанавливалась перпендикулярно направлению оси электронного пучка.Figure 6 presents the characteristic experimental results obtained in studies with NaI (Tl) crystals, the geometric axis of which was established perpendicular to the direction of the axis of the electron beam.

Фиг.7. Изменение амплитуды импульсов генерационного излучения в зависимости от длительности импульсов накачки.7. Change in the amplitude of the pulses of generation radiation depending on the duration of the pump pulses.

°°° - эксперимент;°°° - experiment;

Figure 00000127
- расчет по выражению [25]
Figure 00000127
- calculation by the expression [25]

Figure 00000128
Figure 00000128

при значениях параметров:with parameter values:

A0=1,015; В0=4,3; α=5,8 мкс-1; ΔtT=0,14 мкс; φ=0,76 мкс-1; φ1=0,799 мкс-1; Δt0=0,501 мкс.A 0 = 1.015; B 0 = 4.3; α = 5.8 μs −1 ; Δt T = 0.14 μs; φ = 0.76 μs -1 ; φ 1 = 0.799 μs -1 ; Δt 0 = 0.501 μs.

Фиг.8. Световыход монокристалла Nal(Tl) в зависимости от плотности потока гамма-квантов, падающих на монокристалл.Fig. 8. Light output of a Nal (Tl) single crystal depending on the flux density of gamma rays incident on a single crystal.

••• - эксперимент;••• - experiment;

-.-.-.- - экстраполяция в область Фγγ,n функциональной зависимости световыхода, характерной для значений плотностей потоков Фγγ,nγ,n - пороговая плотность потока гамма-квантов (для возникновения сверхизлучательного состояния).- . - . - . - - extrapolation to the region Ф γ > Ф γ, n of the functional dependence of the light output characteristic of flux densities Ф γγ, n. Ф γ, n is the threshold flux density of gamma rays (for the appearance of a superradiant state).

Данные во вставке представлены в натуральном масштабе.The data in the box are presented in full-scale.

Фиг.9. Спектр сцинтилляций кристаллов NaI(Tl):Fig.9. Scintillation spectrum of NaI (Tl) crystals:

- подпороговый режим, φγn, φγ~7·1010 с-1·см-2, без оптического резонатора.- subthreshold mode, φ γn , φ γ ~ 7 · 10 10 s -1 · cm -2 , without an optical resonator.

Фиг.10. Спектр оптического излучения на выходе резонатора (-), торцевые поверхности кристалла NaI(Tl) диаметром dк=4 и длиной lк=8 см оптически сочлены с выходными окнами из оптического стекла, боковая поверхность очищена от отражающего порошка MgO и окружена йодистым метиленом и черным бархатом, пропитанным йодистым метиленом, режим облучения надпороговый, φγ~8·1012 с-1·см-2, оптический резонатор отъюстирован на режим генерации, спектр сцинтилляций кристаллов NaI(Tl) без оптического резонатора, соответствующий спектру на Фиг.9.Figure 10. The spectrum of optical radiation at the resonator output (-), the end surfaces of the NaI (Tl) crystal with a diameter of d k = 4 and a length of l k = 8 cm are optically coupled to the exit windows of optical glass, the side surface is cleaned of reflecting MgO powder and surrounded by methylene iodide and black velvet impregnated with methylene iodide, suprathreshold irradiation mode, φ γ ~ 8 · 10 12 s -1 · cm -2 , the optical resonator is aligned to the generation mode, the scintillation spectrum of NaI (Tl) crystals without an optical resonator, corresponding to the spectrum in Fig. 9 .

Фиг.11. Спектры оптического свечения монокристалла NaI(Tl).11. Optical luminescence spectra of a NaI (Tl) single crystal.

Figure 00000126
- спектр спонтанного оптического излучения монокристалла NaI(Tl);
Figure 00000126
- spectrum of spontaneous optical radiation of a NaI (Tl) single crystal;

1 - интегральный спектр;1 - integrated spectrum;

2, 3 - дифференциальные спектры.2, 3 - differential spectra.

Фиг.12. Спектры оптического излучения, выходящего из монокристаллов, размещенных внутри оптического резонатора.Fig. 12. Spectra of optical radiation emerging from single crystals placed inside an optical resonator.

Figure 00000129
- спектр оптического излучения на выходе оптического резонатора, имеющего "глухое" зеркало с r1~1 в отсутствие выходного зеркала (экспериментальные условия соответствуют условиям, при которых получены результаты, представленные на Фиг.11 (сплошные линии);
Figure 00000129
- the spectrum of optical radiation at the output of an optical resonator having a “blind” mirror with r 1 ~ 1 in the absence of an output mirror (experimental conditions correspond to the conditions under which the results shown in Fig. 11 are obtained (solid lines);

Figure 00000126
- спектр оптического излучения на выходе оптического резонатора в отсутствии зеркал и при плотности потока гамма-квантов Фγ, примерно на два порядка ниже пороговой плотности потока Фn, Фγ=1011 см-2·с-1;
Figure 00000126
- the spectrum of optical radiation at the output of the optical resonator in the absence of mirrors and at a gamma-ray flux density of f γ , is approximately two orders of magnitude lower than the threshold flux density of f n , f γ = 10 11 cm -2 · s -1 ;

Figure 00000130
- спектр оптического излучения, полученный при облучении монокристаллов NaI(Tl) гамма-квантами изотопного источника 60Со.
Figure 00000130
- the spectrum of optical radiation obtained by irradiating single crystals of NaI (Tl) with gamma rays of an isotopic source of 60 Co.

Фиг.13. Рефракционная картина, интерпретированная в рамках метода фазового контраста. Монокристалл стильбена размерами: высота h=40 мм, диаметр ⌀d=40 мм. Выходное полупрозрачное окно убрано; 100< увеличение <1000. Длина волны сверхизлучения λс~20 нм (~60 эВ). Расходимость пучка излучения при установленном выходном окне - 10-3-10-4 рад.Fig.13. Refractive picture interpreted in the framework of the phase contrast method. Stilbene single crystal with dimensions: height h = 40 mm, diameter ⌀d = 40 mm. The exit translucent window is removed; 100 <magnification <1000. The wavelength of superradiance λ s ~ 20 nm (~ 60 eV). The divergence of the radiation beam with the installed output window is 10 -3 -10 -4 rad.

