Труды XV Межвузовской научной школы
Концентрированные потоки энергии в космической технике,
электронике, экологии и медицине
М.Ю. Жарков, А.В. Вертков, И.Е. Люблинский. Модуль литиевого дивертора
на основе капиллярно-пористых систем для ТОКАМАКА КТМ
In the light of development of the ITER and DEMO
programs new solutions of a materials research problem of a divertor and the
first wall are required. Divertor materials for ITER will work at a limit of
the opportunities therefore there is a need of creation and test of model of
a divertor on the basis of lithium capillary-porous structure (CPS) –
essentially new material in which liquid lithium is put into a matrix from a
porous material. The module of a lithium divertor for tokamak KTM became the
first such project. It represents a box-shaped design with the channel for
the heat carrier and capacity for feed by lithium of a reception surface.
The reception surface of the module is covered with CPS 1 mm thick on the
basis of a grid from stainless steel and the porous fibrous tungsten placed
in the field of peak thermal loadings. Maintenance of initial temperature of
a lithium surface and its stabilization at level not above 550ºС in time of
the plasma discharge is carried out by external system of
thermostabilization. At the first stage of researches not cooled version of
MLD was used. The series of experiments on research of influence of lithium
on atmosphere of residual gases in the camera of tokamak was carried out.
Positive influence is shown. Now the experiments on research of influence of
plasma of low parameters on a lithium surface of the module are made.
В свете развития программ ИТЭР и ДЕМО требуются новые решения
материаловедческой проблемы дивертора и первой стенки. Диверторные
материалы для ИТЭР будут работать на пределе своих возможностей, поэтому
встаёт необходимость создания и испытания модели дивертора на основе
литиевых КПС – принципиально нового
материала, в котором жидкий литий заключен
в матрицу из пористого твердого материала. Первым таким проектом стал
модуль литиевого дивертора для токамака КТМ. Он представляет собой
коробчатую конструкцию с каналом для протока теплоносителя и емкостью
для подпитки литием приемной поверхности. Приемная поверхность модуля
покрыта КПС толщиной 1 мм на основе сетки из нержавеющей стали и
пористого волокнистого вольфрама, размещенного в области пиковых
тепловых нагрузок. Поддержание исходной температуры литиевой поверхности
и ее стабилизация на уровне не выше 550ºС в процессе плазменного разряда
осуществляется внешней системой термостабилизации. На первом этапе
исследований использовался неохлаждаемый вариант МЛД. Была проведена
серия экспериментов по исследованию влияния лития на состав остаточных
газов в камере токамака. Показано положительное влияние лития на
остаточную атмосферу токамака. В настоящее время проводятся
эксперименты по исследованию воздействия плазмы низких параметров на
литиевую поверхность модуля.
Г.Г. Бондаренко, В.И. Кристя, Йе Наинг Тун. Влияние рельефа электрода на
энергетические распределения потоков частиц у его поверхности в тлеющем
разряде
The distributions of ions and fast atoms by energy in
glow discharge near the surface of the cathode with a
periodical relief of a small amplitude are calculated. It is shown that a
correction to the energy spectrum of ions caused by the cathode surface
bending has a noticeable value and effects its sputtering, whereas the
correction to the fast atom energy spectrum is by an order of value smaller
and may not be taken into account.
Рассчитаны энергетические
распределения потоков ионов и быстрых атомов в тлеющем разряде у поверхности
электрода, выполняющего функции катода,
с периодическим рельефом малой амплитуды.
Показано, что поправка к энергетическому спектру ионов, обусловленная
искривленностью поверхности катода, имеет заметную величину и оказывает
влияние на его распыление, в то время как поправка к энергетическому спектру
быстрых атомов на порядок меньше и может не приниматься во внимание.
Д.В. Андреев, Г.Г. Бондаренко, А.А. Столяров, И.В. Соловьев. Использование сильнополевой инжекции и плазменных воздействий для модификации структур
металл-диэлектрик-полупроводник
В работе рассмотрена возможность модификации МДП-структур путём сильнополевой туннельной инжекции электронов в диэлектрик
и плазменной обработки. Показано, что отрицательный заряд, накапливающийся в
плёнке ФСС в структурах с двухслойным подзатворным диэлектриком SiO2-ФСС
в процессе сильнополевой туннельной инжекции электронов, может
использоваться для модификации электрофизических характеристик МДП-приборов
с такой структурой. Для повышения надежности и выявления образцов,
содержащих зарядовые дефекты, предложено проводить инжекционно-термическую
обработку МДП-структур. Плазменные воздействия также могут улучшать
характеристики МДП-приборов, повышая инжекционную и радиационную стойкость
подзатворного диэлектрика
Ю.Д. Мозговой, С.А. Хриткин. Анализ взаимодействия попутных электронных
потоков в трубе дрейфа
Methods of coupled waves in the linear approximation
and large particles in the framework of the nonlinear theory for the
co-propagating electron beams in a drift tube have been developed. The interaction of two electron beams
promising for amplifying and generating microwaves in the electron mode, as
well as the directional energy output radiation. In small signal synchronism
with the slow and fast space-charge waves signal amplification in free flows
differs with exponential growth of the wave amplitude (analog mode TWT
amplifier). Large signal modes are investigated in the framework of the
approach developed based on nonlinear time-varying techniques and models of
large particles.
Развиты методы связанных волн в линейном приближении и
крупных частиц в рамках нелинейной теории для попутных разноскоростных
электронных потоков в трубе дрейфа.
