Приборы и техника эксперимента, 2024, № 2

 Российская академия наук
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
№ 2      2024      Март–Апрель
Основан в августе 1956 г. Выходит 6 раз в год 
ISSN: 0032-8162
ЖУРНАЛ “ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА” ПУБЛИКУЕТ
1. Обзоры по различным областям физических измерений.
2. Оригинальные сообщения, содержащие описания принципов действия, конструкций, методов применения или анализа работы различных физических приборов, а также методик исследования во всех областях экспериментальной физики. Открыт новый раздел по тематике “Приборы и техника демонстрационного и учебного эксперимента”.
3. Обзоры материалов конференций и симпозиумов или подборки статей по представленным на них докладам, отвечающих профилю и требованиям журнала. Порядок публикации таких материалов должен быть 
предварительно согласован соответствующим оргкомитетом и редакцией ПТЭ.
4. Комментарии, содержащие дискуссию по существу статей, опубликованных ранее в ПТЭ, и ответы авторов.
5. В разделе “Приборы, изготовленные в лабораториях” – краткую информацию о новых физических приборах и материалах, используемых при проведении экспериментов. Эта информация обязательно сопровождается адресом для запроса, по которому может быть получена полная информация.
6. Рекламные объявления о новых физических приборах и материалах, предназначенных для коммерческой 
реализации.
Журнал издается под руководством 
Отделения физических наук РАН
Главный редактор
Л.Е. Свистов
Редакционная коллегия:
Д.Ю. Акимов, С.Г. Басиладзе,
Г.Д. Богомолов, А.И. Болоздыня, Ю.В. Вилков,
А.П. Володин, В.В. Дмитриев, С.В. Зайцев-Зотов, 
С.Г. Конников, С.В. Коротков, Д.А. Малютин,
Л.П. Межов-Деглин, М.М. Меркин, И.М. Ободовский, 
Н.Б. Родионов, А.И. Смирнов, В.Н. Сорокин, М.А. Тарасов,
И.Н. Хлюстиков, А.Н. Юдин (заместитель главного редактора), Г.В. Якопов
Зав. редакцией Наталья Владимировна Клевцова 
E-mail: iet@kapitza.ras.ru
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала “Приборы
     и техника эксперимента” (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Номер 2, 2024 
ТЕХНИКА ЯДЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Новый способ охлаждения твердотельной мишени при производстве 
радионуклидов йод-123/124 на циклотроне
С. С. Салодкин, В. В. Сохорева 
4
Формирование источника эпитепловых нейтронов на ускорителе  
“Прометеус” для исследовательских работ по созданию новых радиофармпрепаратов
В. В. Сиксин, И. Ю. Щеголев 
12
Турбинный эффект в эксперименте с хранением ультрахолодных нейтронов
А. К. Фомин, А. П. Серебров 
21
Детектор на дрейфовых трубках гибридного годоскопа для мюонной томографии 
крупномасштабных объектов
Н. А. Пасюк, А. А. Борисов, К. Г. Компаниец, А. С. Кожин, Р. М. Фахрутдинов, 
М. Ю. Целиненко, В. В. Шутенко, И. И. Яшин 
29
Сцинтилляционные детекторы комптоновских поляриметров  
для измерения поляризационных состояний аннигиляционных фотонов
А. Г. Баранов, А. П. Ивашкин, С. А. Мусин, Г. Х. Салахутдинов, А. О. Стрижак 
39
Сравнительный анализ методов разделения сигналов от нейтронов 
и гамма-квантов от сцинтилляторов на основе литиевого стекла
Е. С. Кузьмин, Г. Д. Бокучава, И. Ю. Зимин, А. А. Круглов, Н. А. Кучинский, 
В. Л. Малышев 
46
