СПЕКТРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ 200 МэВ В КРИСТАЛЛАХ АЛМАЗА И КРЕМНИЯ ПРИ АКСИАЛЬНОЙ И ПЛОСКОСТНОЙ ОРИЕНТАЦИИ. В.Б.Ганенкои др. . . . . . . . . . . . . . . . .
32
РАЗРАБОТКА И ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОТОТИПА БАЗОВОГО ДЕТЕКТОРНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ВНУТРЕННЕГО ТРЕКЕРА ЭКСПЕРИМЕНТА LHCb. С.С. Кандыбей и др. . . . . . . . . . . . . .
33
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕВОЗБУЖДЕНИЯ ИЗОМЕРА178m2Hf С ПОМОЩЬЮ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. А.Н. Довбня и др. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
Секция 2. Ядерно-физические методы в смежных науках
ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ВЗАЄМОДІЇ ІОНІВ 18O З ЯДРАМИ 7Li ТА 6Li ПРИ ЕНЕРГІЇ 114 МеВ З ВРАХУВАННЯМ ПРУЖНОГО, НЕПРУЖНОГО РОЗСІЯННЯ ТА РЕАКЦІЙ ОДНОНУКЛОННИХ ПЕРЕДАЧ. В.В.Улещенко та ін. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
ГЛОБАЛЬНИЙ ОПТИЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ ДИФРАКЦІЙНОГО
РОЗСІЯННЯ КИСНЮ 16O НА ІЗОТОПАХ ВУГЛЕЦЮ
В ШИРОКОМУ ІНТЕРВАЛІ ЕНЕРГІЙ. О.А. Понкратенко та ін. . . . . . .. .
Секция 7. Исследования и разработки ускорителей и накопителей заряженных частиц
Session 7. Investigations and developments of charged-particle accelerators and storage rings
К ВОПРОСУ О ЗАВИСИМОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОНА В ТЕМ-ВОЛНЕ ОТ ВЕЛИЧИНЫ АМПЛИТУДЫ ПОЛЯ. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ. Ю.Н. Григорьев и др. . . . . . . . . . . . . . . . . .
92
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНЕЦИЯ-99m НА БАЗЕ ИСТОЧНИКА НЕЙТРОНОВ В ННЦ ХФТИ. И.М. Карнаухов и др. . . . . .
УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРЕДПРОБОЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГО ВАКУУМА. А.Ю. Карпенко, Я.В. Профатилова, С.А. Пустовойтов, В.А. Батурин . . . . . . . . . .
98
ФОРМИРОВАНИЕ ПУЧКОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИОНОВ
ДЛЯ ИМИТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ. В.А. Батурин и др. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
УПРАВЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВОМ ИОНИЗИРОВАННОЙ
КОМПОНЕНТЫ И ЕЕ СОСТАВОМ НА ВЫХОДЕ ИСТОЧНИКА КЛАСТЕРНОГО ПУЧКА. А.Ю. Карпенко, В.А. Батурин. . . . . . . . . . . . . . .
99
ИЗМЕРЕНИЕ ЭМИТТАНСА И ПРОФИЛЯ ПУЧКА ИОНОВ
ЭСУ «СОКОЛ» ИПФ НАН УКРАИНЫ. И.Г. Игнатьев и др. . . . . . . . . . . .
99
РАЗРАБОТКА СФЕРИЧЕСКОГО ИОНИЗАТОРА ДЛЯ ЦЕЗИЕВОГО ИСТОЧНИКА ИОНОВ. В.Б. Москаленко и др. . . . . . . . . .
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПУЧКА В ИСТОЧНИКЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ «НЕСТОР». П.И. Гладких и др. . . . .
ВЛИЯНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ НА ФОСФОРЕС-ЦЕНЦИЮ И ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ. В.Т. Маслюк и др. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
105
ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ ЗАВИСИМОСТИ ЭФФЕКТИВНОСТИ HPGE-ДЕТЕКТОРА ОТ ЭНЕРГИИ И РАССТОЯНИЯ ДО ИСТОЧНИКА.
А.И. Лендьел и др. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
106
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМАМ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ. М.В. Евланов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
106
О ПРИМЕНЕНИИ системыAUTOCAD ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Т.Н. Сергиенко. . . . . . . . . . . . . . . . . .