В режиме малого сигнала при синхронизме медленной и быстрой волн
пространственного заряда усиление сигнала в попутных потоках отличается
экспоненциальным нарастанием амплитуд волн (аналог режима ЛБВ усилителя).
Режимы большого сигнала исследуются в рамках общего подхода, развитого с
учетом провисания потенциала на основе нелинейной нестационарной методики и
модели крупных частиц.
К.В. Хайдуков, В.И. Соколов, А.Г. Савельев, Е.В. Хайдуков. Лазерная запись
субмикронных брэгговских решеток в полимерных волноводах
В связи с повышенным интересом к субмикронным брэгговским
решеткам, была создана экспериментальная установка на основе
He-Cd лазера. Разработана методика и технология
формирования мастер-решеток с малым периодом. Для создания полимерных фазовых
масок из фторсодержащих и углеводородных акриловых мономеров использовался метод
фоторепликации. С помощью разработанного лазерного голографического метода в
волноводах были сформированы субмикронные решетки с периодом
d ≈ 0.3 – 0.53 мкм и длиной
L = 10 мм. Записанные в полимерных
волноводах решетки являются стабильными во времени и не стираются при однородном
освещении УФ излучением.
Р.Н. Ризаханов, А.А. Бармин, Р.И. Рудштейн. Экспериментальный
способ диагностики локальных параметров электронного пучка в плотной газовой
среде
Работа направлена на оптимизацию процессов вневакуумной технологической
обработки материалов концентрированным электронным потоком. Предложен метод
непосредственного экспериментального определения локальных характеристик
первичных электронов пучка в плотной газовой среде. Описана конструкция
измерительного устройства и методика проведения измерений. Развит аналитический
метод оценки локальных параметров электронного пучка в плотной газовой среде, с
использованием которого проведена оценка кинематических характеристик устройства
перемещения детектора.
А.С. Маевский. Калибровка порогов регистрации переходного излучения в TRT
ATLAS для аргоновой смеси
В 2015 году в CERN начнется второй период набора данных на LHC, в
котором предполагается использование новых режимов работы детекторов. В
эксперименте ATLAS изменениям в режимах эксплуатации подлежит, в том числе,
трековый детектор переходного излучения (TRT). В первый период набора данных
на LHC детектор TRT функционировал с активной газовой смесью Xe/CO2/O2.
В ходе второго периода набора данных предполагается использование
комбинированного режима, в котором в части модулей используется прежняя Xe/CO2/O2
газовая смесь, а в оставшихся модулях смесь Ar/CO2/O2.
Такое изменение условий работы детектора требует реализации соответствующих
изменений в Монте-Карло математической модели детектора, а также проведения
точной настройки порогов регистрации переходного излучения и оценки
эффективности идентификации частиц.
Автор доклада принимал активное участие во внедрении аргон-содержащей
газовой смеси в Монте-Карло модель детектора, а также провел успешную
калибровку порогов регистрации переходного излучения по данным LHC начала
2013 года, когда TRT был частично заполнен Ar/CO2/O2.
В докладе представлены результаты этой калибровки, а также оценка
эффективности регистрации переходного излучения, показано изменение
различения сигналов от электронов и мюонов при переходе от Xe/CO2/O2
смеси к Ar/CO2/O2.
А.П. Черняев, А.А. Николаева, М.А Колыванова. Перспективы применения радионуклидных технологий в медицине
The role of radionuclides in
physical methods which are used in medicine is analyzed and discussed in the
article. The state and prospects of nuclear technology using radionuclides in
medicine is analyzed, and in particular, the brachytherapy in Russia is
considered. The article gives a short brief of the current state of application
of radionuclides in medicine.
В
статье рассматривается и анализируется роль радионуклидов среди ядерно –
физических методов, используемых в медицине. Анализируется состояние и
перспективы развития ядерных технологий с использованием радионуклидов в
медицине, и, в частности, метода брахитерапии в России. Приводится анализ
современного состояния применения радионуклидных установок в медицине.
А.П. Черняев, А.В. Белоусов, У.А. Близнюк, П.Ю. Борщеговская, С.М. Варзарь,
М.В. Загоруйко, М.А. Колыванова, В.В. Розанов. Роль ускорительной техники в
медицине в России и в мире.
Ионизирующие излучения широко используются в фундаментальной науке,
промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Их источниками являются
рентгеновские трубки, естественные и искусственные изотопы, ускорители. В
настоящее время в мире насчитывается около 40 тысяч ускорителей. В докладе
описывается роль ускорительной техники и ядерно-физических методов в медицине.
Приводится сравнение применения ускорительной техники в медицине в России и в
мире по материалам научных статей и отчетов.
А.В Белоусов, Г.А. Крусанов, А.П. Черняев. Оценка вклада продуктов
фотоядерных реакций в поглощенную дозу методом компьютерного моделирования
При прохождении фотонного
излучения через вещество, в том числе через биологические ткани, возникают
потоки вторичных частиц. Фотоны с энергией более 10 МэВ в результате
фотоядерных реакций могут породить частицы, обладающие высоким значением
линейной передачи энергии. При облучении тонких слоев вторичные электроны
из-за большого пробега не успевают передать всю свою энергию веществу слоя,
тогда как образовавшиеся тяжелые частицы, напротив, передают свою энергию
веществу практически локально. В результате, несмотря на малую вероятность
протекания фотоядерных реакций, вклад вторичных тяжелых частиц в поглощенную
дозу может быть весьма велик. В работе методом компьютерного моделирования с
помощью программного кода GEANT4 оценивается вклад в поглощенную дозу всех
видов излучений, индуцированных при облучении тонких слоев биологической
ткани и воды, которая общепринято используется в качестве тканеэквивалентного вещества.