Применение методов ядерной физики для диагностики плазмы 
на основе газодинамической ловушки
Е. И. Пинженин, В. В. Максимов 
53
ЭЛЕКТРОНИКА И РАДИОТЕХНИКА
Установка для исследования стойкости полупроводниковых приборов  
к воздействию электростатического разряда методом импульса линии передачи
В. В. Кузнецов, В. В. Андреев 
64

ОБЩАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА
Сравнение методов определения фазы зондирующего СВЧ-излучения н 
а примере интерферометра стенда ПН-3
Е. Ю. Брагин, Е. А. Бунин, Д. Е. Диас Михайлова, А. С. Дрозд, В. А. Жильцов, 
Д. С. Сергеев, А. Е. Сухов, Э. Н. Хайрутдинов 
70
Пеннинговский источник ионов в системах инерциального 
электростатического удержания плазмы
И. А. Прокуратов, Ю. В. Михайлов, Б. Д. Лемешко, И. В. Ильичев, 
Т. А. Григорьев, А. К. Дулатов, Д. И. Юрков 
80
Электростатическая линза для коррекции пучка ионов магнетронного источника
А. А. Терентьев 
93
Исследование нелинейного показателя преломления поликристаллического 
селенида цинка методом однолучевого Z-сканирования
Е. Ю. Ерушин, Н. Ю. Костюкова, А. А. Бойко, И. Б. Мирошниченко, 
Д. М. Вербоватый, А. Ю. Кирьякова 
96
Пространственный модулятор когерентного излучения на основе 
жидкокристаллического дисплея персонального компьютера
П. В. Короленко, Р. Т. Кубанов, Н. Н. Павлов 
101
Устройство для исследований спектров излучения люминофоров 
для лазерных осветительных систем
С. М. Зуев, Д. О. Варламов 
103
Исследование распределения интенсивности и энергии излучения  
импульсных рентгеновских трубок коаксиального типа с пиковыми 
напряжениями до 615 кВ
А. А. Комарский, С. Р. Корженевский 
110
Измерение карты поля в импульсных поворотных магнитах ускорителей 
с помощью датчиков Холла
К. С. Штро, А. М. Батраков, И. В. Ильин, И. Н. Окунев, А. В. Павленко, 
С. В. Синяткин 
119
ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ЭКОЛОГИИ, МЕДИЦИНЫ, БИОЛОГИИ
Устройство для контроля границы раздела фаз на основе пластикового 
сцинтиллятора и кремниевых фотоумножителей
И. С. Александров, М. А. Вагнер, Е. С. Козлова, А. В. Кумпан, А. В. Пинчук, А. В. Хромов 
131

143
Разработка течеискателя метана на основе абсорбционной спектроскопии 
с применением диодных матриц
А. А. Бойко, А. Ю. Кирьякова, Е. Ю. Ерушин, Н. Ю. Костюкова 
Радиофизический комплекс для исследования влияния среды распространения 
на ортогональнополяризованные электромагнитные волны
В. Л. Гулько, А. А. Мещеряков, Н. К. Блинковский 
Модификации бессепарационного расходомера нефть −вода−газ  
с двухизотопным гамма-плотномером для частных случаев применения
А. Ю. Филиппов, Ю. П. Филиппов, А. М. Коврижных 
156
ЛАБОРАТОРНАЯ ТЕХНИКА
Автоматизированная установка для изготовления оптических волокон 
с субмикронным диаметром
К. Н. Миньков, Д. Д. Ружицкая, О. В. Боровкова, С. В. Власов, М. Л. Галкин, 
А. С. Амелькин, В. Е. Лобанов, И. А. Биленко 
170
Полированное волокно как перспективный элемент для связи 
с микрорезонатором с модами шепчущей галереи
Д. Д. Ружицкая, К. А. Воробьев, Н. А. Капридов, А. А. Самойленко, К. Н. Миньков 
179
Применение стеклянных капилляров с внешним диаметром менее 
одного микрометра в манипуляторе, изготовленном на основе  
атомно-силового микроскопа
А. А. Жуков, С. В. Чекмазов, И. С. Лакунов, А. А. Мазилкин, 