Фиг.14. Принципиальная схема микроскопа, реализующая метод «фазового контраста». L - щель, имитирующая точечный источник; 1 - диафрагма; 2 - конденсор; 3 - объект наблюдения; 4 объектив; 5 - фазовая пластинка; АА - фокальная плоскость объектива 4; ЕЕ - плоскость изображения объекта наблюдения.Fig.14. Schematic diagram of a microscope that implements the method of "phase contrast". L - gap simulating a point source; 1 - aperture; 2 - condenser; 3 - object of observation; 4 lens; 5 - phase plate; AA - the focal plane of the lens 4; EE is the image plane of the observation object.

Фиг.15. Фазовые и амплитудные характеристики световых волн в микроскопе, реализованном по мутоду "фазового контраста".Fig.15. Phase and amplitude characteristics of light waves in a microscope implemented by the "phase contrast" method.

Фиг.16. Импульсы на регистрирующем осциллоскопе импульсного двухлучевого осциллографа С1-75 при накачке Ar-Хе смеси электронным пучком.Fig.16. Pulses on a recording oscilloscope of a pulsed two-beam oscilloscope C1-75 when the Ar-Xe mixture is pumped by an electron beam.

а. Оптический резонатор отъюстирован на режим генерации. Фотодетектор - на основе фотодиода ФД-10ГА.but. The optical cavity is aligned to the generation mode. The photodetector is based on the FD-10GA photodiode.

б. Оптический резонатор разъюстирован. Фотодетектор - на основе фотодиода ФД-10ГА.b. The optical cavity is misaligned. The photodetector is based on the FD-10GA photodiode.

в. Оптический резонатор отъюстирован на режим генерации. Фотодетектор - на основе фотосопротивления ФСГ-22-ЗА2.at. The optical cavity is aligned to the generation mode. Photodetector - based on the photo resistance FSG-22-ZA2.

г. Оптический резонатор разъюстирован. Фотодетектор - на основе фотосопротивления ФСГ-22-ЗА2.The optical resonator is misaligned. Photodetector - based on the photo resistance FSG-22-ZA2.

1 - импульс накачки (вход I осциллографа); 2 - импульс генерации (вход II осциллографа); 3 - базовый ("нулевой") уровень по входу II осциллографа, флуктуации которого в течение длительности импульсов электронного пучка определяются "наводками" от управляющих цепей СВЧ-магнетрона микротрона МИ-30.1 - pump pulse (input I of the oscilloscope); 2 - pulse generation (input II of the oscilloscope); 3 - basic (“zero”) level at the input of the II oscilloscope, the fluctuations of which during the duration of the pulses of the electron beam are determined by “pick-ups” from the control circuits of the MI-30 microwave magnetron.

Фиг.16, а. Геометрия экспериментальной установки для исследования характеристик сверхизлучения оптического диапазона (длины волн λ=1,73 мкм; λ=2,03 мкм) Ar-Хе газовой смеси.Fig. 16, a. The geometry of an experimental setup for studying the characteristics of superradiance in the optical range (wavelength λ = 1.73 μm; λ = 2.03 μm) of an Ar-Xe gas mixture.

1 - вакуумный электроновод; 2 - оптический фильтр; 3 - лазерная кювета; 4 - фокусирующая линза F=112 мм; 5 - фотодетектор ФД-10ГА; 6 - корпус детектора; 7 - оптический фильтр; 8 - свинцовая защита; 9 - котировочный лазер ЛГ-70; 10 - заслонка; 11 - заглушка коллиматора фотодетектора; 12 - свинцовая мишень; 13 - оптическая скамья; 14 - диафрагма; 15 - алюминиевая мембрана.1 - vacuum electron guide; 2 - optical filter; 3 - laser cell; 4 - focusing lens F = 112 mm; 5 - photodetector FD-10GA; 6 - detector housing; 7 - optical filter; 8 - lead protection; 9 - quotation laser LG-70; 10 - shutter; 11 - plug of the photodetector collimator; 12 - lead target; 13 - optical bench; 14 - aperture; 15 - aluminum membrane.

*) Характерное сечение возбуждаемого объема Ar-Хе смеси в плоскости, перпендикулярной направлению электронного пучка е-. *) The characteristic cross section of the excited volume of the Ar-Xe mixture in a plane perpendicular to the direction of the electron beam is e - .

Фиг.17. Геометрия экспериментальной установки для исследования сверхизлучательных и сверхпоглощательных эффектов в γ-квантовом диапазоне.Fig.17. The geometry of the experimental setup for the study of superradiant and superabsorption effects in the γ-quantum range.

1 - электроновод электронного ускорителя МИ-30 [38]; 2 - тормозная мишень; 3 - исследуемый образец; 4 - дюралюминиевая капсула для образца из радионуклида 137Cs с энергией испускаемых γ-квантов Еγ=0,661 МэВ; 5 - свинцовый защитный контейнер; 6 - свинцовый шибер с перекрывающимся каналом-коллиматором для выхода пучка γ-квантов, падающего на исследуемый образец; 7 - защитный свинцовый экран-коллиматор сцинтилляционного детектора 8; 8 - сцинтилляционный детектор (монокристалл стильбена); 9 - фотоумножитель; 10 - корпус детектора и коммутационного переключателя динодов [39]; 11 - защитный свинцовый контейнер для детектора 8; 12 - каретка для перемещения шибера 6; 13 - электродвигатель дистанционного перемещения шибера 6 с каналом-коллиматором с помощью каретки 12.1 - electron wire of the MI-30 electron accelerator [38]; 2 - brake target; 3 - test sample; 4 - duralumin capsule for a sample of 137 Cs radionuclide with the energy of the emitted γ-quanta E γ = 0.661 MeV; 5 - lead protective container; 6 - a lead gate with an overlapping collimator channel for the output of a beam of gamma quanta incident on the test sample; 7 - protective lead screen-collimator of scintillation detector 8; 8 - scintillation detector (stilbene single crystal); 9 - photomultiplier; 10 - housing of the detector and switching switch of the dynodes [39]; 11 - a protective lead container for the detector 8; 12 - carriage for moving the gate 6; 13 - electric motor for remote movement of the gate 6 with the channel-collimator using the carriage 12.

