Приглашенный доклад: О.В. Кечкин. Законы физики

Труды XVII Межвузовской научной школы
Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине

Содержание сборника

П.В. Гурьева. Исследование наноразмерных пленок вольфрама на источнике синхротронного излучения

Алмазоподобные пленки полиметилфенилсилоксана представляют большой интерес в области микро- и наноэлектроники благодаря ряду таких свойств как: простота и дешевизна синтеза, высокая адгезия к широкому ряду материалов, химическая и коррозионная стойкость, низкий уровень остаточных упругих напряжений, твердость, низкий коэффициент трения. Внедрение в матрицу алмазоподобных пленок полиметилфенилсилоксана металлов, размер которых варьируется от десятков до сотен нанометров позволяет изменять значение электрического сопротивления от 10¹⁴ Ом·см до 10^-4 Ом·см. Однако применение подобного типа материалов ограничивается отсутствием систематических исследований их фундаментальных физико-химических свойств. В связи с этим данная работа посвящена изучению фазового состава металла наполнителя в матрице алмазоподобных пленок полиметилфенилсилоксана

Н.В. Иванова, А.А. Кузнецов. Получение ⁹⁹Мо и ^99mTc в результате реакции фотоделения ²³⁸U.

Работа посвящена исследованию способа получения медицинских изотопов ⁹⁹Мо и ^99mТс в результате реакции фотоделения ²³⁸U. Изучение осколков производилось активационным методом (метод, в котором анализируется радиоактивность, наведенная в исследуемой мишени пучком γ - квантов от ускорителя). По известным характеристикам нескольких пиков были рассчитаны средневзвешенные величины выходов и активностей. Произведена оценка наработки ⁹⁹Mo.

А.А. Кузнецов, М.В. Седых. Получение медицинских изотопов на ускорителях электронов

В данной работе изучено фоторасщепление изотопов молибдена методом наведенной γ-активности. Расшифрованы пики в спектрах остаточной активности ⁹⁹Mo, получены экспериментальные данные по выходам реакции ¹⁰⁰Mo(γ,n)⁹⁹Mo для двух положений мишени относительно детектора в области энергий γ-квантов до 55 МэВ. Произведена оценка активности ⁹⁹Mo.

А.В. Дружинина. Сравнение расчетов тормозного спектра на тонкой мишени

Работа посвящена сравнению сечений тормозных фотонов полученных С. Зельцером и М.Бергером, Л.И. Шиффом и с помощью моделирования на GEANT для мишени из ниобия при энергии инициирующих электронов 10 МэВ.

Л.Т. Имашева, Н.В. Антоненко, А.Н. Безбах, Т.М. Шнейдман. Эффект блокировки в расчете двухквазичастичных возбуждений

Two-quasiparticle excited states in heavy nuclei are studied. The single-particle levels are obtained in the frame of modified TCSM. The pairing correlations are treated with the BCS approximation. Special attention is given to the description of blocking effect. The results are compared with the experimental data.
 В данной работе рассматриваются двухквазичастичные возбужденные состояния в тяжелых ядрах. Одночастичные уровни получены из модифицированной ДЦОМ. Парные корреляции рассматриваются в БКШ приближении. Особое внимание уделено описанию роли эффекта блокировки. Проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.

М.Д. Киселев. О некоторых работах в теории и эксперименте на стыке атомной и ядерной физики

В настоящей статье рассматриваются перспективы ядерно-физических исследований при помощи новейших лазеров больших мощностей и описывается влияние атомной структуры на параметры радиоактивных распадов. Приведены основные характеристики экспериментального комплекса ELI-NP  и основные направления исследований в рамках этого проекта. Также рассказывается о различных теоретических подходах, для проверки границ применимости и уточнения которых необходимо развитие новых экспериментальных технологий.