Н. А. Баринов, Д. В. Клинов 
186
Изучение термического газовыделения из люминофора Р43 и аэрогеля 
для применения в вакуумной системе ЦКП “СКИФ”
А. М. Семенов, А. В. Смирнов 
194
Аппаратура для исследования истечения струй жидкостей из сопел 
субмиллиметрового диаметра в разреженную среду
А. С. Яскин, А. Е. Зарвин, В. В. Каляда, К. А. Дубровин, В. Э. Художитков 
200
Прототип криогенной корпускулярной водородной мишени 
для эксперимента PANDA
П. В. Федорец, В. Д. Чернецкий, П. В. Балануца, А. С. Герасимов, А. А. Голубев, 
Л. Н. Гусев, А. Г. Долголенко, А. В. Канцырев, В. И. Карасев, Н. М. Кристи,  
Е. М. Ладыгина, С. А. Макагонов, В. А. Панюшкин, А. Н. Панюшкина,  
И. А. Тарасенко, А. Б. Халявин 
206
СИГНАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Аннотации статей, намечаемых к публикации в журнале ПТЭ 
215

ТЕХНИКА ЯДЕРНОГО  
ЭКСПЕРИМЕНТА 
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА, 2024, № 2, с. 411
УДК: 62-716
НОВЫЙ СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ МИШЕНИ  
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАДИОНУКЛИДОВ ЙОД123/124 
НА ЦИКЛОТРОНЕ
© 2024 г. С. С. Салодкинa, *, В. В. Сохореваa
а Национальный исследовательский Томский политехнический университет 
Россия, 634050, Томск, просп. Ленина, 30
* e-mail: salodkinstepan@gmail.com
Поступила в редакцию 22.06.2023 г.
После доработки 28.07.2023 г.
Принята к публикации 26.08.2023 г.
Исследована возможность охлаждения мишени из ТеО2 при производстве радионуклидов на основе 123/124I. Рассмотрены различные способы охлаждения, применяемые при производстве радиофармпрепаратов, их достоинства и недостатки. Предложен новый способ охлаждения, заключающийся в охлаждении передней стороны твердотельной мишени (слоя ТеО2) мелкодисперсным 
потоком распыленной воды. На циклотроне Томского политехнического университета проведены 
эксперименты по охлаждению мишени из ТеО2, облучаемой пучком ускоренных дейтронов. При 
расходе воды равном 15 мл/мин и диаметре факела распыления 38 мм от мишени была отведена 
мощность 113 Вт при температуре поверхности мишени 120–130°С.
DOI: 10.31857/S0032816224020012 EDN: QUNCPG
1. ВВЕДЕНИЕ
Радионуклиды йода используются в ядерной 
медицине в качестве диагностических и терапевтических агентов. Данные изотопы производят 
на циклотроне с использованием ускоренного 
пучка протонов либо дейтронов при облучении 
мишени из обогащенного ТеО2.
При производстве радиоизотопов на циклотроне для обеспечения максимального выхода целевого нуклида стараются использовать 
максимально возможный ток пучка заряженных 
частиц. Энергия, теряемая заряженными частицами при торможении в веществе мишени, рассеивается в виде тепла. В результате происходит 
нагрев, вещество переходит в другое фазовое 
состояние: расплавляется, испаряется, сублимирует, и мы вынуждены ограничивать плотность 
тока пучка и, следовательно, интенсивность 
наработки радионуклида. Это обстоятельство снижает производительность циклотрона 
и ухудшает экономические параметры производства радионуклидов.
Проблема сильного радиационного разогрева может быть решена, если использовать принудительное охлаждение мишени и, сохранив 
высокую плотность тока заряженных частиц, 
с помощью теплоотвода исключить возможность 
фазовых превращений.