Фиг.17, а. Экспериментальные значения пропусканий T(f) гамма-квантов с энергией Еγ=0,661 МэВ за образцами из алюминия (27Al) в зависимости от времени облучения е--пучком:Fig.17, a. The experimental transmittances T (f) of gamma rays with energy E γ = 0.661 MeV behind aluminum ( 27 Al) samples, depending on the time of irradiation with the e - beam:

•••°°° - эксперимент;••• °°° - experiment;

Figure 00000126
- ориентировочные значения пропусканий;
Figure 00000126
- estimated transmittance values;

Т0 --- - пропускание гамма-квантов до облучения образца е--пучком;T 0 --- - transmission of gamma rays before irradiation of the sample with an e - beam;

↓ - границы включенного е--пучка.↓ - boundaries of the included e - beam.

Фиг.18. Экспериментальные значения пропусканий T(f) гамма-квантов с резонансными энергиями радиоактивного никеля (58Ni) в зависимости от времени облучения е-- пучком:Fig. 18. The experimental values of the transmission T (f) of gamma rays with energies of radioactive resonant nickel (58 Ni) as a function of irradiation time e - - beam:

•••°°° - эксперимент;••• °°° - experiment;

Figure 00000126
- ориентировочные значения пропусканий;
Figure 00000126
- estimated transmittance values;

Т0 --- - пропускание гамма-квантов до облучения образца е--пучком;T 0 --- - transmission of gamma rays before irradiation of the sample with an e - beam;

↓ - границы включенного е--пучка.↓ - boundaries of the included e - beam.

Фиг.19. Данные по результатам экспериментальных исследований пропусканий T(f).Fig.19. Data from experimental studies of transmittances T (f).

Т0 (пунктирные линии) - пропускание гамма-квантов с энергией Еγ=0,661 МэВ образцами до их облучения e--пучком.T 0 (dashed lines) - transmission of gamma rays with energy E γ = 0.661 MeV samples before their irradiation with an e - beam.

1) Стекло, состав (по весу, ориент.): SiO2 - 72%; Fe2O3 - 0,2%; CaO - 6,6%; MgO - 4,1%; Na2O - 14,7%; K2O - 1%; SO3 - 0,35%;1) Glass, composition (by weight, orient.): SiO 2 - 72%; Fe 2 O 3 - 0.2%; CaO - 6.6%; MgO - 4.1%; Na 2 O - 14.7%; K 2 O - 1%; SO 3 - 0.35%;

2) Al;2) Al;

3) Ni.3) Ni.

Фиг.20. Изменение гамма-активности по длине (по секциям) Ni-образцов в зависимости от суммарной (по времени) энергии падающего пучка электронов.Fig.20. Change in gamma activity along the length (in sections) of Ni samples depending on the total (in time) energy of the incident electron beam.

Figure 00000131
- энергия е--пучка. Кулоны;
Figure 00000131
- energy is an e - beam. Pendants;

Dэксп - экспозиционная доза на поверхности Ni-образца со стороны падающего е--пучка;D exp is the exposure dose on the surface of the Ni sample from the side of the incident e - beam;

оо - экспериментальные данные по гамма-активности Аγ 1-й секции (Δl=1 см);oo - experimental data on gamma activity A γ of the 1st section (Δl = 1 cm);

■ ■ - экспериментальные данные по гамма-активности Аγ 2-й секции (Δl=1 см);■ ■ - experimental data on gamma activity A γ of the 2nd section (Δl = 1 cm);

□ □ - экспериментальные данные по гамма-активности Аγ 3-й секции (Δl=1 см);□ □ - experimental data on gamma activity A γ of the 3rd section (Δl = 1 cm);

+ + - экспериментальные данные по гамма-активности Аγ 4-й секции (Δl=1 см);+ + - experimental data on gamma activity A γ of the 4th section (Δl = 1 cm);

•• - экспериментальные данные по гамма-активности Аγ 5-й секции (Δl=1 см);•• - experimental data on gamma activity A γ of the 5th section (Δl = 1 cm);

-·-·-·- - ориентировочное "сглаженное" представление функционального поведения значений гамма-активностей секций Ni-образцов в зависимости от полной энергии e--пучка;- · - · - · - - an approximate "smoothed" representation of the functional behavior of the gamma-activity values of sections of Ni-samples depending on the total energy of the e - beam;

1, 2, 3, 4, 5 - номера секций в соответствии с геометрией, представленной на Фиг.24.1, 2, 3, 4, 5 - section numbers in accordance with the geometry shown in Fig.24.

Фиг.21. Изменение гамма-активности по длине (по секциям) Ni-образцов в зависимости от суммарной (по времени) энергии тормозных гамма-квантов, поглощенных в Ni-образцах.Fig.21. Change in gamma activity along the length (in sections) of Ni samples depending on the total (in time) energy of inhibitory gamma quanta absorbed in Ni samples.

"Точечное" представление экспериментальных данных - аналогичное таковому на Фиг.20.A “point” representation of the experimental data is similar to that in FIG.

Figure 00000129
- ориентировочное "сглаженное" представление функционального поведения значений гамма-активностей секций Ni-образцов в зависимости от поглощенной энергии тормозных гамма-квантов;
Figure 00000129
- an approximate "smoothed" representation of the functional behavior of the values of gamma activities of sections of Ni samples depending on the absorbed energy of inhibitory gamma quanta;

1, 2, 3, 4, 5 - номера секций в соответствии с геометрией, представленной на Фиг.24.1, 2, 3, 4, 5 - section numbers in accordance with the geometry shown in Fig.24.

-·-·-·-·- - предположительное посекционное поведение гамма-активностей Ni-образцов в отсутствии аномалий во взаимодействии тормозных гамма-квантов с Ni-образцами.- · - · - · - · - is the assumed sectional behavior of the gamma activities of Ni samples in the absence of anomalies in the interaction of inhibitory gamma rays with Ni samples.