П.С. Глазунов. Распределение электромагнитного поля и интенсивности излучения электрического диполя в слабо проводящей среде

 

А. Д. Федорова, С. С. Белышев. Исследование фотоядерных реакций на изотопах эрбия

Работа посвящена экспериментальному изучению фотоядерных реакций на изотопах эрбия. Исследование фотоядерных реакций является важным источником информации о строении и свойствах атомных ядер. В настоящий момент описание процессов в реакциях под действием гамма- квантов является одной из злободневных задач ядерной физики. Расчет значений выходов реакций, являющийся основной целью данной работы, позволяет увеличить статистику и получить более точные и расширенные сведения о строении и свойствах ядер.
В рамках работы был проведен эксперимент по облучению мишени гамма-активационным методом. В спектрах γ-квантов были идентифицированы изотопы эрбия ¹⁵⁸Er, ¹⁶¹Er, ¹⁶⁵Er и гольмия ¹⁶¹Ho, ¹⁶⁶Ho, ¹⁶⁷Ho. На основе спектров были рассчитаны абсолютные выходы фотоядерных реакций, протекающих в образце.
Результаты работы будут полезны с практической точки зрения. Применение полученного изотопа гольмия ¹⁶⁶Ho является перспективным в радиомедицине для диагностики и лечения раковых опухолей.

А.А. Прохоров. Использование длины пробега тяжелых адронов в триггере эксперимента ATLAS

Триггер детектора ATLAS - это система цифровой электроники, осуществляющая отбор событий в реальном времени набора данных. Важность триггера заключается в том, что он обрабатывает информацию со всех детекторов эксперимента ATLAS  и производит реконструкцию событий. Но так как процесс реконструкции осуществляется в реальном времени, то пропускная способность системы съема данных ограничена, а значит одна из основных задач триггера - это снижение потоков отбираемых событий. При светимостях 2016 года не все алгоритмы, используемые в триггерах позволяют снизить поток событий до оптимальных значений, и для них приходится уменьшать набираемую статистику в разы, отбирая 1 из N событий. Особенно это актуально для димюонных триггеров, которые отбирают пару мюонов с небольшими поперечными импульсами.  В данной работе рассматривается возможность использовать новый критерий отбора - поперечная длина пробега тяжелых адронов - для снижения потоков событий в триггерах и исследуется эффективность отбора сигнальных событий в зависимости от этого параметра для димюонных триггеров.

К.А. Заверткин. Анализ ассоциативного рождения бозона Хиггса с парой топ-кварков и последующего его распада на пару b-кварков

Сообщения об открытии бозона Хиггса появились в ATLAS и CMS в Июле 2012 г. На данный момент обнаружено несколько каналов   распада данной частицы: H → γγ, H → ZZ(*) → 4l,
H → WW(*) → lνlν, H → ττ. Для определения всех ее свойств, важно изучить как можно больше каналов распада. Из-за высокой массы топ кварков их взаимодействие Юкавы гораздо выше, чем для остальных кварков. Наблюдение ttH с дальнейшим распадом на пару b-кварков позволит произвести прямое измерение взаимодействия Юкавы, к которому другие продукты распада бозона Хиггса чувствительны только через петлевые эффекты. H → b  является доминирующим каналом распада бозона Хиггса Стандартной модели. В данной работе представлен анализ ассоциативного рождения бозона Хиггса с топ-кварками. Для анализа использовались данные pp столкновений при 3.2 фб-1 (√s =13 ТэВ), полученные детектором ATLAS за 2015 г. При поиске моды распада H → b были использованы события с одним электроном или мюоном. Для увеличения чувствительности поиска отобранные события классифицировались согласно количеству струй и b-тагированных струй с общим ограничением более 6 струй и более 4 b-струй. Было осуществлено сравнение характеристик, полученных для различных фоновых процессов Монте-Карло моделированием. В работе оценены вклады данных процессов в общий сигнал, а также сделаны выводы о необходимости использования методов многофакторного анализа.