106
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕБ-СОКЕТОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ОНЛАЙН-СИСТЕМ ОБМЕНА ДАННЫМИ. В.А. Лукьянова, В.Г. Кобзев . . . . . . . .
107
ТЕХНОЛОГИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА ЭКСПЕРИМЕН-ТАЛЬНЫХ ДАННЫХ НА АНОМАЛЬНОСТЬ. В.Т. Кобзев. . . . . . . . . . . . . .
108
Пленарное заседание 5. Физика и техника детекторов излучений, фундаментальные исследования процессов взаимодействия ультрарелятивистских частиц с монокристаллами и веществом
Plenary meeting 5. Physics and technics of radiation detectors, basic research into the processes of interaction of ultrarelativistic particles with single crystals and matter
ДЕТЕКТИРУЮЩИЙ МОДУЛЬ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ НЕЙТРОНОВ НА ОСНОВЕ ПЛАНАРНОГО КРЕМНИЕВОГО ДЕТЕКТОРА И МЕТАЛ-ЛИЧЕСКОГО ГАДОЛИНИЕВОГО КОНВЕРТЕРА. Г.П. Васильев и др. . .
109
ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РАЗРЕШЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ НЕОХЛАЖДАЕМЫХ ПЛАНАРНЫХ ДЕТЕКТОРОВ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ДОЗ. Г.П. Васильев и др. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины, Харьков, Украина
В начале лета 2015 г., после более чем двухгодичного перерыва возобновил свою работу в ЦЕРН Большой адронный коллайдер (БАК). По сравнению с 1-м сеансом работы коллайдера (2009–2013гг.) энергия протон-протонных соударений существенно увеличена – до нового рекордного (для ускорительных экспериментов) значения 13 ТэВ. Уже в первые месяцы после старта 2-го сеанса была достигнута пиковая светимость 0,5×1034 см-2×с-1 (почти половина от проектной величины БАК). Для ослабления негативного воздействия эффектов наложения событий при дальнейшем увеличении светимости коллайдера интервал между банчами уменьшен в 2 раза (до 25 нс). В одном из 2-х крупнейших «многоцелевых» экспериментов БАК, CMS, к концу 2015 г. получена выборка событий (зарегистрированных протон-протонных соударений) суммарным объемом 3,6 фбн-1. Предполагается, что во 2-м сеансе БАК триггер CMS будет отбирать для офлайн-обработки ~ 1000 соб./с, что в среднем в 2,5 раза больше, чем во время 1-го сеанса работы коллайдера. Таким образом, требования к распределенной системе, обеспечивающей обработку данных эксперимента, значительно возросли. Специализированный вычислительный комплекс ННЦ ХФТИ является активным элементом этой системы, принимая данные CMS для обработки, начиная со старта БАК в 2009 г. Комплекс работает на 2-м ярусе (Т2) иерархичной грид-инфраструктуры CMS, и его ресурсы используются для физического анализа накапливаемой в эксперименте информации. С началом 2-го сеанса БАК интенсивность поступления данных CMS на комплекс (Т2-центр T2_UA_KIPT) существенно возросла: за 2015 г. в центр T2_UA_KIPT было передано для обработки более 350 Тбайт экспериментальной информации – почти столько же, сколько за весь предыдущий период участия комплекса в грид-инфраструктуре CMS. При этом обеспечивался достаточно высокий (более 80%) уровень готовности центра к участию в обработке данных. В ННЦ ХФТИ также продолжены работы по физическому анализу накапливаемых в эксперименте CMS данных – в частности, первых сертифицированных выборок протон-протонных соударений при энергии 13 ТэВ, зарегистрированных в 2015 г. С целью адаптации разработанных ранее алгоритмов и программ к условиям 2-го сеанса БАК (в частности, к новым форматам данных) были выполнены идентификация процессов инклюзивного образования Z-бозонов по распадам Z®μ+μ-, а также выделение адронных струй, характеризуемых разными параметрами их восстановления. В ННЦ ХФТИ также в рамках эксперимента CMS ведутся работы по изучению радиационной стойкости пластических сцинтилляторов, используемых в активных элементах адронного калориметра детектора CMS. В частности, выполнены измерения деградации световыхода для образцов сцинтиллятора, подвергнутых облучению тормозными фотонами на линейном ускорителе электронов (10 МэВ) в различных средах при относительно малых величинах мощности дозы.
