Ключевые слова: УЛЬТРАХОЛОДНЫЕ НЕЙТРОНЫ, СВЕРХТЕКУЧИЙ ГЕЛИЙ, ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ, ВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ

Аннотация

В данной работе проводятся оценки возможности  реализации проекта по увеличению концентрации ультрахолодных нейтронов (УХН) путем их термализации при рождении фононов в сверхтекучем гелии. Проблема заключается в общем тепловом потоке в сверхтекучий гелий после экранирования и термализации нейтронов при их охлаждении последовательно: свинцовым экраном, графитовым замедлителем, объемом жидкого дейтерия (собственно, который и охлаждает нейтроны до Т≈20 К), такой тепловой поток минимально оцениваются в ≈10–20 Вт. Однако, принципиально высокую концентрацию УХН возможно достичь при температурах сверхтекучего гелия ниже 1 К и, соответственно, при достаточно низком давлении паров криогенных жидкостей, что и представляет собой сложную инженерную проблему с учетом возможных конструкций утановки.

Keywords: ULTRACOLD NEUTRONS, SUPERFLUID HELIUM, THERMALCONDUCTIVITY, VACUUM SYSTEMS

Abstract

In this paper, the feasibility of implementing a project to increase the concentration of ultracold neutrons (UCN) by thermalizing them during the birth of phonons in superfluid helium is assessed. The problem lies in the total heat flux into superfluid helium after screening and thermalization of neutrons during their successive cooling: with a lead screen, a graphite moderator, and a volume of liquid deuterium (which actually cools neutrons to T≈20 K), this heat flux is minimally estimated at ≈10–20 W. However, a sufficiently high concentration of UCN can be achieved at superfluid helium temperatures below 1 K and, accordingly, at a sufficiently low vapor pressure of cryogenic liquids, which is a dificalt engineering problem take into account the possible design of the facility.