Фиг.22. Изменение гамма-активности по длине (по секциям) Ni-образцов в зависимости от суммарной (по времени) энергии тормозных гамма-квантов, поглощенных в Ni-образцах.Fig.22. Change in gamma activity along the length (in sections) of Ni samples depending on the total (in time) energy of inhibitory gamma quanta absorbed in Ni samples.

1, 2, 3, 4, 5 - номера секций в соответствии с геометрией, представленной на Фиг.24.1, 2, 3, 4, 5 - section numbers in accordance with the geometry shown in Fig.24.

-о-о- - экспериментальные данные, полученные в измерениях гамма-спектрометром для энергий Еγ>0,2 МэВ, для 1-й секции;-o-o- - experimental data obtained in measurements with a gamma spectrometer for energies E γ > 0.2 MeV, for the 1st section;

-■-■- - экспериментальные данные, полученные в измерениях гамма-спектрометром для энергий Еγ>0,2 МэВ, для 2-й секции;- ■ - ■ - - experimental data obtained in measurements with a gamma spectrometer for energies E γ > 0.2 MeV, for the 2nd section;

-□-□- - экспериментальные данные, полученные в измерениях гамма-спектрометром для энергий Еγ>0,2 МэВ, для 3-й секции;- □ - □ - - experimental data obtained in measurements with a gamma spectrometer for energies E γ > 0.2 MeV, for the 3rd section;

-+-+- - экспериментальные данные, полученные в измерениях гамма-спектрометром для энергий Еγ>0,2 МэВ, для 4-й секции;- + - + - - experimental data obtained in measurements with a gamma spectrometer for energies E γ > 0.2 MeV, for the 4th section;

-•-•- - экспериментальные данные, полученные в измерениях гамма-спектрометром для энергий Еγ>0,2 МэВ, для 5-й секции;- • - • - - experimental data obtained in measurements with a gamma spectrometer for energies E γ > 0.2 MeV, for the 5th section;

-·-·-·- - оценочные данные по гамма-активностям секций Ni-образцов, полученные по нормированным данным, представленным на Фиг.21 штрихпунктирными "кривыми" (по результатам измерений КРАБом).- · - · - · - - estimated data on gamma-activity of sections of Ni-samples obtained from normalized data presented in Fig. 21 by dash-dotted "curves" (according to the results of measurements by CRAB).

Фиг.23. Чувствительность приемника (детектора) гамма-квантов КРАБа-2 к падающим гамма-квантам разной энергии.Fig.23. Sensitivity of the KRAB-2 gamma-quanta receiver (detector) to incident gamma-quanta of different energies.

Фиг.24. Геометрия облучения Ni-образцов е--пучком.Fig.24. Geometry of irradiation of Ni samples with an e - beam.

Фиг.25. Изменение гамма-активности по длине (по секциям) Ni-образцов при суммарной (по времени) энергии тормозных гамма-квантов, поглощенных в Ni образцах, Eγ=2·104 Дж.Fig.25. Change in gamma activity along the length (in sections) of Ni samples at the total (in time) energy of inhibitory gamma rays absorbed in Ni samples, E γ = 2 · 10 4 J.

++ - экспериментальные данные, полученные в измерениях гамма-спектрометром [7] для энергий Еγ>0,2 МэВ;++ - experimental data obtained in measurements with a gamma spectrometer [7] for energies E γ > 0.2 MeV;

⊕⊕ - данные по гамма-активностям, полученные из измерений КРАБом для варианта "классического" (неаномального) изменения наведенной гамма-активности с энергией облучения;⊕⊕ - data on gamma activities obtained from CRAB measurements for the version of the "classical" (non-anomalous) change in induced gamma activity with irradiation energy;

•• - экспериментальные данные, полученные в измерениях гамма-спектрометром [7] в диапазоне энергий Еγ=0,75÷1,35 МэВ;•• - experimental data obtained in measurements with a gamma spectrometer [7] in the energy range E γ = 0.75–1.35 MeV;

(•)(•) - данные по гамма-активностям, полученные в измерениях КРАБом, в соответствии с экспериментальными результатами.(•) (•) - data on gamma activities obtained in measurements by CRAB, in accordance with experimental results.

Фиг.26. Спектр гамма-квантов, сопровождающих спад радиоактивности облученных Ni-образцовFig.26. Spectrum of gamma rays accompanying a decrease in the radioactivity of irradiated Ni samples

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИLIST OF SOURCES OF INFORMATION

1. Dicke R.Coherence in spontaneous radiation processes - Phys. Rev., 1954, v.93, N1, p.99-110.1. Dicke R. Conference in spontaneous radiation processes - Phys. Rev., 1954, v. 93, N1, p. 99-110.

2. Железняков В.В., Кочаровский В.В., Кочаровский Вл.В. Волны поляризации и сверхизлучение в активных средах. Успехи физических наук. Т.159. Вып.2. С.194-256. 1989.2. Zheleznyakov VV, Kocharovsky VV, Kocharovsky Vl.V. Polarization waves and superradiance in active media. Advances in physical sciences. T.159. Issue 2. S.194-256. 1989.

3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М: Наука, 1982.3. Landau L.D., Lifshits E.M. Electrodynamics of continuous media. M: Science, 1982.

4. Фаин В.М. Фотоны и нелинейные среды. М: Наука, 1972.4. Fain V.M. Photons and nonlinear media. M: Science, 1972.

5. Трыков О.А., Горячев И.В., Мохов А.С. Об особенностях излучения сцинтилляторов в интенсивных импульсных полях нейтронов и гамма-квантов. Препринт ФЭИ-1369, Обнинск, 1983 г.5. Trykov O.A., Goryachev I.V., Mokhov A.S. On the peculiarities of scintillator radiation in intense pulsed fields of neutrons and gamma rays. Preprint FEI-1369, Obninsk, 1983

6. Трыков О.А., Филяев В.Ф., Васин В.Т., Жаринов В.И. Свечение неорганических кристалов Nal(Tl) и CsI(TI) в области «пороговых» плотностей потоков гамма-квантов. Препринт ФЭИ-1839, Обнинск, 1987 г.6. Trykov OA, Filyaev V.F., Vasin V.T., Zharinov V.I. Glow of inorganic crystals Nal (Tl) and CsI (TI) in the region of “threshold” gamma-ray flux densities. Preprint FEI-1839, Obninsk, 1987

7. Трыков О.А., Горячев И.В. «О возникновении высокоинтенсивных импульсных микроисточников излучения оптического диапазона при «внезапном» старте заряженных частиц в веществе». Информационное сообщение. ВАБТВ им Р.Я.Малиновского. Москва, 1979 г.7. Trykov O.A., Goryachev I.V. "On the occurrence of high-intensity pulsed micro-sources of radiation in the optical range during the" sudden "start of charged particles in matter." Announcement. VABTV named after R.Ya. Malinovsky. Moscow, 1979

8. Трыков О.А. и др. Атомная энергия. 1991 г. Т.70. №6. С.415-416.8. Trykov O.A. and other atomic energy. 1991 T. 70. No. 6. S.415-416.