А.П. Черняев, В.В. Розанов, Т.М. Андреева, А.А. Николаева. Основы и методы
стерилизации костных имплантантов.
The problems of
bone implants sterilization techniques are
discussed. The main tasks of these methods
are unconditional security of future patients and tissue banks staff, as
well the high quality of bone plastic material. For the development of
methods of sterilization the use of combined approaches based on the
combined effects of various physical and chemical methods, supplementing the
technology of radiation sterilization is proposed.
Обсуждаются вопросы технологий стерилизации костных имплантатов,
задачей которых является безусловное обеспечение безопасности как персонала
тканевых банков,
так и будущих пациентов,
при одновременном высоком качестве костного пластического материала.
Рассмотрен новый способ изготовления костных имплантатов с использованием
озона. Для развития методик стерилизации предлагается использование
комбинированных подходов на основе сочетанного воздействия различных
физико-химических методов, дополняющих технологию радиационной стерилизации.
А.П. Черняев, А.В. Белоусов, А.А. Николаева, М.А. Колыванова. Физические
основы в технологии стереотаксической радиохирургии и радиотерапии
The article considers nuclear - physical methods applied to new areas of
radiotherapy - stereotactic radiosurgery and radiotherapy. The use of
facilities for these types of treatments in medicine is analyzed.
Technological
features of the equipment are described.
В статье рассматриваются ядерно –
физические методы в применении к новым областям лучевой терапии –
стереотаксической радиохирургии и радиотерапии. Приводится анализ применения
установок для данных типов лечения в медицине. Описаны технологические
особенности работы оборудования.
И.М. Пискарев, И.П. Иванова, СВ. Трофимова. Импульсный источник излучения
плазмы для биомедицинских исследований
UV-radiation source of spark electric discharge plasma in air was developed.
The energy of discharge was 0.059 J, pulse repetition rate was 10 Hz. The
composition of primary active particles was investigated and their yields
were measured. The main active species are radicals HO2·,
yield equals to
(1.2
±
0.3) 10-6
mol(l s)-1
and peroxynitrite, yields is
(5.8
1.6) 10-7
mol(l s)-1.
The peroxynitrous acid was produced in neutral and acid media. A pulse mode
of UV-radiation is cause to produce in water a complex, which consist of
peroxynitrite and peroxynitrous acid, the lifetime of a complex is up to 14
days. The peroxynitrite is produced after this complex decay. Under action
of plasma radiation the reduction of free stable radical DPPH·,
the oxidation of thiol groups SH and reduction of disulfide SS groups in
proteins were investigated. The large lifetime of a complex allow him to
diffuse in sells and realize strong sporicide effect.
Разработан источник УФ-излучения
плазмы электрического искрового разряда на воздухе. Энергия разряда 0.059 Дж,
частота повторения импульсов 10 Гц. Исследован состав первичных активных
частиц и измерены их выходы. Основными активными частицами являются радикалы
HO2·,
выход (1.2 ±
0.3) 10-6
моль(л с)-1
и пероксинитрит, выход (5.8 ±
1.6) 10-7
моль(л с)-1.
В нейтральной и кислой среде образуется пероксиазотистая кислота. За счет
импульсного характера УФ-излучения в воде образуется комплекс, состоящий из
пероксинитрита и пероксиазотистой кислоты, время жизни которого до 14 суток.
При распаде комплекса образуется пероксинитрит. Под действием излучения
плазмы изучалось восстановление стабильного радикала ДФПГ·,
окисление тиоловых групп
SH
и восстановление дисульфидных групп
SS
в белках. Большое время жизни комплекса позволяет ему диффундировать в
клетки и осуществлять сильный спорицидный эффект.
В.М. Лебедев, Е.В. Максимов, Н.Г. Платова, А.В. Спасский, К.А. Труханов,
Р.В. Толочек, Г. В. Цораев,
А.С. Ларченков, В.Ю. Огнев. Исследование моделируемого
воздействия ионизирующего излучения с высоким значением ЛПЭ и гипомагнитных
условий дальнего космоса на некоторые биологические объекты
Приводятся результаты исследований влияния
ионизирующего излучения и гипомагнитных моделирующих условий (ГМУ) дальнего
космоса на цианобактерии и семена салата.
Исследования выполнены на циклотроне У-120 НИИЯФ МГУ, позволяющем получать
ускоренные ядра гелия с энергией 30.3 МэВ. Для ослабления геомагнитного поля
использовались специальные камеры из магнитомягкого материала и
трехкомпонентная система колец Гельмгольца. Показано, что сочетание
ГМУ и ионизирующего излучения является стрессовым фактором
для клеток цианобактерий Synechocystis.
Анализ воздействия ГМУ на прорастание облученных ядрами аргона
семян салата показал, что частота хромосомных аберраций примерно в 2.5 раза
выше у семян, проращиваемых в условиях ослабленного геомагнитного поля, чем
при нормальной его величине.
К.А. Труханов, А.И. Ларкин, В.И. Шведунов. Диагностика мощных электронных
пучков с помощью излучения Вавилова - Черенкова
В докладе рассматриваются методы
диагностики мощных электронных пучков с помощью излучения Вавилова –
Черенкова (ИВЧ). Распределение электронов по скорости (энергии) находится по
зависимости интенсивности ИВЧ
I
от показателя преломления радиатора
n.