АА Просняков, А.А. Кузнецов. Расчёт сечений фотоядерных реакций в статистической модели

 

Д.Е. Ланской, М.С. Хирк. Смешивание по изоспину в гиперядрах с двойной странностью

Ξ-гиперядро может не быть чистым состоянием  или  , а представлять собой смесь таких состояний. Изоспин низколежащих состояний таких гиперядер также не имеет определенного значения. Используя теоретические модели для потенциала смешивания  
Ξ⁰n ↔Ξ⁻p, мы вычисляем величину смешивания по заряду и изоспину в  Ξ-гиперядрах  p-оболочки. Наиболее чистые по изоспину состояния предсказываются в гиперядрах   и  , в то время как в   низколежащие состояния оказываются почти чистыми по заряду гиперона. В ряде моделей состояния с преобладающим изоспином T = 1 лежат ниже, чем состояния с  
T = 0. Если в эксперименте удастся измерить величину смешивания, это даст ценную информацию о  ΞN-взаимодействии.

М.И. Маликова, А.С. Маевский. Анализ вклада резонансных фононов в распаде B⁰s → J/ψφ

В докладе представлен анализ данных эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере по измерению параметров CP-нарушения в распаде B⁰_s → J/ψφ при энергиях соударений протонов √s = 8 ТэВ. Описана методика учета вкладов резонансных фонов от распадов B⁰_d и Λ⁰_b. Результат статистически скомбинирован с результатом аналогичного измерения ATLAS при √s = 7 ТэВ. Измеренные значения φ_s и ΔΓ_s составляют:

φ_s = –0.090 ± 0.078 ± 0.041 рад,

ΔΓ_s = 0.085 ± 0.011 ± 0.007 пс^–1,

где первая погрешность — статистическая, а вторая — систематическая.

Ю.Ю. Овчаров, А.С. Маевский. Сравнительный анализ спектров заряженных частиц в соударениях протонов в эксперименте ATLAS

Измерения спектров заряженных частиц на коллайдерах позволяют изучать проявления сильных взаимодействий при малых переданных импульсах. В данной работе представлены результаты коллаборации ATLAS по измерению множественности заряженных частиц в pp-соударениях при энергиях 8 и 13 ТэВ в системе центра масс. Приведено сравнение этих результатов друг с другом, а также с аналогичным результатом коллаборации ALICE. Показано, что спектры заряженных частиц по поперечному импульсу становятся более жесткими при увеличении энергии соударений протонов от 8 до 13 ТэВ. Дана количественная оценка данного эффекта в виде показателя степенной зависимости для отношения соответствующих распределений по p_T.

С.С. Макаров, С.А. Пикуз, И.А. Жвания, И.Ю. Скобелев, А.Я. Фавнов, ТА.Пикуз, С.М. Варзарь. Метод ионной камеры абскуры в экспериментах по взаимодействию фемтосекундных лазерных импульсов с газовыми кластерами

В данной работе  был апробирован новый метод диагностики лазерно-кластерных взаимодействий – метод пинхол изображений. Это аналог получения оптических изображений с помощью камеры обскуры. На основе анализа полученных нами теневых изображений плазмы и пинхол изображений ионного источника были изучены процессы, происходящие при взаимодействии высокоинтенсивного фемтосекундного лазерного излучения с газово-кластерной мишенью.

В.В. Варламов, В.Д. Кайдарова, М.Е. Степанов. Достоверность сечений парциальных фотонейтронных реакций для ядра ⁹⁸Мо

Настоящая работа посвящена анализу достоверности экспериментальных данных о сечениях парциальных фотонейтронных реакций на ядре ⁹⁸Mo и их оценке в рамках экспериментально – теоретического метода оценки, основанного на использовании физических критериев достоверности данных.

А.В. Кожемяко, Ю.Б. Балакшин, А.А. Шемухин, B.C. Черныш. Изучение профилей распределения имплантированного в кремний железа при энергиях 90 и 250 кэВ