Это особенно актуально для двухслойных мишеней, которые используются при производстве радиоактивного йода для медицинских целей [1]. Технология получения данных нуклидов 
на циклотроне включает в себя облучение мишени, состоящей из диоксида теллура, обогащенного по определенному изотопу и нанесенного 
на подложку из материала с высоким коэффициентом теплопроводности (Pt, Ta). В данном 
случае подложку будем считать задней, а слой диоксида теллура – передней стороной или передней поверхностью мишени. Из-за низкой теплопроводности TeO2 (30 мВт×см-1·К-1 [2]) процесс 

 
НОВЫЙ СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ МИШЕНИ 
5
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
№ 2
2024
передачи тепла от вещества мишени к охлаждаемой подложке сильно затрудняется. Поэтому для 
увеличения производительности процесса наработки радионуклидов необходимо применять дополнительное охлаждение передней стенки мишени по направлению к пучку.
В данной работе рассматривается новый 
способ охлаждения передней поверхности двухслойной оксидной мишени, целью которого является увеличение коэффициента теплоотдачи 
между передней поверхностью мишени и потоком теплоносителя. В этом случае возможно увеличение рабочего тока пучка и производительности процесса наработки радионуклидов.
2. ТЕПЛООТВОД ПРИ ОБЛУЧЕНИИ 
ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ МИШЕНИ 
В ЦИКЛОТРОНЕ
При промышленном производстве изотопов 
йода в качестве мишени используется порошок 
ТеО2, методом расплава нанесенный на подложку из Pt. Данная мишень позволяет выделять радионуклид 123I или 124I из мишени без ее 
разрушения методом термодиффузии в области 
температур фазового перехода плавления ТеО2, 
обеспечивая высокий выход, высокие радионуклидную и радиохимическую чистоту. Кроме 
того, кислород в составе мишени способствует 
полному испарению йода при термическом выделении йода из мишени, что помогает разрушить теллур-йодную связь. Однако теплопроводность ТеО2 очень низкая (30 мВт×см-1·К-1), 
поэтому существует необходимость дополнительного переднего охлаждения мишени.
В настоящее время классическая система 
охлаждения мишени при производстве радиофармпрепаратов представляет собой специальный узел, в котором происходит облучение 
и охлаждение мишени. В данном устройстве 
на переднюю поверхность мишени подается поток газообразного гелия под давлением 2 бара 
и с расходом 60 л/мин, который является теплоносителем. В результате конвективной теплопередачи гелий отводит часть тепла от вещества 
мишени и затем попадает в теплообменник, где 
охлаждается до комнатной температуры и вновь 
подается на мишень [3]. В некоторых случаях, 
например на циклотроне Р7М Томского политехнического университета [4], вместо гелия используется воздух. Однако преимущества гелия 
заключаются в более высокой теплопроводности 
(0.152 Вт×см-1·К-1) [5]) по сравнению с воздухом 
(0.0259 Вт×см-1·К-1 [5]), а также в его инертности, 
что исключает химические взаимодействия с материалом мишени.
Действительно, гелий имеет достаточно высокий коэффициент теплоотдачи по сравнению 
с воздухом, но при этом количество отведенной 
тепловой мощности с использованием газового 
теплоносителя представляет собой крайне низкую величину в пределах 5–7 Вт [6]. Это значит, 
что он не способен внести серьезный вклад в процесс отвода тепла от мишени. Таким образом, для 
охлаждения передней стороны мишени необходимо использовать теплоноситель с гораздо более 
высоким коэффициентом теплоотдачи.
3. ОПИСАНИЕ СПОСОБА ОХЛАЖДЕНИЯ
Для получения коммерчески доступных препаратов на основе 123I/124I основными являются 
реакции на протонах (124Te(p,n)124I, 122Te(p,2n)123I) 
и дейтронах (124Te(d,2n)124I, 122Te(d,n)123I) с использованием обогащенного 122/124TeО2 как материала мишени [7]. В качестве нового способа 
предложено охлаждение передней стороны мишени мелкодисперсным потоком воды, распыленной с помощью ультразвуковой колебательной системы (УЗКС). Схема устройства показана 
на рис. 1.