Решение интегрального уравнения Вольтерра первого рода, связывающее эти
физические величины, сводится к нахождению второй производной
I.
Для распределений по скорости частиц в пучке, имеющих небольшую ширину,
предложено получать зависимость
I
(n),
используя дисперсию вещества радиатора. Таким образом, дисперсия неожиданно
оказывается «дружественным» явлением. Рассматриваются возможности
использования предложенных методов для диагностики пучков линейных и
циклических ускорителей других заряженных частиц.
В докладе сообщается о настройке
магнитной системы компактного разрезного микротрона на максимальную энергию
12 МэВ, который создается Техническим университетом Каталонии. Магнитная
система разрезного микротрона включает в себя два поворотных магнита, четыре
магнита вывода и одну квадрупольную линзу. Поля всех магнитов создаются
редкоземельным магнитным материалом. Четырехполюсные поворотные магниты
оснащены регулировочными плунжерами, которые позволяют менять поле в
диапазоне 5-8%. В докладе описаны конструкции всех магнитов, а также
процедура настройки полей магнитов и результаты настройки.
The np pairing effect in odd-odd nuclei is
discussed. The multiplet splitting of the ground state of odd-odd nuclei
with a pair of particles above the doubly magic core is defined by the np
pairing energy. These nuclei have two sets of levels associated with the
pairing – with even and odd values of J. δ-potential is the
most simple form of the residual interaction and not completely agree with
the experimental data, but it gives a good overview of the behavior of the
levels. The spin dependence of the np pairing is analyzed.
Обсуждается эффект
np спаривания в
нечетно-нечетных ядрах. Энергия np
спаривания определяет величину расщепления мультиплета основного
состояния для нечетно-нечетных ядер с парой нуклонов сверх магического
остова. Такие ядра имеют два набора уровней, связанных со спариванием – с
четными и нечетными значениями J.
δ-потенциал является наиболее простым видом
остаточного взаимодействия и не согласуется полностью с экспериментом, но он
дает хорошее представление о поведении уровней мультиплета основного
состояния. Рассмотрена зависимость сил спаривания от спина.
Б.С. Ишханов, А.А. Кузнецов, В.Н. Орлин, Хан Дон Ен. Фотоядерные реакции
на изотопах молибдена.
Выполнены экспериментальные и теоретические исследования
фоторасщепления изотопов молибдена. Методом наведенной активности определены
выходы различных фотонуклонных реакций для стабильных изотопов молибдена.
Использовалось тормозное γ-излучение с верхними границами 19.5, 29.1 и 67.7
МэВ электронного ускорителя. Наблюдались реакции с вылетом из ядра до трех
нуклонов. Экспериментальные результаты сравниваются с теоретическими
расчетами по комбинированной модели фотонулонных реакций. Дано объяснение
соотношений основных фотонуклонных реакций на исследованных изотопах
молибдена.
А.С. Курилик. Измерение атомного номера вещества объектов по ослаблению
пучков фотонов с энергиями до 10 МэВ
Работа посвящена выявлению оптимального числа и значений энергий
монохроматических фотонов и тормозного излучения при которых достигается
максимальная точность идентификации вещества объектов по зарядовому числу,
определяемому посредством сравнения величин ослабления пучков фотонов.
Получены оптимальные значения энергий ускорителя электронов, для методов с
двумя и тремя энергиями, при которых достигается наилучшая точность
измерения атомных номеров, посредством сопоставления измеренных величин
ослабления тормозного излучения.
Выполнено сравнение точностей методов измерения атомных номеров в широком
диапазоне атомных номеров и радиоскопических прозрачностей при различных
параметрах пучков тормозного излучения. Показано преимущество метода использующего три энергии.
М.Б. Громов, А.С. Чепурнов. Гео-нейтрино и исследования строения Земли
Рассматривается проблема объяснения наблюдаемого теплового потока из недр
Земли и один из методов её разрешения - измерение потока гео-нейтрино в
разных точках на поверхности планеты. Даётся краткий обзор основных моделей
Земли и их согласованности с последними экспериментальными данными,
полученными на детекторах
KamLAND
и
BOREXINO.
Также рассматриваются дальнейшие перспективы исследований.
Л.Ю. Овчинникова, В.И. Шведунов. Расчет динамики пучка в начальной части
ускорителя с магнитным зеркалом на энергию 45 МэВ
В работе исследована динамика пучка в начальной части линейного ускорителя
электронов со стоячей волной с магнитным зеркалом на энергию 45 МэВ.
Особенностью этого ускорителя является вывод повторно ускоренного пучка в
обратном направлении. Для этого используется электронная пушка с внеосевым
размещением катода и пролетным отверстием на оси, в которой фокусировка
пучка и вывод его на ось линейного ускорителя осуществляется
электростатическим полем, создаваемым специальной конфигурацией
фокусирующего электрода и анода.
Была проведена оптимизация геометрии электронной пушки. Достигнуты проектные
параметры. Выполнен расчет динамики пучка в ускоряющей структуре. Показано,
что различие исходных распределений инжектированных частиц и наличие
небольшого смещения и угла наклона инжектируемого пучка для пушки с
внеосевым размещением катода не оказывают существенного влияния на
последующее ускорение пучка. Такая пушка может быть использована в
ускорителе электронов с магнитным зеркалом, что заметно упрощает его
конструкцию и последующую настройку.