Работа поддержана грантами, выделенными НАН Украины в рамках целевой комплексной программы «Грид-инфраструктура и грид-технологии для научных и научно-прикладных применений» и целевой программы сотрудничества НАНУкраины с ЦЕРН и ОИЯИ «Перспективные фундаментальные исследования по физике высоких энергий и ядерной физике».
РАСПАДЫ БОЗОНА ХИГГСА И РЕЗОНАНСА
ПРИ 750 ГэВ НА ДВА Z-БОЗОНА С УЧЕТОМ
ТОЖДЕСТВЕННОСТИ КОНЕЧНЫХ ФЕРМИОНОВ
Т.В. Загоскин, А.Ю. Корчин
Институт теоретической физики им. А.И. Ахиезера ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
В 2012-м году коллаборации ATLAS и CMS, работающие на Большом адронном коллайдере, зарегистрировали [1] нейтральный бозон с массой около 126 ГэВ, который называют бозоном Хиггса. В конце 2015-го года те же коллаборации сообщили об обнаружении в протон-протонных столкновениях пика в спектре инвариантной массы двух фотонов в районе 750 ГэВ. В настоящее время важной задачей является изучение свойств бозона Хиггса, а также двухфотонного резонанса, если существование последнего будет доказано. Для этого мы рассматриваем распад нейтральной частицы X с нулевым спином и произвольной CP-четностью на два Z-бозона вне массовой поверхности, каждый из которых распадается на фермион-антифермионную пару. Исследуется точность приближения узкой ширины Z-бозона для получения дифференциальных ширин данного распада, наблюдаемые связанные с CP-свойствами частицы X, а также эффекты тождественности фермионов.
1. G. Aad et al. (ATLAS Collaboration) // Phys. Lett. B. 2012, v. 716, p. 1.
СПОНТАННЫЕ КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И ТЕОРИЯ ПОЛЯ
В.Ф. Клепиков
Институт электрофизики и радиационных технологий НАН Украины,
Харьков, Украина
Спонтанные критические явления (СКЯ) присущи практически всем отраслям физики: это и рассеяние элементарных частиц при высоких энергиях; пленение кварков; космология (эволюция Вселенной); эффект Хиггса; унификация фундаментальных взаимодействий; квантовые кооперативные фазы и их переходы; турбулентность и т.д. Предложена универсальная концепция СКЯ для описания столь различных явлений на основе конкурирующих сильно взаимосвязанных градиентов полей параметров порядка (ППП). Рассмотрено поэтапное спонтанное нарушение симметрии (СНС) в цепочке новых фазовых переходов, в том числе СНС для дискретной суперсимметрии, что связано также с проблемой темной материи. Обсуждаются проблемы перенормируемости теорий поля в критической области, а также сходимости диаграмм Фейнмана и регуляризации для этих теорий с высшими производными. Работа поддержана грантами целевой комплексной программы НАН Украины «Фундаментальные проблемы создания новых наноматериалов и нанотехнологий» №62/15‑Н; целевой комплексной программы НАН Украины №ЦО-16-2/2015.