9. Трыков О.А. и др. Атомная энергия. 1991 г. Т.71. №2. С.151-153.9. Trykov O.A. and other atomic energy. 1991, Vol. 71. No. 2. S.151-153.

10. Трыков О.А., Кормышев В.В. Отраслевая конференция. «Физика ядерно-возбуждаемой плазмы и проблемы лазеров с ядерной накачкой». т.3, 1993 г., с.247-256.10. Trykov O.A., Kormyshev V.V. Industry Conference. "Physics of Nuclear-Excited Plasma and Problems of Nuclear-Pumped Lasers." T. 3, 1993, p. 247-256.

11. Трыков О.А., Кормышев В.В., Васин. В.В., Филяев В.Ф., Чопоров Ю.М. Пороговые характеристики лазерно-активной Ar-Хе среды при импульсной накачке пучком жестких электронов с энергией электронов Ее-=27 МэВ. Труды второй международной конференции «Физика ядерно-возбуждаемой плазмы и проблемы лазеров с ядерной накачкой», 26-30 сентября 1994 г. (ЛЯН-94), Арзамас-16, 1995. Т.1, с.342-346.11. Trykov OA, Kormyshev VV, Vasin. V.V., Filyaev V.F., Choporov Yu.M. Threshold characteristics of a laser-active Ar-Xe medium upon pulsed pumping by a beam of hard electrons with an electron energy E e = 27 MeV. Proceedings of the second international conference "Physics of Nuclear-Excited Plasma and Problems of Nuclear-Pumped Lasers", September 26-30, 1994 (LYAN-94), Arzamas-16, 1995. V.1, p.342-346.

12. Трыков О.А. Анализ результатов экспериментальных исследований лазерно-активной Ar-Хе газовой смеси, облучаемой пучком жестких электронов с энергией электронов Eo=27 МэВ. Препринт ФЭИ-2521, Обнинск, 1996 г.12. Trykov O.A. Analysis of the results of experimental studies of a laser-active Ar-Xe gas mixture irradiated by a beam of hard electrons with an electron energy E o = 27 MeV. Preprint FEI-2521, Obninsk, 1996

13. Трыков О.А. Экспериментальные исследования коллективных эффектов в излучении оптического диапазона, инициируемого гамма-квантами в твердотельных средах. Препринт ФЭИ-2489, Обнинск, 1996 г.13. Trykov O.A. Experimental studies of collective effects in the radiation of the optical range initiated by gamma rays in solid-state media. Preprint FEI-2489, Obninsk, 1996

14. Трыков О.А., Филяев В.Ф., Васин В.Т., Жаринов В.И. Свечение неорганических кристаллов NaI(TI) и CsI(TI) в области «пороговых» плотностей потоков гамма-квантов. Препринт ФЭИ-1839, Обнинск, 1987 г.14. Trykov O.A., Filyaev V.F., Vasin V.T., Zharinov V.I. Luminescence of inorganic crystals NaI (TI) and CsI (TI) in the region of “threshold” gamma-ray flux densities. Preprint FEI-1839, Obninsk, 1987

15. Андреев А.В. Успехи физических наук. 1990 г., т.160, вып.12, с.1-46.15. Andreev A.V. Advances in physical sciences. 1990, vol. 160, issue 12, pp. 1-46.

16. Трыков О.А., Мохов А.С., Горячев И.В., Гнеденко В.Г., Соловьев Н.А., Мохов И.А. Эксперименты с возбужденными средами и интерпретация некоторых обнаруженных эффектов в рамках предложенной модели коллективных взаимодействий. Препринт ФЭИ-2910, Обнинск, 2001 г.16. Trykov O.A., Mokhov A.S., Goryachev I.V., Gnedenko V.G., Soloviev N.A., Mokhov I.A. Experiments with excited media and interpretation of some of the detected effects in the framework of the proposed model of collective interactions. Preprint FEI-2910, Obninsk, 2001

17. Трыков О.А. Экранирование фотонов рентгеновского и гамма-излучений. Препринт ФЭИ-2732, Обнинск, 1998 г.17. Trykov O.A. X-ray and gamma-ray photon shielding. Preprint FEI-2732, Obninsk, 1998

18. Трыков О.А., Соловьев Н.А., Мохов А.С., Гнеденко В.Г., Горячев И.В. Некоторые аномалии при взаимодействии фотонов с возбужденными средами. Препринт ФЭИ-2793, Обнинск, 1999 г.18. Trykov O.A., Soloviev N.A., Mokhov A.S., Gnedenko V.G., Goryachev I.V. Some anomalies in the interaction of photons with excited media. Preprint FEI-2793, Obninsk, 1999

19. Трыков О.А. Экспериментальные исследования взаимодействия гамма-квантов с возбужденными твердотельными средами. Препринт ФЭИ-2480, Обнинск, 2000 г.19. Trykov O.A. Experimental studies of the interaction of gamma rays with excited solid-state media. Preprint FEI-2480, Obninsk, 2000

20. Железняков В.В. Что такое сверхизлучение. - Соросовский образовательный журнал. №4, 1997. С.52-57.20. Zheleznyakov V.V. What is superradiance. - Soros educational journal. No. 4, 1997. S. 52-57.