Устройство УЗКС собрано по технологическим 
схемам, указанным в работах [8–10]. Оно состоит 
из преобразователя, согласующего элемента и рабочего излучающего инструмента. В преобразователе (активном элементе) колебательной системы 
происходит преобразование энергии электрических колебаний в энергию упругих колебаний 
ультразвуковой частоты и создается знакопеременная механическая сила.
Согласующий элемент системы (пассивный 
концентратор) осуществляет трансформацию 
скоростей и обеспечивает согласование внешней 
нагрузки и активного внутреннего элемента.
Рабочий инструмент создает ультразвуковое 
поле в обрабатываемом объекте или непосредственно воздействует на него.
Распыление жидкости осуществляется следующим образом. Электрические колебания 
от электронного генератора подаются к пьезоэлектрическому преобразователю. В активной части преобразователя возбуждается стоячая продольная волна. При истечении из центрального 

ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
№ 2
2024
6 
САЛОДКИН и др. 
канала жидкость распределяется по поверхности 
излучения в направлении от центрального канала 
к краям рабочего инструмента под действием разряжения, вызванного колебаниями поверхности 
излучения с ультразвуковой частотой [8]. Диаметр 
факела распыления подбирается равным диаметру мишени, толщина слоя воды на поверхности 
мишени подбирается исходя из “приемлемых” 
потерь энергии пучка заряженных частиц при 
прохождении через слой воды. Диаметр капель 
распыленной жидкости зависит от частоты колебаний УЗКС и для 22 кГц составляет 80–100 мкм 
[11].
Сущность предложенного способа заключается в следующем. При облучении твердотельной 
мишени пучком заряженных частиц охлаждение 
передней стороны осуществляется мелкодисперсным потоком воды с помощью устройства 
распыления жидкости (рис. 2). Производительность распыления подбирается таким образом, 
чтобы температура передней поверхности была 
выше температуры насыщения распыляемой 
жидкости, но ниже температуры, при которой 
режим кипения переходит в пленочный. В этом 
случае коэффициент теплоотдачи существенно увеличивается за счет процессов испарения.
Рис. 1. Схема УЗКС: 1 – концентратор, 2 – пьезоэлементы, 3 – отражающая накладка, 4 – стягивающая шпилька, 
5 – изолирующая втулка, 6 – поясок крепления, 7 – рабочий инструмент, 8 – канал подачи воды.
Рис. 2. Схема экспериментальной установки: 1 – двухслойная мишень, 2 – выходное окно канала циклотрона,  
3 – канал циклотрона, 4 – ультразвуковой генератор, 5 – насос подачи воды, 6 – бак с дистиллированной водой,  
7 – устройство распыления, 8 – поток мелкодисперсно распыленной жидкости.

 
НОВЫЙ СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ МИШЕНИ 
7
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
№ 2
2024
4. ОСОБЕННОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ 
МИШЕНИ УКАЗАННЫМ  
СПОСОБОМ
Основным недостатком газового теплоносителя, охлаждающего переднюю поверхность мишени, является низкий коэффициент теплоотдачи. 
В этой связи распыляемая вода имеет глобальное 
преимущество. В табл. 1 приведено расчетное 
сравнение различных способов охлаждения мишени, применимых на практике.
Режимы охлаждения подбираются индивидуально в зависимости от размеров мишени, 
начальной энергии пучка заряженных частиц 
и толщины слоя воды, которую мы можем подать на мишень.
Основная идея разработанного способа заключается в том, что производительность распыления подбирается таким образом, чтобы вода, 
попадая на разогретую поверхность мишени, испарялась, охлаждая мишень за счет энергии фазового перехода. В этой связи важно подобрать 
такой поток распыляемой воды, чтобы режим 
кипения постоянно поддерживался пузырьковым и не переходил в пленочный либо в обычное 
конвективное омывание мишени водой. Данный 
режим кипения зависит от температуры на поверхности мишени и может регулироваться увеличением либо уменьшением производительности распыления.