РОЖДЕНИe D- И J/ψ-МЕЗОНОВ В протон-протонном РАССЕЯНИИ НА БОЛЬШОМ АДРОННОМ КОЛЛАЙДЕРЕ
В.В. Котляр, Н.И. Маслов
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Кратко обсуждаются теоретические подходы, которые используются для интерпретации данных о рождении D- и J/ψ-мезонов в рр-столкновениях на Большом адронном коллайдере (БАК) ЦЕРН, и результаты расчетов на основе теории возмущений (ТВ) в квантовой хромодинамике, которые учитывают партонные процессы в порядках, следующих за лидирующим. Проведено моделирование процессов рождения D-, J/ψ- ипар D-мезонов совместно со струями. В лидирующем порядке (ЛП) ТВ дифференциальные сечения и корреляционные функции вычисляются с помощью генератора событий Pythia 8. Вклады более высоких порядков ТВ в p + p → c + cbar + jets + X включены в расчеты с использованием MadGraph5_aMC@NLO.Исследуется влияние многократных партонных взаимодействий, пространственно- и времениподобных ливней, процессов в следующих за ЛП ТВ на сечения и корреляционные наблюдаемые для различных значений множественности заряженных частиц. Изучаются неопределенности вычисленных наблюдаемых, которые связаны с выбором шкал перенормировки и факторизации, а также чувствительность наблюдаемых к функциям распределения партонов. Рассчитанные дифференциальные сечения сравниваются с данными, полученными в экспериментах ALICE, ATLAS, CMS и LHCb. Корреляционные наблюдаемые анализируются в областях поперечных импульсов и быстрот частиц, в которых могут быть проведены измерения на БАК. Для исследования механизмов рассмотренных реакций значительный интерес, как показывают выполненные расчеты, представляют корреляционные изменения, которые могут быть проведены на детекторе ALICE с регистрацией частиц в центральной области быстрот и под малыми углами относительно оси пучков.
Исследование влияния среды облучения на степень повреждения Пластических сцинтилляторов
Л.Г. Левчук, Александр А. Луханин, В.Ф. Попов, П.В. Сорокин, Е.А. Споров
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ НАН Украины, Харьков, Украина
Исследована зависимость радиационной стойкости пластических сцинтилляторов UPS-923A (Amcrys, Украина) и SCSN-81 (Kuraray, Япония) от среды облучения. Облучение образцов сцинтилляторов было проведено фотонами тормозного излучения в воздухе, атмосфере азота и аргона и в вакууме на линейном ускорителе электронов с энергией ≈ 10 МэВ.
Для облучения образцов сцинтилляторов в атмосфере азота и аргона и в вакууме использовалась камера Æ192 и толщиной 20 мм, имеющая входное окно, затянутое алюминиевой фольгой толщиной 0,1 мм. Облучаемые образцы размещались внутри по центру камеры, а образцы сцинтилляторов, облучаемые на воздухе, размещались на наружной поверхности входного окна камеры.
При облучении образцов сцинтилляторов в атмосфере азота через камеру продувался азот, скорость продувки которого была 1...3 см3/с, а при облучении в атмосфере аргона камера заполнялась аргоном под давлением 0,3 ати. При облучении образцов сцинтилляторов в вакууме камера была откачана
до 1.5•10-2 мм рт. ст. Дозиметрия проводилась с помощью дозиметров HarwellRed 4034 и FWT-60-00, которые устанавливались как на наружной поверхности камеры, так и внутри камеры.
Сравнение величины относительного светового выхода для образцов сцинтилляторов после их облучения в разных средах показало, что их величина различается не более чем на 5%. Такое различие в величине относительного светового выхода лежит в пределах ошибки измерительной системы.
Полученные нами результаты дают основание сделать вывод, что степень повреждения пластических сцинтилляторов не зависит от среды облучения, а определяется величиной набранной интегральной дозы и мощностью набора дозы. Работа выполнена в рамках договора №Ц0-9-1/2015.
СТОХАСТИЧЕСКОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ В ИЗОГНУТОМ КРИСТАЛЛЕ
И РАСЩЕПЛЕНИЕ ПУЧКА
И.В.Кириллин1, Н.Ф.Шульга1,2
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков, Украина
Стохастическим отклонением заряженных частиц в изогнутом кристалле называется механизм, предложенный в 1991 г. сотрудниками ННЦ ХФТИ Н.Ф. Шульгой и А.А. Гриненко [1], который заключается в отклонении частиц при их многократном рассеянии в поле изогнутых цепочек атомов кристалла. В работе проведен анализ зависимости эффективности стохастического механизма отклонения высокоэнергетических заряженных частиц в изогнутом кристалле от радиуса кривизны кристалла. Показано, что в зависимости от начальных условий возможно как отклонение пучка изогнутым кристаллом на угол изгиба кристалла, так и расщепление пучка на несколько пучков.
Работа поддержана научно-исследовательскими проектами НАН Украины №Ф12-2015 и ДФФД Украины №Ф64/39.