Проведена имплантация ионов железа с энергиями 90 и 250 кэВ и дозой облучения 10¹⁶ ион/см² в монокристалл кремния с ориентацией (110). С помощью метода резерфордовского обратного рассеяния в сочетании с каналированием изучены профили распределения внедренной примеси. Экспериментальные результаты сравнивались с результатами моделирования бинарных соударений методом Монте-Карло в программе TRIM. Показано, что при энергии 90 кэВ экспериментальный максимум распределения внедрённой примеси сдвинут к поверхности по сравнению с рассчитанным значением. При этом происходит полное разрушение кристаллической структуры. С увеличением энергии до 250 кэВ экспериментальный и рассчитанный профили распределений совпадают в пределах погрешности и  полного разрушения структуры кристалла не произошло.
Iron ions with energies of 90 and 250 keV and the irradiation dose of 10¹⁶ ions/cm² were implanted in the single crystal of silicon (110). The distribution profiles of implanted impurity was studied by the method of Rutherford backscattering coupled with channeling. The experimental results were compared with the results of simulations of binary collisions of the Monte Carlo method in the TRIM program. Shown that at an energy of 90 keV experimental maximum of distribution of the implanted impurities shifted to the surface as compared to the calculated value. Thus there is a total destruction of the crystal structure. With the increase of energy up to 250 keV experimental and calculated distributions profiles coincide within the error. And there is a total destruction of the crystal structure. And complete destruction of the crystal structure has not occurred.

В.В. Варламов, В.А. Барбарян, М.Е. Степанов. Обработка и анализ данных по фоторасщеплению ¹⁴⁰Ce. Надежность и достоверность данных.

Для ядра ¹⁴⁰Ce проанализированы сечения парциальных фотонейтронных реакций, полученных на пучках квазимоноэнергетических фотонов. Проверены критерии достоверности и надежности экспериментальных данных. В качестве таких критериев использованы функции множественности

F_i = σ(γ,in)/σ(γ,xn) = σ(γ,in)/[σ(γ,1n) + 2σ(γ,2n) + 3σ(γ,3n) + ...],

 которые для различных (i = 1, 2, 3, …) парциальных фотонейтронных реакций (γ,n), (γ,2n),
(γ,3n),… не могут иметь значений, превышающих соответственно 1.00, 0.50, 0.33,… Показано, что экспериментальные данные по сечениям реакций (γ,n) и (γ,2n) полученные с помощью методов разделения нейтронов по множественности, основанных на измерении их кинетической энергии, удовлетворяют критериям достоверности, но также были обнаружены расхождения между интегральными характеристиками теоретических и экспериментальных данных.

С.В. Сидоров, А.А. Джиоев. Парные корреляции и эффект блокировки в ядрах в рамках теории БКШ

Проводится изучение парных корреляций в рамках теории БКШ в ядрах вблизи ⁵⁶Fe. Производится расчет энергетической щели в сферических ядрах с валентными нуклонами уровнях 1f_7/2 и 2p_3/2. В системах из нечетного количества нуклонов учитывается эффект блокировки.

Л.Т. Имашева, Б.С. Ишханов, С.В. Сидоров, М.Е. Степанов, Т.Ю. Третьякова.  Мультиплеты аналоговых состояний в нечетно-нечетных ядрах N = Z

Спаривание нуклонов приводит к формированию мультиплетов основного состояния ядра, причем энергия спаривания определяет величину расщепления мультиплета. В настоящей работе обсуждаются различные методы расчета энергии np-спаривания. Эти оценки использованы для воспроизведения GSM-мультиплетов в нечетно-нечетных ядрах с N = Z. Последующее сравнение с экспериментальными спектрами может служить критерием для выявления наилучшего из рассматриваемых методов.

И.М. Ашарчук, М.С.Баранов, М.Е. Сарычева, К.В. Хайдуков. Нанокристаллы β-NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺ как активная среда для создания компактных волновых лазеров

Исследованы фотолюминесцентные свойства синтезированных нанокристаллов NaYF₄, легированных ионами редкоземельных элементов Tm³⁺, Yb³⁺, Измерены спектры люминесценции и поглощения в видимой и ближней ИК областях 300-1000 нм. Произведены измерения энергии фононов нанокристаллов, средняя энергия фонона составила 332см^-1. Изготовлен оптический волновод 8х8 мкм длиной 3 см с импрегнированными наночастицами NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺ как перспектива создания компактного волноводного лазера в видимом и УФ диапазоне.