Е.А. Воробьева, И.В. Макаренко, В.А. Трифонов, Н.Г. Чеченин. Синтез и
теплопроводность нанокомпозитов с многостенными углеродными нанотрубками
The aim of this contribution was the investigation of thermal conductivity
of carbon nanotubes and polymer composites with carbon nanotubes as a
filler. We have obtained that the epoxy resin thermal conductivity enhances
by 10 and more times when filled with vertically aligned CNTs.
Целью данной работы является
изучение теплопроводности углеродных нанотрубок и полимерных нанокомпозитов с
включением углеродных нанотрубок. Получено, что коэффициент теплопроводности
эпоксидной смолы возрастает в 10 и более раз при наполнении полимера вертикально
ориентированными углеродными нанотрубками.
К.А. Смоленков. Анализ процессов образования ложных мюонов для поиска
распада Bs → μμ в детекторе ATLAS на Большом Адронном Коллайдере.
Проведен анализ процессов в детекторе и получена вероятность рождения
ложных мюонов, при прохождении через внутренний детектор и калориметры
детектора ATLAS адронов (π и
K-мезонов), которые приводят к образованию треков ложных мюонов от
двухчастичных распадов В-мезонов.
Н.А. Беляева. Исследование распыления полимерных композитов атомарным
кислородом
Приведены результаты экспериментального исследования на
магнитоплазмодинамическом ускорителе НИИЯФ МГУ процессов химического
распыления атомарным кислородом при энергии атомов
~ 20 эВ и
плотности потока ~1014 – 1016 см-2с-1
образцов композитов на основе эпоксидных матриц с наполнителями в виде
порошков
карбида
вольфрама
WC
и диоксида титана TiO2
с размерами зерен ~30 – 90 нм. Показано, что потери
массы
образцов могут немонотонно зависеть от концентрации наполнителя, что
обусловлено объединением нанозерен в более крупные частицы различной
структуры.
Г.В. Бабайцев, И.О. Джунь. Обменное смещение в структурах NiFe/IrMn/NiFe с
различной толщиной слоя IrMn.
Р.Р. Рахматуллин, С.В. Урнов. Воздействие пучка ксеноновой плазмы
на боросиликатные стекла при скользящих углах падения
Экспериментально исследовано воздействие потоков ксеноновой плазмы с
энергией ионов 300 эВ на боросиликатные стекла марок К208 и CMG100 при
скользящих углах падения ионов. Установлено, что при углах падения 75°
на поверхности стекла CMG100 развивается микрорельеф с высотой неровностей
до 500-600 нм, что приводит уменьшению светопропускания на 60%. При тех же
условиях облучения высота неровностей на стекле К208 не превышает 80 нм, что
не приводит к заметным изменениям светопропускания. При углах падения 60°
рельеф на поверхности стекол не образуется, изменение коэффициента
пропускания не происходит.
М.Г. Козин, И.Л. Ромашкина, И.О. Смирнова-Пинчукова, В.П. Кошелец, Л.В.
Филиппенко. СТП-детекторы с подслоем из β-тантала
Детекторы, основанные на сверхпроводящих туннельных переходах (СТП-детекторы)
— это детекторы как ионизирующего, так и неионизирующего излучения.
СТП-детектор представляет собой два сверхпроводящих электрода, разделенных
изолирующим барьером. Больше всего СТП-детекторы похожи на полупроводниковые
детекторы, с той разницей, что энергетическая щель рассматриваемого
детектора в тысячу раз меньше, а значит энергетическое разрешение
СТП-детекторов превосходит разрешение полупроводниковых. Особенности таких
детекторов состоят в необходимости обеспечения низких температур (около 1,4
К для наших детекторов), в сложности обработки и т.д. Структуру
рассматриваемых детекторов можно представить очередностью слоев β-Ta/Nb/Al,AlOx/Al/Nb/NbN
с толщинами 30/100/8/13/150/30 нм соответственно, где β-тантал заменяет слой
титана и используется в качестве слоя-ловушки. Такие детекторы чувствительны
к рентгеновскому и гамма-излучению в диапазоне 1-15 кэВ. Были проведены
измерения вольт-амперных характеристик для туннельных переходов с подслоем
из β-тантала и рассмотрена их зависимость от магнитного поля.
The results of experimental study of modification of the (111) face of
synthetic diamond crystal under high-fluence 30 keV energy Ar+
irradiation are presented. It has been found that ion irradiation at target
temperature 400oC results to the appearance of conducting surface
layer manifested in the Raman spectra as wide band with maximum,
corresponding to graphite G-peak at 1580 cm-1 and diamond narrow
peak intensity at 1332 cm-1 is reduced in the order.
Приводятся результаты экспериментального исследования
модификации грани (111) синтетического алмаза при высокодозовом облучении
ионами
Ar+
энергии 30 кэВ. Найдено, что ионное облучение при температуре 400оС
приводит к появлению проводящего поверхностного слоя, проявляющегося в
спектрах комбинационного рассеяния света в виде широкой полосы с максимумом,
близким к положению характерному для
G-пика
графита при 1580 см-1, при этом интенсивность узкого пика алмаза
при 1332 см-1 уменьшается на порядок.