1. А.А. Гриненко, Н.Ф. Шульга // Письма в ЖЭТФ. 1991, т. 54, с. 520.
Секция 1. Фундаментальные исследования при промежуточных ивысоких энергиях
Session 1. Basic research at intermediate and high energies
Институт электронной физики НАН Украины, Ужгород, Украина
Наблюдаемая тонкая структура дифракционного конуса
в дифференциальном сечении упругого рассеяния протонов на протонах при энергиях БАК описывается в рамках многокомпонентной модели померона, которая включает неэкспоненциальное поведение в дифракционном конусе.
ПРИМЕНЕНИЕ АДИАБАТИЧЕСКОГО ПОДХОДА К ОПИСАНИЮ СОСТОЯНИЙ ТОЖДЕСТВЕННЫХ НУКЛОНОВ ЧЕТНО-ЧЕТНЫХ ЯДЕР
Ужгородский национальный университет, Ужгород, Украина
Учет угловых и радиальных корреляций нуклонов и соответственно эффектов спаривания нуклонов одного сорта приводит к необходимости иметь методы расчета двухнуклонных связанных состояний четно-четных ядер, которые выходят за рамки однонуклонных приближений типа Хартри–Фока [1]. Как известно, теория парных корреляций тождественных нуклонов построена независимо Беляевым [2] и Соловьевым [3] на основе формализма вторичного квантования. В работе парные корреляции между нуклонами предложено учитывать в потенциальном подходе в рамках адиабатической трехчастичной модели [4], в которой четно-четное ядро рассматривается как система, состоящая из ядерного остова и двух валентных нуклонов. В основе модели лежит предположение о разделении движения валентных нуклонов в пространстве R6 на быстрое движение по угловым переменным на сфере S5(W) и адиабатическое (медленное) вдоль гиперрадиуса R. Эффективность адиабатического подхода проиллюстрирована на примере численного расчета возбужденных состояний для целого ряда четно-четных ядер. Исследованы также вклады так называемых энергий спаривания, обусловленных корреляциями тождественных нуклонов.
1. Б.И. Барц и др. Метод Хартри–Фока в теории ядра. К.: Наук. думка, 1982.
2. S.T. Belyaev // Dan. Mat. Fys. Medd. 1959, v. 31, p. 1.
3. V.G. Soloviev // Nucl. Phys. 1958, v. 9, p. 655.
АНАЛІТИЧНІ ФОРМИ ХВИЛЬОВОЇ ФУНКЦІЇ І ФОРМФАКТОРИ ДЕЙТРОНА ДЛЯ ПОТЕНЦІАЛІВ NijmI, NijmII, Nijm93 іReid93
В.І. Жаба
Ужгородський національний університет, Ужгород, Україна
Чисельно розраховані коефіцієнти аналітичних форм для хвильової функції дейтрона в координатному представленні для потенціалів неймегенської групи (NijmI, NijmII, Nijm93 і Reid93 [1]). Аналітичні форми вибрано у виді сум експоненціальних членів [2]: RL(r) = rL∑Aiexp(-air2). Також проведено апроксимацію хвильової функції дейтрона і по аналітичній формі виду RL(r) = r∑Aiexp(-air2). Остання з них виявляється кращою при розрахунку χ2.
Отримані хвильові функції не містять надлишкових вузлів. Розраховані параметри дейтрона добре узгоджуються з експериментальними і теоретичними даними. Розраховані по хвильовим функціям поляризаційні характеристики (компонента тензора чутливості до поляризації дейтронів Т20, поляризаційна передача К0, тензорна аналізуюча здатність Ауу і тензор-тензорна передача поляризації Куу) співрозмірні з раніше опублікованими.
Також обчислені формфактори і дейтронна тензорна поляризація (t20, t21, t22).Кут розсіяння рівний 700.Порівнюються отримані результати з раніше опублікованими теоретичними [2] й експериментальними [3] даними.
1. J.J. de Swart et al. // Few-Body Systems. 1996, v. 8, p. 438-447.
2.S.B. Dubovichenko // Phys. Atom. Nucl. 2000, v. 63, p. 734-738.