О.В. Мешков, А.С. Маевский. Калибровка экспериментальной установки для исследования переходного излучения на пучках SPS (CERN)

 

И.А. Золотарев, Л.С. Новиков, В.И. Оседло, В.И. Тулупов, Н.П. Чирская. Моделирование характеристик детектора космических излучений

 

А.А. Устинов, П.Г. Бабаевский, Н.А. Козлов. Прогнозирование долговечных клеевых соединений металлов и полимерных композиционных материалов с заданным дефектом по результатам пассивного («КОМПЛАСТ») и активного («КРТ») космических экспериментов и наземных испытаний

В работе приведены сравнительные исследования параметров трещиностойкости клеевых соединений на основе трех типов клеев, которые длительно экспонировались в космических условиях, хранились на Земле и были подвергнуты дооблучению. С учетом полученных данных о параметрах трещиностойкости для указанных типов образцов рассчитана допустимая нагрузка на трещину и размер трещины, которые гарантируют работоспособность клеевого соединения не менее 18 лет.

К.В. Хайдуков, В.И. Соколов, М.Е. Сарычева, И.М. Ашарчук. Исследование фотолюминесцентных свойств наноразмерных фосфоров β-NaLuYF₄: Yb³⁺/Er³⁺/Се³⁺ и их пригодность для создания компактного волноводного усилителя для С-диапазона

Показан метод формирования полимерного волноводного усилителя для  С - диапазона на основе новых нанокристаллов со структурой ядро@оболочка β-NaLuF₄@NaLuF₄ солегированных редкоземельными ионами Er³⁺, Yb³⁺, Ce³⁺. Наночастицы имеют размер 20 нм и обладают интенсивными линиями стоксовой люминесценции в телекоммуникационном С - диапазоне спектра при накачке излучением с длиной волны 970-980 нм. Исследована кинетика фотолюминесценции β-NaLuF₄: Er³⁺/ Yb³⁺/ Ce³⁺ в ИК области спектра. Показано, что введение ионов церия препятствует последовательному лестничному возбуждению ионов эрбия.  В результате время жизни перехода Er^{3+ 4}I_13/2→ ⁴I_15/2  увеличилось до 6.9 мс. Коэффициент оптического усиления вблизи 1530 нм в одномодовом полимерном волноводе размером 8х7 мкм составил ~ 1.61 дБ.

Д.Д. Колбасова. Послестолкновительное взаимодействие электронов при многократной ионизации атомов импульсами интенсивного вакуумно- ультрафиолетового излучения

Dynamics of electrons ejected under the influence of high-intensity vacuum-ultraviolet (VUV) radiation is studied by computer modeling. The effects observed in massively parallel ionization of atoms exposed to strong light pulses are studied by example of the Kr atom irradiated by the 210- eV VUV pulse with the intensity I=10¹⁰ ph/um²⸱fs. The importance of post-collision Coulomb interaction between electrons in massive ionization of atoms under the influence of the VUV beams of free-electron lasers was proved.   

А.П. Черняев, В.В. Розанов, А.А. Николаева, А.В. Белоусов, Д.С. Юров. Методика метрологического обеспечения радиационной стерилизации биоимплантов.

В статье описываются этапы метрологического обеспечения радиационной стерилизации костных имплантатов. Эксперимент по радиационной стерилизации образцов костных имплантатов проводился на линейном ускорителе электронов непрерывного действия на энергию 1 МэВ.

В.А. Михалевский, О.А. Новодворский, О.Д. Храмова, Л.С. Паршина, А.А. Лотин,
Е.А. Черебыло, С.Ф. Маренки, Л.Н. Аронов, Б.А. Аронзон. Влияние внешнего постоянного магнитного поля на вольт-амперные характеристики полупроводниковых тонких пленок INSB:MN, полученных методом импульсного лазерного осаждения

Методом импульсного лазерного осаждения получены пленки ферромагнитного полупроводника InSb:Mn p-типа. Исследована зависимость магнетосопротивления этих пленок от внешнего постоянного магнитного поля, температуры и приложенного напряжения методом ВАХ.