Н.П. Чирская, Е.Н. Воронина, Л.С. Новиков. Многослойные материалы для
защиты от протонного излучения
С помощью программных комплексов
GEANT4
и
TRIM/SRIM
выполнены расчеты эффективности ослабления потоков протонов с энергиями 50
кэВ – 10 МэВ различными многослойными экранами при использовании в их
составе разных материалов и чередовании слоев различной толщины. Показано,
что степень ослабления потока ионизирующего излучения слоистыми структурами
зависит от последовательности расположения материалов с отличающимися
физическими свойствами (Al,
W),
но при числе слоев более 4–6 она определяется усредненными параметрами
вещества экрана.
А.В. Шленцова, Е.Н. Воронина, Н.П. Чирская. Математическое
моделирование воздействия атомарного кислорода на полимерные композиты с
применением методов параллельного программирования
В работе
представлен модифицированный код математической модели взаимодействия
атомарного кислорода верхней атмосферы Земли с полимерами с использованием
методов параллельного программирования. Описаны особенности новой программы,
позволяющей выполнять расчеты для более масштабных моделей сложной структуры
с более подробными сетками разбиения. Приведены примеры результатов
моделирования воздействия атомарного кислорода на характерные структуры
полимерных композитов.
А.В. Тарасова, П.Г. Бабаевский, Н.А. Козлов. Изменения топографии и
состава поверхности фторопласта при длительной экспозиции в околоземном
космическом пространстве
В работе рассмотрены изменения топографии и состава поверхности фторопласта
при длительной экспозиции в околоземном космическом пространстве по
сравнению с образцами-аналогами, хранившимися в земных условиях.
Проанализированы среднеарифметические значения шероховатости, трехмерные
изображения профилей поверхности образцов фторопласта и фотоэлектронные
спектры атомов углерода на поверхностях исследованных образцов. Выявлено,
что под воздействием атомарного кислорода и излучений в космическом вакууме
поверхность фторопласта сильно деструктирует, увеличивается процентное
содержание углерода, в то время как на глубине 15 – 20 нм увеличивается
степень окисления продуктов деструкции, но сама деструкция уменьшается.
А.С. Гришин, П.Г. Бабаевский, Н.А. Козлов. Воздействие факторов
космического пространства на структуру и свойства клеевых слоев клеевых
соединений алюминиевого сплава
В работе представлены результаты систематических исследований методами
рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и растровой электронной
микроскопии состава и структуры открытой торцевой поверхности и объемных
свойств (температуры стеклования, сорбции воды и диэлектрических свойств)
клеевых слоев образцов клеевых соединений листов алюминиевого сплава после
экспонирования в течении 12 лет в открытом космосе за бортом «МКС» и
дооблучения их дозой электронов, эквивалентной 18 годам экспозиции в
космических условиях, а также аналогичных образцов, хранившихся в земных
условиях.
Полученные данные свидетельствуют о резко выраженной
поверхностной эрозии органических компонентов клеев при сохранении их
базового состава при длительном воздействии факторов космического
пространства на открытые поверхности клеевых слоев. Исследованиями объемных
свойств таких слоев выявлено, что длительная экспозиция в космических
условиях и дооблучение электронами не приводят к их заметной деградации, а,
наоборот, сопровождаются, в сравнении
наземными образцам-аналогами, заметным
увеличением Тс, уменьшением сорбции воды и улучшением диэлектрических
свойств вследствие десорбции летучих компонентов полимерной матрицы и
увеличением густоты ее полимерной сетки.
А.М. Шамаев, Е.Ю. Поржежинская. К анализу влияния факторов космического
пространства на изменения оптические свойства защитных стекол солнечных батарей
Проведен анализ результатов
экспериментальных исследований влияния электронного и протонного облучения
и последующей бомбардировки молекулярными потоками на изменения коэффициента
пропускания Т стекла К-208, используемого в качестве защитного
покрытия солнечных батарей космических аппаратов. Показано, что при
плотности потока от 1010 до 2×1011 см-2с-1
облучение образцов стекол электронами и протонами с энергией 30 кэВ и
флюенсами до 1016 см-2 изменения параметра Т не
превышают 2%. Однако облучение приводит к модификации поверхности стекла
стимулирующей осаждение высокомолекулярных компонентов под действием
продуктов термостимулированного газовыделения полимерного композита и как
следствие, приводящее к дополнительному снижению коэффициента пропускания.
В.А. Суздалевич, Р.Х. Хасаншин. Элементарная модель накопления центров
окраски при электронном облучении стекла К-208
Предлагается математическая модель
для описания пространственно-временного распределения концентрации центров
окраски при облучении электронами защитного покрытия солнечных батарей
космических аппаратов.
А.М. Власова, М.А. Литаров, Р.Х. Хасаншин. Оценка параметров
математической модели, описывающей потерю массы полимерного композита, по
экспериментальным данным
Представляются экспериментальные
данные о термостимулированной потере массы полимерного композиционного
материала ЭКОМ-1 в вакууме. Рассматривается математическая модель,
описывающая потерю массы этого материала, и предлагается алгоритм оценки
кинетических параметров этой модели.
К.С. Яковлев, К.Б. Вернигоров, М.Ю. Яблокова, В.Н. Черник, Л.С. Новиков.
Устойчивость дисперсно-наполненных полиимидов и полиамидоимидов к
воздействию атомарного кислорода
Проведено исследование устойчивости полиимида и полиамидомида,
содержащих различные наполнители, к воздействию атомарного кислорода (АК).
Показано снижение деструктивного воздействия атомарного кислорода при
введении наполнителей. В работе использован метод облучения
выскоэнергетической кислородной плазмой для моделирования воздействия АК на
низких околоземных орбитах.