3.D. Abbottetal. // Eur. Phys. J.A. 2000, v. 7, p. 421-427.
АНАЛІЗ АКТИВАЦІЙНИХ РІВНІВ, УТВОРЕНИХ
У РЕАКЦІЇ (γ,γ’)m НА СЕРЕДНІХ І ВАЖКИХ ЯДРАХ
В.І. Жаба, І.В. Головчак
Ужгородський національний університет, Ужгород, Україна
Досліджено енергетичні залежності абсолютних виходів реакції (γ,γ’)m на ядрах 77Se, 79Br, 89Y, 103Rh, 111Cd, 137Ba, 179Hf, 197Aui199Hg[1]. Монотонно зростаючий хід кривих виходів порушується при деяких значеннях енергій. Тому за допомогою статистичного пакету ці енергетичні залежності виходів було проаналізовано на наявність зломів, оскільки точки зломів відповідають енергетичним рівням ізомеру. Аналіз проводився з використанням набору прямих. Причому враховано крок експериментальних вимірів і похибки виходів. Отримано не тільки виявлені активаційні рівні, але й відповідні відхилення при обробці декількома прямими одного злому (Ea± ΔEa): для 77mSe: (6,32 ± 0,02) МеВ; для 79mBr: 7,24± 0,03, 8,35± 0,07, (8,70± 0,08) МеВ; для 89mY: 7,58± 0,06, 8,29± 0,05, (8,68± 0,01) МеВ; для 103mRh: (7,87 ± 0,05) МеВ; для 111mCd: 6,89±0.10, (7,35±0.09) МеВ.
1. В.С. Бохінюк, В.І. Жаба, О.М. Парлаг // Тези доповідей ХХII щорічної наукової конференції ІЯД НАН України. 26–30 січня 2015. К.: 2015, с. 24-25.
РОЗРАХУНОК ДИФЕРЕНЦІАЛЬНОГО ПЕРЕРІЗУ
ФОТОЯДЕРНИХ РЕАКЦІЙ НА ІЗОТОПАХ ІНДІЮ
В.І. Жаба, М.М. Лазорка
Ужгородський національний університет, Ужгород, Україна
Проаналізовано збудження ізомерних станів в реакціях (g,g’), (γ,n) на ізотопах індію 113Іn і 115Іn [1]. По експериментальним виходам проведено перерахунок перерізу реакції 115Іn(γ,n)114mIn [2] методами «оберненої матриці» (Пенфольда-Лейсса) і «регуляризації» Тіхонова.
У пакеті TALYS-1.6 [3] чисельно розраховано диференціальний переріз реакцій 113Іn(γ,n)112mIn і 115Іn(γ,n)114mIn. Інтервал енергій становив 8,5...25 МеВ з кроком розрахунку 0,1 МеВ. Отримано результати для п’яти моделей густини рівнів нукліда. Наприклад, для ldmodel 2 (моделі фермі-газу із зворотнім зміщенням) максимум перерізу реакції 113Іn(γ,n)112mIn становить 194,06 мб при 1,58 МеВ, а для реакції 115Іn(γ,n)114mIn – 49,593 мб при 15,9 МеВ.
Обробка піків перерізів проводилася в статистичному пакеті. У якості апроксимуючої функції була вибрана функція Гауса. Отримані результати добре співпадають у максимумі з даними, отриманими методами Пенфольда–Лейсса
і Тіхонова, а також з іншими літературними експериментальними даними.
1. В.С. Бохінюк, О.М. Парлаг, В.А. Пилипченко // Наук. вісник Ужг. унів. Сер.«Фізика». 2011, №30, c. 154-159.
2.В.И.Жаба, А.М. Парлаг // ВАНТ. 2015, №3, c. 34-37.