При прохождении пучка высокоэнергетических частиц через слой воды происходит ионизация атомов вещества и энергия пучка снижается. 
В этом случае также важно предусмотреть возможные потери энергии, если на поверхности 
мишени по каким-либо причинам будет поддерживаться слой воды определенной толщины. 
Если энергия пучка при прохождении слоя воды 
уменьшится до слишком низких энергий (менее 
10 МэВ), выход конечного продукта также уменьшится либо целевая ядерная реакция вообще не 
будет происходить.
Еще один момент, связанный с потерями энергии пучка в слое воды на мишени, – это нагрев 
воды. Энергия пучка, рассеиваясь в веществе 
хладогента, нагревает ее, и в случае большого 
количества воды возможно ее полное испарение. 
В результате пучок испарит всю воду, и передняя 
сторона мишени останется без охлаждения.
Оптимальным ускорителем, на котором может 
быть реализовано данное устройство, является 
медицинский циклотрон с энергией протонов  
18 МэВ и более. В этом случае возможно подавать на мишень достаточно большой слой воды 
(0.1–0.3 мм), которая снизит энергию пучка 
до 15–16 МэВ, но при этом обеспечит достаточное охлаждение мишени и высокий интегральный выход продукта реакции.
5. ИССЛЕДОВАНИЕ 
РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМОГО 
СПОСОБА ОХЛАЖДЕНИЯ
Для апробации разработанного способа был 
проведен эксперимент по облучению мишени 
из природного TeO2 пучком дейтронов с энергией 13.6 МэВ на циклотроне Р7М ТПУ. При выполнении эксперимента решались следующие 
задачи:
Таблица 1. Сравнение способов охлаждения передней поверхности мишени [6]
Способ
охлаждения
Коэффициент 
теплоотдачи,
Вт×м-1·К-1
Тепловая мощность, 
отводимая от мишени 
передним охлаждением, 
Вт
Комментарии
Охлаждение
воздухом
169.9
6.45
Охлаждение
гелием
208.6
7.92
Охлаждение 
мелкодисперсным 
потоком 
воды
32·103
359.2
Коэффициент теплоотдачи увеличивается за 
счет процессов кипения воды. Тепловая мощность, отводимая от мишени, увеличивается 
за счет увеличенного коэффициента теплоотдачи между передней поверхностью мишени и распыленной водой.

ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
№ 2
2024
8 
САЛОДКИН и др. 
· исследование возможности охлаждения передней стороны двухслойной мишени с помощью мелкодисперсного распыления воды с расходом 15 мл/мин;
· измерение температуры платиновой подложки оксидной мишени в процессе облучения 
и охлаждения разными токами пучка;
· визуальное определение целостности слоя ТеО2 
после серии облучений различными токами.
В качестве измерителя температуры использовался прибор ТРМ200, состоящий 
из термопары (хромель-алюмель) и двухканального измерителя. Пределы допускаемых отклонений термоэдс чувствительных элементов 
датчика для термопары хромель-алюмель, согласно паспорту производителя [12], составляет  
±0.004 °С.
Тепловая мощность, осаждаемая на мишени пучком дейтронов, не измеряется напрямую, 
а рассчитывается как произведение значений 
энергии в МэВ и тока пучка в мкА. Поскольку энергия дейтронов для данного циклотрона изначально установлена на уровне 13.6 МэВ, 
единственным прибором, с помощью которого 
можно косвенно измерить тепловую мощность, 
является микроамперметр, измеряющий ток пучка. Погрешность прибора составляет ±0.1 мкА.
Мишень представляет собой слой ТеО2, наплавленный на подложку из Pt (рис. 3). Данная 
мишень является стандартной для использования в производственном процессе получения 123I 
и имеет следующие параметры:
· диаметр слоя ТеО2 – 20 мм,
· диаметр Pt подложки – 35 мм,
· толщина слоя ТеО2 – 0.083 мм,
· толщина Pt подложки – 0.29 мм.