А.Г. Савельев, М.М. Назаров, Е.В. Хайдуков, В.И. Соколов. Волноводы для
передачи терагерцового излучения
Продемонстрирован дизайн полимерного волновода, позволяющего
локализовать электромагнитное излучение терагерцового диапазона в воздушных
промежутках субволнового размера. Показан результат моделирования
плазмонно-металлического волновода, изготовлены реальные образцы для
проведения экспериментальных исследований. Описанные структуры могут найти
применение для передачи ТГц излучения при создании перспективных компактных
ТГц приборов и интегрально-оптических применений с терагерцовой частотой
передачи данных.
К.А. Букунов, Н.Г. Чеченин. Изменение структуры массивов вертикально
ориентированных многостенных углеродных нанотрубок вдоль направления роста
Vertically aligned multi-walled carbon nanotube (MWNT) arrays that were
grown by CVD technique were studied by Raman spectroscopy. Vibrational modes
intensities variations over the height of arrays were analyzed. The results
made it possible to estimate structure degree of disorder variation over the
height of MWNT arrays indirectly. Based on the experimental results, some
suppositions and conclusions concerning MWNTs structure were made.
Массивы вертикально ориентированных многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ),
полученные методом пиролитического газофазного осаждения, были исследованы
методом рамановской спектроскопии. Проанализировано изменения интенсивностей
колебательных мод вдоль направления роста массивов. Результаты позволили
косвенно оценить изменение степени разупорядоченности структуры по
направлению роста массивов МУНТ. Основываясь на экспериментальных
результатах, были сделаны некоторые предположения и выводы о структуре МУНТ.
А.В. Белоусов, У.А. Близнюк, П.Ю. Борщеговская, С.М. Варзарь, Я.П.
Владимирова, Г.А. Крусанов, А.П. Черняев. Разработка задач практикума на
системах лучевого планирования на физическом факультете МГУ
В докладе
обсуждается специальная подготовка студентов на кафедре физики ускорителей и
радиационной медицины физического факультета МГУ имени М.В, Ломоносова по
направлению «Медицинская физика». Приводится пример задачи лабораторного
практикума на системе дозиметрического планирования
Xio.
А. И. Слепков, О.В. Галлямова, А.А. Демидов. Исследование механизмов
взаимодействия потока и поля в сильноточном СВЧ-генераторе гибридного типа
РДГ-МВЧГ
The resonant properties of two-section structures of the high-current
microwave hybrid-type RDG-MCG generator in numerical experiment by means of
a matrix multimode method are under investigation.
В докладе обсуждаются результаты численного исследования с помощью
матричного многомодового метода резонансных свойств двухсекционных структур
сильноточного СВЧ-генератора гибридного типа РДГ-МВЧГ.
А.Ю. Голяева, Е.В. Дорофеева , П.Ю. Лобанов, И.С. Мануйлович, М.Н.
Мешков, О.Е. Сидорюк. Формирование рельефа поверхности деталей из оптической
керамики посредством лазерного пиролиза кремнийорганики
Настоящая
работа посвящена разработке технологии формирования заданного микрорельефа
оптических поверхностей. Предложено решение задачи для подложек из
оптической стеклокерамики посредством контролируемого локального осаждения
на поверхность покрытий двуокиси кремния методом лазерного пиролиза паров
тетраэтоксисилана в присутствии озона. Представлены характеристики
экспериментальных образцов, их сопоставление с данными математического
моделирования результатов технологических процессов. Показана возможность
применения разработанной технологии для профилирования подложек с большими
радиусами кривизны под последующее нанесение интерференционных сферических
зеркал.
Т.М. Копытина, И.О. Джунь, Н.Г. Чеченин. Влияние термомагнитной
обработки на обменное смещение в структурах NiFe/IrMn
We have studied the effect of thermomagnetic annealing on the exchange
bias and the uniaxial anisotropy field in the NiFe/IrMn structures. The
magnetic characteristics were measured by using the angular distribution of
the ferromagnetic resonance field before and after holding the samples in a
magnetic field at a temperature close to the blocking temperature.We have
established that the thermomagnetic heating resulted in a slight monotonous
decrease in the magnitude of the exchange bias interaction (HEB), while the
uniaxial anisotropy field depends strongly on the thickness of the
antiferromagnetic layer.The reasons for the observed phenomena are discussed.
В работе было исследовано влияние термомагнитной обработки на величину
обменного смещения и поле одноосной анизотропии в структурах NiFе/IrMn.
Магнитные характеристики были измерены методом угловой зависимости
ферромагнитного резонанса до отжига и после выдерживания образцов в
магнитном поле при температуре, близкой к температуре блокировки.
Установлено, что термомагнитная обработка приводит к незначительному, почти
монотонному падению в величине обменного смещения, однако поле одноосной
анизотропии после отжига сильно зависит от толщины антиферромагнитного слоя.
Причины наблюдаемых явлений обсуждаются.
Д.С. Бецис. Применение вейвлет-анализа для выделения биполярного
акустического импульса от нейтрино сверхвысоких энергий
Доклад посвящен анализу временных, амплитудных и частотных характеристик
модели биполярного импульса. Данное исследование проведено в рамках
моделирования процесса регистрации нейтрино гидроакустическим методом на
детекторном комплексе глубоководного телескопа Km3Net. Модель включает в
себя одну программу, строящую механическую структуру комплекса и выполняющую
симуляцию нейтринного события, и вторую, которая выполняет реконструкцию
события. При этом основу анализа акустического сигнала составляет
вейвлет-преобразование и работа с соответствующими коэффициентами.