3. TALYS: Home: http://www.talys.eu
ДВУХФОТОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА
В ИМПУЛЬСНОМ ЛАЗЕРНОМ ПОЛЕ
В.Н. Недорешта, А.И. Ворошило, С.П. Рощупкин
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Теоретически исследован процесс резонансного двухфотонного излучения электрона в поле импульсной лазерной волны. Рассмотрено приближение, когда длительность электромагнитного импульса значительно больше, чем характерное время осцилляции волны. Определена резонансная кинематика процесса, при которой промежуточная частица находится вблизи массовой поверхности. В работе [1] были проведены теоретические расчеты вероятности для резонансного протекания данного процесса в поле монохроматической волны. В работе получены аналитические выражения для амплитуды и вероятности процесса двухфотонного излучения электрона в импульсном лазерном поле. Показано, что резонансная вероятность при интенсивности внешнего поля 1...10 -КО Вт/см может быть на несколько порядков величины больше, чем вероятность соответствующего нерезонансного процесса.
1. A.I. Voroshilo and S.P. Roshchupkin // Problems of Atomic Science and Technolog. 2007, n. 9, p. 221–224.
РЕЗОНАНСНОЕ РАССЕЯНИЕ УЛЬТРАРЕЛЯТИВИСТСКИХ
ЭЛЕКТРОНОВ В ПОЛЕ ДВУХ СИЛЬНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ
ЛАЗЕРНЫХ ВОЛН
Е.А. Падусенко, А.А. Лебедь, С.П. Ращупкин
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Теоретически изучено рассеяние электронов с ультрарелятивистскими энергиями в поле двух сильных импульсных волн. Детально проанализирована кинематика резонансного рассеяния на малые полярные углы для ультрарелятивистских энергий электронов.
Показано, что в этом случае применима теория возмущений по внешнему полю. Характер зависимости резонансного сечения от интенсивности внешних волн качественно отличается для процесса рассеяния в кинематической области Бункина–Федорова (где преобладает независимое излучение-поглощение фотонов каждой из волн) и рассеяния в интерференционной области (где наблюдаются коррелированные процессы излучения и поглощения).
Показано, что резонансное дифференциальное сечение рассеяния электрона на электроне в поле двух волн на несколько порядков величины превышает сечение рассеяния в отсутствие внешнего лазерного поля. Отношение резонансных сечений в разных кинематических областях при этом не зависит от начальной энергии электрона.
РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОНА НА ЯДРЕ НА МАЛЫЕ УГЛЫ
В ПОЛЕ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРА
А.А. Лебедь
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Теоретически изучено рассеяние электрона на экранированном потенциале ядра на малые углы рассеяния в поле импульсной лазерной волны. Взаимодействие электрона с полем ядра рассматривается в первом борновском приближении. Внешнее поле импульсного лазера рассмотрено в квазимонохроматическом приближении. Получены аналитические выражения для амплитуды перехода и дифференциального сечение рассеяния. Определена кинематика рассеяния для малых переданных импульсов. В этом случае сечение содержит пик вблизи выделенного направления рассеяния. Показано, что максимальное значение сечения рассеяния на малые углы определяется как энергией начального электрона, так и энергией фотона внешнего поля. Рассмотрен случай ультрарелятивистских энергий электронов и внешнего поля лазера на свободных электронах с энергией фотонов порядка килоэлектронвольт. Получено, что в этом случае сечение рассеяния электрона на ядре в лазерном поле на два порядка величины может превышать соответствующее сечение в отсутствие внешнего поля.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДВУХ НЕРЕЛЯТИВИСТСКИХ
ЭЛЕКТРОНОВ В ИМПУЛЬСНОМ ПОЛЕ ДВУХ
ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ВОЛН
C.С. Стародуб
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
В продолжение исследования взаимодействия одноименно заряженных нерелятивистских частиц [1–3] рассмотрено взаимодействие двух нерелятивистских классических электронов вне рамок дипольного приближения (с учетом первого порядка поправок v/с в силе Лоренца) в импульсном поле двух линейно поляризованных лазерных волн, распространяющихся перпенди-кулярно друг другу. Показана возможность компенсации кулоновского отталкивания между электронами при условии, что относительная скорость частиц будет выше скорости осцилляции электронов в поле двух волн. При этом, средняя эффективная сила взаимодействия электронов становится силой притяжения и превышает силу Кулона в 1,5–2 раза.
Таким образом, импульсное поле двух лазерных перпендикулярных волн различной интенсивности может удерживать электроны на некотором эффективном расстоянии, сравнимым с длиной лазерной волны в течение времени импульса волн и более.