21. Трыков О.А., Леонова O.O., Соловьев Н.А., Хачатурова Н.Г. О возможности вынужденной деактивации ядер. Статья в сборнике докладов 6-ой Международной научно-технической конференции МНТК-2008 "Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики". Москва, 2008.21. Trykov OA, Leonova O.O., Soloviev N.A., Khachaturova N.G. On the possibility of forced deactivation of nuclei. An article in the collection of reports of the 6th International Scientific and Technical Conference MNTK-2008 "Safety, Efficiency and Economics of Nuclear Energy". Moscow, 2008.

22. Трыков О.А., Леонова О.О., Соловьев Н.А., Хачатурова Н.Г. Технологические перспективы при ядерной накачке сверхизлучающих и сверхпоглощающих сред. Интернет-публикация - www.oxleo.narod.ru. Обнинск, 2009.22. Trykov O.A., Leonova O.O., Soloviev N.A., Khachaturova N.G. Technological prospects for nuclear pumping of superradiant and super absorbing media. Internet publication - www.oxleo.narod.ru. Obninsk, 2009.

23. Трыков О.А. О возможности вынужденной деактивации радиоактивных ядер. Препринт ФЭИ-3120. Обнинск, 2008.23. Trykov O.A. On the possibility of forced deactivation of radioactive nuclei. Preprint FEI-3120. Obninsk, 2008.

24. Набойкин Ю.В., Самарцев В.В., Зиновьев П.В., Силаева Н.Б. Когерентная спектроскопия молекулярных кристаллов. Киев: Наукова думка, 1986 г.24. Naboykin Yu.V., Samartsev VV, Zinoviev P.V., Silaeva NB Coherent spectroscopy of molecular crystals. Kiev: Naukova Dumka, 1986

25. Трыков О.А. Анализ результатов экспериментальных исследований лазерно-активной Ar-Хе газовой смеси, облучаемой пучком жестких электронов с энергией электронов E0=27 МэВ. Препринт ФЭИ-2521. Обнинск, 1996.25. Trykov O.A. Analysis of the results of experimental studies of a laser-active Ar-Xe gas mixture irradiated by a beam of hard electrons with an electron energy E 0 = 27 MeV. Preprint FEI-2521. Obninsk, 1996.

26. Бритвич Г.И. Спектрометр гамма-квантов и быстрых нейтронов на основе пластического сцинтиллятора объемом до 500 л с использованием спектросмещающих волокон. В сборнике докладов. Метрология. В печати. Международная конференция "Ядерное приборостроение 2008". 21-23 апреля, НИЦ "СНИИП".26. Britvich G.I. Spectrometer of gamma quanta and fast neutrons based on a plastic scintillator with a volume of up to 500 l using spectroscopic fibers. In the collection of reports. Metrology. In the press. International Conference "Nuclear Instrumentation 2008". April 21-23, SIC "SNIIP".

27. Мухин И.А. Устройства и установки для генерации сильных импульсных магнитных полей. www.imlab.narod.ru/M_Fields/Strong_MF/Strong_MF.htm. Интернет-публикация. Тверь, 2007.27. Mukhin I.A. Devices and installations for generating strong pulsed magnetic fields. www.imlab.narod.ru/M_Fields/Strong_MF/Strong_MF.htm. Internet publishing. Tver, 2007.

28. Дьяченко П.П. и др. Энергетический макет оптического квантового усилителя с ядерной накачкой. ГНЦ РФ ФЭИ. www.ippe.obninsk.ru/podr/tpl/device/stb_k.html. Интернет-публикация. Обнинск, 1997-2000 г.г.28. Dyachenko P.P. et al. Energy model of a nuclear-pumped optical quantum amplifier. SSC RF IPPE. www.ippe.obninsk.ru/podr/tpl/device/stb_k.html. Internet publishing. Obninsk, 1997-2000

29. Steven Mark. Torrodial Power Unit. www.thewaterengine.com/pdf/stevenmarktpu.pdf. Интернет-публикация, v 1.0/2007.29. Steven Mark. Torrodial Power Unit. www.thewaterengine.com/pdf/stevenmarktpu.pdf. Internet publication, v 1.0 / 2007.

30. Арцимович Л.А. Избранные труды. Атомная физика и физика плазмы. М.: Издательство "Наука", 1978.30. Artsimovich L.A. Selected Works. Atomic physics and plasma physics. M .: Publishing house "Science", 1978.

31. Арцимович Л.А. О нагреве ионов в установке "Токамак" // УФН. Т.99. №11, 1969.31. Artsimovich L.A. On the heating of ions in the Tokamak installation // Usp. Fiz. T.99. No. 11, 1969.

32. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М.: Радио и связь. С.440, 1981.32. Tarasov L.V. Physics of processes in generators of coherent optical radiation. M .: Radio and communication. S.440, 1981.

33. Радиоактивные отходы. Общий обзор. Интернет-пуликация. Wikipedia. ru.wikipedia.org/wiki/Радиоактивные_отходы.33. Radioactive waste. General review. Internet replication. Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/Radio_Waste.

34. Проблема утилизации ядерных отходов. Интернет-заметка. Форум. nudearno.com/forum.asp?action=view&id_forum=1579. Август, 2009.34. The problem of nuclear waste disposal. Internet note. Forum. nudearno.com/forum.asp?action=view&id_forum=1579. August 2009

35. Машкович В.П. Защита от ионизирующих излучений. Справочник. Издание третье. М.: Энергоатомиздат, 1982.35. Mashkovich V.P. Protection against ionizing radiation. Directory. Third Edition. M .: Energoatomizdat, 1982.

36. Белл Д., Глесстон С. Теория ядерных реакторов. М.: Атомиздат, 1974.36. Bell D., Glesston S. Theory of nuclear reactors. M .: Atomizdat, 1974.

37. Марион Дж., Фаулер Дж. Физика быстрых нейтронов. Техника эксперимента. М.: Госатомиздат.T.1, 1963.37. Marion J., Fowler J. Fast neutron physics. The technique of the experiment. M .: Gosatomizdat. T.1, 1963.

38. Капица С.П., Мелехин В.Н. Микротрон. М.: Наука, 1969.38. Kapitsa S.P., Melekhin V.N. Microtron. M .: Nauka, 1969.

