Sprawozdanie rzeczowe z realizacji programu badawczego w 2002 roku.

1) Wyniki.

W minionym roku zakończono analizę bieżących seansów pomiarowych i opublikowano wyniki pomiarów, m.in. astrofizycznych S-faktorów oraz przekrojów czynnych reakcji syntezy dd dla niskich energii zderzeń. W okresie ostatnich trzech lat ukazało się w sumie 10 publikacji naszych prac (zał. 3), z tego 5 w roku 2002/3. Aktualnie zakończono przygotowania i pomiary testowe na znacznie silniejszym akceleratorze MIG (akcelerator ten daje prąd 1.7 MA w miejsce 0.9 MA, jak było w instalacji SGM) i rozpoczynają się badania reakcji syntezy pd. Drugim kierunkiem (równolegle prowadzonym) są badania nad metodą stosowania przeciwbieżnych wiązek plazmowych - przy użyciu instalacji TEMP w Tomskim Uniwersytecie Technicznym.

Szczegółowa tematyka prac i osiągnięte w 2002 r. wyniki zaprezentowane są w w załączonych publikacjach, można je zreasumować następująco:

• Zmierzono astrofizyczny S-faktor i efektywny przekrój czynny reakcji syntezy d+d→ ³He+n dla średniej energii zderzeń deuteronów E=3.69 keV:

  S(3.69 keV) = (52.8 ±18.1) keV·b;    σ(3.69 keV)=(1.33±0.41)·10^-30 cm².

  W pomiarach stosowano technikę odwrotnego Z-pinch'u dla formowania wiązki deuteronów, padających na tarczę wykonaną z deuterowanego polietylenu CD₂.

• Opisano metodykę i przedstawiono rezultaty pomiarów rozkladów energetycznych jonów linera deuteronowego przyspieszanych w układzie odwrotnego Z-pinch'u. Znajomość takich rozkładów pełni kluczową rolę przy interpretacji pomiarów przekrojów czynnych reakcji syntezy w obszarze ultraniskich energii. Pomiary charakterystyk linera przeprowadzono na generatorze SGM HCEI (I = 950 kA, t = 80 ns) przy użyciu optycznych detektorów, sond magnetycznych i scyntylacyjnych detektorów neutronów.

• Przeprowadzono analizę teoretyczną i przedstawiono formuły dla wyrażenia wydatku produktów reakcji syntezy dla warunków stosowania metodyki odwrotnego Z-pinch'u.

• Opisano konstrukcję i własności detektora neutronów termicznych przeznaczonego do pracy w warunkach silnych pól elektromagnetycznych, wykonanego na bazie liczników ³He. Przedstawiono wyniki przeprowadzonych pomiarów efektywności reakcji neutronów i czasu życia neutronów w detektorze.

2) Spis publikacji, 2000 - 2003 r.

                          2003

1. V.M. Bystritsky and F.M. Penkov, Analytical estimates of the nuclear reaction yields in the ultralow energy range, Physics of Atomic Nuclei, 66, 1 (2003) 76

                        2002

2. V.F. Boreiko, V.M. Bystritsky, V.M. Grebenyuk, A.I. Ivanov, A.I. Kalinin, A.P. Krylov, S.S. Parzhitski, V.M. Slepnev, V.A. Stolupin, J. Woźniak, 3He-detectors in experiments at the powerful pulsed accelerators, Nucl. Instr. Meth. A490 (2002) 344

3. Vit.M. Bystritskii, Vyach.M. Bystritsky, J.Woźniak, V.M. Grebenyuk, E. Gula, G.N. Dudkin, G.A. Mesyats, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, S.S. Parzhitski, F.M. Penkov, N.A. Ratakhin, S.A. Sorokin, V.A. Stolupin, Deuterium Liner and Multiparametric Studies of the Formation of an Inverse Z-Pinch, Technical Physics, 47, 9 (2002) 1098 [english transl. from Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki 72, 9 (2002) 29

4. V. Bystritsky, V. Grebenyuk, S. Parzhitski, F. Penkov, V. Stolupin, G. Dudkin, B. Nechaev, V. Padalko, E. Gula, J.Woźniak, V. Bystritskii, Measurement of the Deuterium Liner Characteristics in the Inverse Z-pinch Configuration, in: Proc. of the 28th Int. Conf. on Plasma Science and the 13th IEEE Int. Pulsed Power Conf, Las Vegas, June 17-22, 2001, IEEE catalog Number 01CH37251, ISBN: 0-7803-7120-8, vol. 2, p. 1031-1034, 2002

5. Vit.M. Bystritskii, Vyach.M. Bystritsky, V.V. Gerasimov, A.R. Krylov, S.S. Parzhitski, F.M. Penkov, V.A. Stolupin, O.M. Shvyryaev, G.N. Dutkin, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, J. Woźniak, G.A. Mesyats, Vit.M. Bystritskii, V.I. Makhrin, N.A. Ratakhin, Measurement of the Astrophysical S-Factor for dd Reaction at Ultralow Deuteron Collision Energies Using Inverse Z-Pinch, JINR Preprint D15-2002-200, Dubna, 2002; submitted to Yadernaya Fizika

                        2001

6. Vit.M. Bystritskii, V.M. Bystritsky, S.A. Chaikovsky, M. Filipowicz, V.M. Grebenyuk, E. Gula, V.I. Makharin, G.A. Mesyats, S.S. Parzhitski, F.M. Penkov, N.A. Ratakhin, V.A. Sinebryukhov, S.A. Sorokin, V.A. Stolupin, E.N. Volkov, and J. Wozniak, Astrophysical S Factor for dd Interaction at Ultralow Energies, Physics of Atomic Nuclei, 64, 5 (2001) 855 (transl. from Yadernaya Fizika, 64,5 (2001) 920)

7. V. Bystritskii, V. Bystritsky, S. Chaikovsky, M. Filipowicz, V. Grebenyuk, E. Gula, V. Makharin, G. Mesyats, S. Parzhitski, F. Penkov, N. Ratakhin, V. Sinebryukhov, S. Sorokin, V. Stolupin, E. Volkov and J. Wozniak, The astrophysical S-factor for dd-reactions at keV-energy range, Kerntechnik, 66, 1-2 (2001) 42

8. J.Woźniak, Strong interactions between light nuclei at low energies (LESI), 89-th Meeting of JINR Coordination Committee, January 18-19, 2001, Dubna JINR-11-7915, Dubna, 2001