М.О. Орлова, Е.Н. Воронина, Л.С. Новиков, Н.П. Чирская. Радиационная защита космических аппаратов с помощью наноматериалов

В работе рассчитано ослабление потока энергии пучков протонов и более тяжелых ионов полимерными композитами и многослойными экранами. Даны оценки эффективности радиационной защиты, обеспечиваемой рассмотренными материалами. Результаты выполненных расчетов могут быть использованы для оптимизации конструкции радиационно-защитных экранов.

Д.С. Кулешов, А.А. Маклецов, Л.С. Новиков. Влияние вторично-эмиссионных токов на процесс электризации космических аппаратов

На основании результатов проведенных в работе расчетов показано, что токи вторичной электронной эмиссии оказывают сильное влияние на величину отрицательного потенциала поверхности космического аппарата при его заряжении в окружающей плазме. С увеличением этих токов потенциал поверхности снижается. Если суммарный ток вторичной электронной эмиссии становится сопоставимым по величине с электронным плазменным током, потенциал поверхности может быть близким к нулевому значению. Абсолютная величина потенциала растет с увеличением температуры окружающей плазмы, при этом общий характер влияния вторично-эмиссионных токов на величину потенциала сохраняется.

Б.А.Омаров, Л.С. Новиков, Н.П. Чирская. Численное моделирование воздействия атомарного кислорода на полимерные материалы

Проведено численное моделирование эрозии поверхности полимерных материалов под действием атомарного кислорода. В рамках разных моделей взаимодействия с мишенью исследовано ослабление потока атомов кислорода по мере его проникновения в толщу мишени при углах падения атомов 0 - 30 градусов.

Р.С. Аралбаев, Л.С. Новиков, Н.П. Чирская. Моделирование формирования объемного электрического заряда в диэлектриках при их облучении электронами

Численными методами проведено моделирование накопления электрического заряда в тонкослойных структурах типа металл-диэлектрик-металл при их облучении электронами с энергиями в интервале  1 -10 МэВ. Показано, что процессы образования вторичных электронов оказывают сильное влияние на величину и знак накапливаемого внутри слоев электрического заряда. Электрическая прочность диэлектрических слоев зависит от нескольких параметров, включая собственную и радиационную проводимость диэлектрика, мощность дозы воздействующего ионизирующего излучения, энергию падающих частиц.

Д.С. Умаров, Л.С. Новиков, А.А. Маклецов, В.В. Синолиц. Оценка уровня электризации космических аппаратов в магнитосферной плазме

С помощью компьютерных программ COULOMB 2 и SPIS рассчитаны  значения потенциала металлического корпуса модели космического аппарата сложной конфигурации с неоднородной поверхностью и распределения потенциалов на поверхности при электризации аппарата в космической плазме. Полученные результаты сопоставлены с расчетными данными других авторов, использовавших программы NASCAP и  MUSCAT. Получены зависимости потенциала диэлектрических элементов поверхности от параметров окружающей космической плазмы.

Н.А. Федоров, Ю.Н. Копач, И.Н. Русков, Т.Ю. Третьякова. Использование установки «TANGRA» для изучения и нейтронно-индуцированных ядерных реакций.

В Лаборатории Нейтронной физики им. И.М. Франка (ОИЯИ) была создана установка “TANGRA” (Меченые нейтроны и гамма-лучи) для исследования нейтронно-индуцированных ядерных реакций с использованием метода меченых нейтронов. В данной работе описывается конструкция этой установки и обсуждаются первые полученные результаты.

М.Л. Маркова, Т.Ю. Третьякова, Н.А. Федоров. Влияние нейтронного избытка на структуру ld2s оболочки в изотопах кремния.

 

Н.П. Чирская, П.А. Климов, С.А. Шаракин. Регистрация космических лучей низких энергий прибором «ТУС» на борту спутника «ЛОМОНОСОВ»

В работе обсуждаются данные по регистрации треков космических лучей фотоприемником прибора «ТУС». Представлены широтное распределение таких событий и результаты математического моделирования с помощью программного комплекса GEANT4,  подтверждающие связь регистрируемых импульсов с прохождением через детектор заряженных частиц с энергиями ~ 1 – 10 ГэВ.

 

27.12.2016