39. Трыков О.А. Метод дискриминации временных интервалов в спектрометрии ядерных излучений. Препринт ФЭИ-2796, Обнинск, 1999 г.39. Trykov O.A. The method of discrimination of time intervals in the spectrometry of nuclear radiation. Preprint FEI-2796, Obninsk, 1999

Claims (7)

1. Способ получения пучков направленного когерентного излучения в оптическом диапазоне, заключающийся в том, что с помощью импульсных источников ядерных излучений обеспечивают инверсную заселенность атомов и молекул активной среды, активную среду размещают в открытом резонаторе, в котором осуществляют вынужденный переход возбужденных атомов и молекул в основное (или менее возбужденное) состояние, а высвобождаемую энергию в виде направленного когерентного пучка фотонов оптического диапазона через частично прозрачное выходное окно резонатора выводят за пределы резонатора, отличающийся тем, что для увеличения КПД преобразования энергии ядерного излучения в энергию направленного когерентного излучения в виде пучка фотонов и увеличения интенсивности выходного направленного когерентного излучения, активную среду окружают радиоактивной средой или радиоактивную среду размещают гомогенно или гетерогенно внутри активной среды, увеличивают энергию накачки активной среды, переводят активную среду в сверхизлучательное состояние, из которого активную среду с помощью инициирующего стартового излучения переводят в основное (или менее возбужденное) состояние путем испускания сверхизлучения с интенсивностью прямо пропорциональной квадрату числа возбужденных атомов или молекул.1. The method of producing beams of directed coherent radiation in the optical range, which consists in the fact that using pulsed sources of nuclear radiation provide inverse population of atoms and molecules of the active medium, the active medium is placed in an open resonator, in which the forced transition of excited atoms and molecules to the main (or less excited) state, and the released energy in the form of a directed coherent beam of photons in the optical range through a partially transparent exit window the zoning is taken outside the resonator, characterized in that in order to increase the efficiency of conversion of nuclear radiation energy into energy of directed coherent radiation in the form of a photon beam and increase the intensity of the output directed coherent radiation, the active medium is surrounded by a radioactive medium or the radioactive medium is placed homogeneously or heterogeneously inside the active medium, increase the pump energy of the active medium, transfer the active medium to a superradiant state, from which the active medium with the help of ating starting radiation is converted into the basic (or less excited) state by emitting superfluorescence with intensity directly proportional to the square of the number of excited atoms or molecules. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для деактивации активной среды, увеличения диапазона испускаемого на выходе активной среды вынужденного когерентного излучения в более коротковолновую область (рентгеновское и γ-излучение), пролонгирования процесса формирования и испускания активной средой, находящейся в сверхизлучательном состоянии, направленных пучков из квантовых ядерных объектов (нейтронов, β-частиц и др.), активную среду размещают во внешнем импульсном магнитном поле большой интенсивности и энергетическую накачку осуществляют при включенном магнитном поле, при этом переход к разным по структуре видам излучения (фотонам, нейтронам, заряженным частицам и др.) осуществляют изменением интенсивности внешнего магнитного поля.2. The method according to claim 1, characterized in that for deactivating the active medium, increasing the range of stimulated coherent radiation emitted at the output of the active medium to a shorter wavelength region (X-ray and γ-radiation), prolonging the process of formation and emission of an active medium in superradiant state of directed beams from quantum nuclear objects (neutrons, β-particles, etc.), the active medium is placed in an external pulsed magnetic field of high intensity and energy pumping is carried out r when the magnetic field, wherein the transition structure to different types of radiation (photons, neutrons, charged particles and others.) is carried out changing the intensity of the external magnetic field. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для значительного увеличения КПД преобразования энергии ядерных излучений в различные виды направленного излучения, активную среду выполняют в виде волокон или (тонких) пленок, определяемых нанотехнологическими критериями, из материалов с коэффициентом преломления, обеспечивающим полное внутреннее отражение.3. The method according to claim 1, characterized in that for a significant increase in the efficiency of converting the energy of nuclear radiation into various types of directional radiation, the active medium is made in the form of fibers or (thin) films determined by nanotechnological criteria, from materials with a refractive index that ensures full internal reflection. 4. Способ по пп.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что для получения сверхзащитных свойств, активной среде обеспечивают сверхпоглощательное состояние.4. The method according to claims 1, 2, or 3, characterized in that in order to obtain superprotective properties, the active medium is provided with a super absorbent state. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для увеличения интенсивности ядерных излучений ядерными источниками, водородсодержащую конденсированную активную среду размещают в интенсивное импульсное поле нейтронов и воздействуют на нее знакопеременным электрическим полем.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that to increase the intensity of nuclear radiation by nuclear sources, a hydrogen-containing condensed active medium is placed in an intense pulsed neutron field and exposed to it by an alternating electric field. 6. Способ по пп.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что для повышения эффективности формирования квантовых пучков в активную среду вводят вещества, инициирующие в активной среде ядерные реакции с выходом разного вида квантовых объектов, с помощью которых обеспечивают формирование пучков, состоящих из конкретного вида квантовых объектов (излучений).6. The method according to claims 1, 2, or 3, characterized in that in order to increase the efficiency of formation of quantum beams, substances are introduced into the active medium that initiate nuclear reactions in the active medium with the release of various types of quantum objects, with the help of which they ensure the formation of beams, consisting of a specific type of quantum objects (radiation). 7. Устройство генерации квантовых пучков, содержащее квантовый генератор, функционирующий в режиме квантового усилителя, состоящий из одной трубы (или кюветы) или блока труб (или кювет), являющихся оптическими резонаторами, содержащих активную Ar-Хе газовую среду, на внутренние поверхности боковых стенок которых нанесены пленки урана-235 (235U), двухзонный импульсный ядерный реактор, создающий поле энергии ядерной накачки активной Ar-Хе газовой смеси (среды), отличающееся тем, что в активную газовую смесь дополнительно введен тритий, импульсный ядерный реактор, осуществляющий энергетическую накачку активной среды, заменен на энергетическую установку неядерного исполнения (например, на ускоритель высокоэнергетических электронов), введена установка, формирующая в месте размещения кюветы (или кювет) с активной средой интенсивное импульсное магнитное поле, введен дополнительный источник-установка ядерного излучения импульсного или неимпульсного исполнения, создающий в месте размещения кюветы (или кювет) поле проникающего ядерного излучения нейтронов и γ-квантов, введен источник-установка импульсного или неимпульсного исполнения, создающий поле радиационных γ-квантов, образующихся в результате наведенной радиоактивности при радиационном захвате нейтронов ядрами вспомогательных элементов, введен блок управления режимом установки, обеспечивающий синхронное (или частично десинхронное - с опережением или задержкой) включение установок (установку энергетической накачки активной среды; установку, формирующую магнитное поле, источник-установку, формирующий поле проникающего ядерного излучения, источник-установку, формирующий поле радиационных γ-квантов), формирующих рабочую динамику возбуждения в активной среде, детектор (или детекторы), регистрирующий сверхизлучение (пучки) на выходе кюветы (или кювет), выход которого (или которых) соединен со входом блока управления, осуществляя обратную связь, позволяющую устанавливать контроль за режимами устройств, генерирующих (и формирующих) поля возбуждения в месте размещения кюветы (или кювет), и обеспечивать необходимое соответствие параметров режимов устройств в зависимости от структуры и интенсивности квантовых объектов сверхизлучательных пучков. 7. A device for generating quantum beams, containing a quantum generator operating in the mode of a quantum amplifier, consisting of one tube (or cuvette) or a block of pipes (or cuvette), which are optical resonators containing an active Ar-Xe gas medium, on the inner surfaces of the side walls which creates active Ar-Xe gas mixture (medium) field of nuclear energy pumping deposited film uranium-235 (235 U), dual-zone pulsed nuclear reactor, characterized in that the active mixture additionally introduced gaseous tritium, pulsed A nuclear reactor that energizes the active medium has been replaced by a non-nuclear power plant (for example, an accelerator of high-energy electrons), a facility has been introduced that generates an intense pulsed magnetic field at the location of the cell (or cell) with an active medium, and an additional nuclear source installation has been introduced radiation of pulsed or non-pulsed execution, which creates a field of penetrating nuclear radiation of neutrons and γ-quanta at the location of the cell (or cell), the source is introduced nickname-installation of pulsed or non-pulse execution, creating a field of radiation γ-quanta generated as a result of induced radioactivity during radiation capture of neutrons by the nuclei of auxiliary elements, an installation mode control unit has been introduced that provides synchronous (or partially desynchronous - ahead or delay) switching on the installations (installation energy pumping of the active medium; installation that forms a magnetic field, source-installation, which forms the field of penetrating nuclear radiation, source-installation, which forms the field of radiation γ-quanta), which form the working dynamics of excitation in the active medium, a detector (or detectors) detecting superradiance (beams) at the output of the cell (or a cuvette), the output of which (or which) is connected to the input of the control unit, providing feedback that allows you to establish control over the modes of devices that generate (and form) excitation fields at the location of Veta (or cuvette) and to provide the required matching mode parameters devices depending on the structure and the intensity of quantum objects superradiant beams.
RU2010117013/07A 2010-04-30 2010-04-30 Method and device to generate quantum beams RU2433493C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010117013/07A RU2433493C1 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Method and device to generate quantum beams