Алгоритмы написаны в математической среде Matlab, используемой в настоящий
момент для обработки данных в проекте NEMO Phase II, являющегося
предварительной стадией Km3Net. Для тестирования модели использованы
сигналы, записанные на гидрофонах этой установки с соответствующими
техническими характеристиками.
Результаты моделирования могут быть применены к оценке эффективного объема
телескопа, и составлению более точных методов регистрации нейтрино, так как
вейвлет-преобразование обладает рядом преимуществ перед обычно используемым
Фурье-преобразованием.
Е.И. Кузьмина, А.Н. Грум-Гржимайло. Метод устойчивой вариации в задаче
двухфотонной ионизации атомов в диапазоне вакуумного ультрафиолета
Наблюдение нелинейных фотопроцессов в диапазонах вакуумного ультрафиолета (ВУФ)
и мягкого рентгена стало возможным благодаря быстрому прогрессу в технике
генерации коротких высокоинтенсивных лазерных импульсов - созданию
рентгеновских лазеров на свободных электронах. Представлен метод устойчивой
вариации, который является альтернативным подходом к вычислению амплитуд
нелинейных фотопроцессов по теории возмущений. Работа нацелена на
исследование метода устойчивой вариации и последующее расширение его области
применения на расчеты угловых распределений фотоэлектронов, двухчастотные
нелинейные процессы и надпороговую ионизацию в области ВУФ.
Д.Д. Колбасова, А.Н. Грум-Гржимайло. Моделирование нестанционарных
квантовых процессов методом частиц: приложение к динамике электрона в
аттосекундном временном диапазоне
One of the rarely used methods of solving the time-dependent Schrödinger
equation is considered, a “particle method”. Mathematical formulation of the
method is given based on the hydrodynamic analogy of quantum mechanics for a
single particle in a time independent potential. The algorithm of the
computer code is presented for the one-dimensional motion. Passage of the
wave packet through potential barrier and well is calculated as an example.
The refined code is planned to be used for calculations of the electron
dynamics in the field of attosecond laser pulses.
Рассматривается «метод частиц» - один из редко используемых численных
методов решения нестационарного уравнения Шредингера. На основе
гидродинамической аналогии квантовой механики приводится математическая
формулировка метода для частицы в не зависящем от времени потенциале.
Представлен алгоритм соответствующей компьютерной программы для движения в
одном измерении. В качестве примера рассчитано прохождение волновым пакетом
потенциального барьера и потенциальной ямы.
Усовершенственную программу
планируется использовать для расчетов электронной динамики в поле
аттосекундных лазерых импульсов.
Исследуется возможность применения метода импульсного лазерного
осаждения для получения тонких полупроводниковых пленок GaSb:Mn и InSb:Mn,
обладающих высокотемпературным ферромагнетизмом. Исследуются электрические и
магнитные свойства полученных пленок, их состав и морфология.
Б.С. Ишханов, А.А. Кузнецов, А.А. Мартынов. Изомерные отношения
продуктов фотоядерных реакций на естественной смеси изотопов серебра
Photonuclear
reactions on naturally occurring isotopes of Ag are studied using the photon
activation technique at the energy of accelerated electrons of 55 MeV.
Yields of photonuclear reactions with up to 4 outgoing neutrons are
obtained. The isomeric yield ratios 106m.s.,g.s.Ag and
104m.s.,g.s.Ag are measured.
В настоящей работе
активационным методом исследуются фотоядерные реакции на естественной смеси
изотопов серебра при энергии электронов ускорителя 55 МэВ. Получены выходы
фотоядерных реакций с вылетом до 4 нейтронов. Получены изомерные отношения 106m.s.,g.s.Ag
и 104m.s.,g.s.Ag.
Е.М. Базлева, С.С. Белышев. Фотоядерные реакции на изотопах кальция
В работе был проведен эксперимент по облучению образца из естественной смеси
изотопов калция. Эксперимент проводился по гамма-активационной методике. В
результате анализа полученных данных были рассчитаны эффективные сечения и
относительные выходы реакций. Проведено сравнение с расчетами по
теоретической модели TALYS.
Р.А. Алиев,
А.Б. Приселкова. Производство радионуклидов для ядерной медицины
В настоящее время в медицинской диагностике и терапии широко применяются различные
радионуклиды. Развитие ядерной медицины на сегодня во многом сдерживается именно
ограниченным предложением радионуклидной продукции. Радионуклиды, применяемые в
медицине, могут быть получены облучением мишеней нейтронами в реакторе,
облучением на ускорителях положительно заряженных частиц (циклотронах, линейных
ускорителях), облучением пучками гамма-квантов на ускорителях электронов и
выделением из долгоживущих предшественников в генераторах.
В ближайшее время следует ожидать расширения круга применяемых
радионуклидов, диверсификации путей их производства, ввода в строй новых
ускорителей. В связи с этим окажутся востребованы работы, связанные и с
получением новых ядерных данных, особенно по малоизученным процессам, и
новые разработки в области изготовления и переработки мишеней.
П.И. Дидык,
А.А. Жуков, А.А. Басовский. Высокопрочные шунтирующий и блокирующий диоды
солнечных батарей космических аппаратов
Разработаны конструкции и технологии изготовления шунтирующих и
блокирующих диодов СБ КА с улучшенными по сравнению с аналогами
характеристиками. Проведены испытания панели СБ с установленными
высокопрочными шунтирующими и блокирующими диодами.