При выходе из циклотрона пучок дейтронов с начальной энергией 13.6 МэВ попадает 
поочередно на Be–Al-фольгу (отделяет вакуум 
циклотрона от атмосферы), где теряет 0.5 МэВ, 
проходит слой воздуха толщиной 10 мм, с общими потерями 0.1 МэВ и попадает на слой воды 
на поверхности мишени (водяное переднее охлаждение), где теряет 1.7 МэВ. Таким образом, поверхность слоя ТеО2 облучается пучком с энергией 11.3 МэВ. Потери энергии рассчитывались 
с использованием программы SRIM [13].
Охлаждение мишени осуществлялось мелкодисперсным потоком распыленной воды, направленным на переднюю поверхность мишени 
(по отношению к пучку). Вода распылялась с помощью ультразвуковой колебательной системы 
с частотой 22 кГц.
5.1. Облучение мишени ТеО2 током 10 мкА
Эксперимент проводился с использованием 
пучка дейтронов. Время облучения составляло 
5 мин, максимальная мощность пучка 113 Вт. 
Охлаждалась мишень только со стороны слоя 
ТеО2, со следующими параметры облучения 
и охлаждения:
· тип ускоренных частиц – d,
· энергия – 11.3 МэВ,
· ток – 10±0.1 мкА,
· мощность пучка – 113±1 Вт,
· тепловыделение в слое ТеО2 – 18.5±0.2 Вт,
· тепловыделение в слое Pt – 94.5±0.9 Вт,
· расход воды – 0.25 мл/с,
Рис. 3. Вид и размеры двухслойной мишени. Толщина мишени может варьироваться в зависимости от производственной необходимости.

 
НОВЫЙ СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ МИШЕНИ 
9
ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
№ 2
2024
· диаметр факела распыления – 38 мм,
· толщина слоя воды на поверхности ТеО2 – 
0.2 мм.
Результаты измерений приведены в табл. 2 
и на рис. 4. После установления теплового равновесия была проверена мишень: слой ТеО2 без 
внешних изменений, что говорит о работоспособности предложенного способа и принципиальной возможности его использования в производственной практике.
5.2. Облучение мишени ТеО2 током 15 мкА
Во втором эксперименте было решено увеличить ток пучка до 15 мкА, таким образом тепловая мощность пучка составила 169.5±1 Вт, 
тепловыделение в слое ТеО2 – 31 Вт, а в слое  
Pt – 138.5±0.3 Вт. Параметры охлаждения 
остались без изменений. В табл. 3 и на рис. 5 
представлены результаты измерений.
В данном эксперименте тепловое равновесие 
не установилось. Материал мишени (слой ТеО2) 
частично разрушился, на поверхности появились 
ярко выраженные “горячие точки” – места локального перегрева мишенного материала.
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В эксперименте проводилось измерение температуры Pt-подложки двухслойной (ТеО2 – 
Pt) мишени при облучении пучком дейтронов 
с энергией 13.6 МэВ и токами 10 мкА и 15 мкА. 
Охлаждение проводилось мелкодисперсным 
потоком воды, распыляемой с помощью УЗКС 
с частотой 22 кГц на переднюю поверхность 
мишени со стороны падающего пучка. Расход 
Таблица 2. Результаты измерений при облучении 
мишени ТеО2 током 10 мкА
Продолжительность облучения, 
с
Температура, 
ႏ
0
24 ± 0.096
60
105 ± 0.42
120
120 ± 0.48
180
130 ± 0.52
240
133 ± 0.53
300
129 ± 0.51
Таблица 3. Результаты измерений при облучении 
мишени ТеО2 током 15 мкА
Продолжительность облучения, 
с
Температура, 
ႏ
0
27 ± 0.1
60
200 ± 0.8
120
250 ± 1.0
180
277 ± 1.1
Рис. 4. Изменение температуры во времени при тепловой мощности 116.9 Вт и расходе воды 15 мл/мин.