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010117013/07A RU2433493C1 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Method and device to generate quantum beams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2433493C1 true RU2433493C1 (en) 2011-11-10

Family

ID=44997359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010117013/07A RU2433493C1 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Method and device to generate quantum beams

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2433493C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814147C1 (en) * 2022-11-25 2024-02-22 Акционерное Общество "Информационные Технологии И Коммуникационные Системы" Method and device for generating quantum states with phase coding and trap states

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЬЯЧЕНКО П.П. и др. Энергетический макет оптического квантового усилителя с ядерной накачкой. ГНЦ РФ ФЭИ, Интернет-публикация. www.ippe.obninsk.ru Обнинск, 1997-2000. КАПИЦА С.П. и др. Микротрон. - М.: Наука, 1969. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814147C1 (en) * 2022-11-25 2024-02-22 Акционерное Общество "Информационные Технологии И Коммуникационные Системы" Method and device for generating quantum states with phase coding and trap states
RU2814193C1 (en) * 2023-04-20 2024-02-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Quantum state generation device for on-chip quantum communications systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tanaka et al. Current status and highlights of the ELI-NP research program
Schumann Direct detection of WIMP dark matter: concepts and status
Anderson et al. Research opportunities with compact accelerator-driven neutron sources
Berezinsky et al. Signatures of topological defects
Ledingham et al. Photonuclear physics when a multiterawatt laser pulse interacts with solid targets
Chen et al. Extreme brightness laser-based neutron pulses as a pathway for investigating nucleosynthesis in the laboratory
Habs et al. Vision of nuclear physics with photo-nuclear reactions by laser-driven beams
Killian et al. GRASIAN: towards the first demonstration of gravitational quantum states of atoms with a cryogenic hydrogen beam
Young et al. Beta decay measurements with ultracold neutrons: a review of recent measurements and the research program at Los Alamos National Laboratory
Lynn Helios: The new Harwell electron linear accelerator, and its scientific programme
RU2433493C1 (en) Method and device to generate quantum beams
Kappatou Investigations of helium transport in ASDEX Upgrade plasmas with charge exchange recombination spectroscopy
Ahlstrom et al. Diagnostics of Shiva Nova high-yield thermonuclear events
Bailly-Grandvaux Laser-driven strong magnetic fields and high discharge currents: measurements and applications to charged particle transport
Csonka Suggested intense positron source based on (micropole) undulator induced pair production
Hoffmann et al. Particle accelerator physics and technology for high energy density physics research
Yeamans et al. Nuclear Diagnostics at the National Ignition Facility, 2013-2015
Zhang et al. Preliminary diagnosis of areal density in the deuterium fuel capsule by proton measurement at SG-III facility
RU2683576C1 (en) Single-drive amplifier for monochromatic collimated polarized neutrons
Pitkänen TGD based interpretation for the strange findings of Eric Reiter
Roy et al. Physics and Design of Sources for Neutron Imaging
WO2021039541A1 (en) Neutron generation apparatus and neutron generation method
Kubic Review of plasma parameters of the JET tokamak in various regimes of its operation
McKee Neutron production from Z-pinch plasmas at the 1 MA Zebra generator
Sajid Studying The Background Response of Minihalo For Design Optimizations

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120501