1. S.S. Starodub and S.P. Roshchupkin / Heavy nuclei confinement effect in a pulsed light field // Laser Physics. 2011, v. 21, N. 4, p. 769-773.
2. S.S. Starodub and S.P. Roshchupkin // Laser Physics. 2012, v. 22, N. 7, p. 1202-1219.
3. S.S. Starodub and S.P. Roshchupkin // Laser Physics. 2015, v. 25, N. 7, p. 1251-1258.
МАТРИЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ІОНІЗАЦІЇ В ПОЛІ ДВОХ ЦЕНТРІВ
О.П. Новак, Р.І. Холодов
Інститут прикладної фізики НАН України, Суми, Україна
Розраховані амплітуди ймовірності іонізації з основного стану при зіткненні двох важких іонів. На відміну від попередніх досліджень, проведених в монопольному наближенні [1], в даній роботі використовуються точні розв'язки рівняння Дірака в полі двох кулонівських центрів [2, 3]. Головну увагу зосереджено на асиметричних зіткненнях, для яких характерна наявність істотних похибок при використанні монопольного наближення. Проведена параметризація радіальних матричних елементів з метою подальшого аналітичного розв'язку рівнянь зв'язаних каналів.
1. B. Mueller //Z. Physik A. 1978, v. 285, p. 27.
2. V.M. Shabaev et al. // Phys. Rev. Lett. 2004, v. 93, р.130405.
3. S.R. McConnell, A.N. Artemyev, M. Mai, and A. Surzhykov // Phys. Rev. A.
2012, v. 86, р. 052705.
EXPERIMENTAL SEARCHES
FOR THE EXTENDED HIGGS SECTOR AT THE LHC
T.V. Obikhod
Institute for Nuclear Research NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine
Higgs discovery is very important for SUSY searches for its simplest low energy manifestation. The most celebrated extension of the Standard Model – the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) [1] is extended to contain three neutral and two charged scalar bosons. The mass of all MSSM Higgs bosons depends on the SUSY parameters. Using exclusion limit from the hard single lepton channel in the (m0, m1/2) plane for the mSUGRA/CMSSM model we calculated CP-even Higgs boson branching ratios and its production cross sections at the LHC as a function of the c.m. energy. With the help of computer program PYTHIA 8.2 [2] we calculated limits on σ(p p → t- H+) • В(H+ → τ+ντ) and σ(p p → t- H+) • В(H+ → tb-) for the mass range of charged Higgs boson mH+ = 1500...3500 GeV. We compared the production cross section of charged Higgs boson in the mass range
mH+ = 450...700 GeV with experimental data on the upper limits on σ(p p → t- H+) for l + jets final states and found good agreement.
1. S. Dimopoulos, S. Raby,and F. Wilczek./ Supersymmetry and the Scale of Unification // Physical Review D. 24 (6): p.1681–1683.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОИСКИ
РАСШИРЕННОГО СЕКТОРА БОЗОНОВ ХИГГСА НА LHC
Т.В. Обиход
Институт ядерных исследований НАН Украины, Киев, Украина
Открытие бозона Хиггса является очень важным для поисков суперсимметрии благодаря его небольшой массе. Наиболее известное расширение Стандартной модели – минимальная суперсимметричная Стандартная модель (МССМ) [1] содержит расширенное число бозонов Хиггса – три нейтральных и два заряженных бозона. Масса МССМ бозона Хиггса зависит от суперсимметричных параметров. Используя экспериментальные данные для канала с жестким одиночным лептоном в плоскости (m0, m1/2) в mSUGRA/CMSSM модели для CP-четного бозона Хиггса мы посчитали ширины распадов и сечения образования на LHC как функцию от энергии в системе центра масс. С помощью компьютерной программы PYTHIA 8.2 [2] мы посчитали пределы на σ(p p → t- H+) • В(H+ → τ+ντ) и σ(p p → t- H+) • В(H+ → tb-) для области масс заряженного бозона ХиггсаmH+ = 1500...3500 ГэВ. Мы cравнили сечение образования заряженного бозона Хиггса в области масс mH+ = 450...700 ГэВ с экспериментальными данными на верхнюю границу на σ(p p → t- H+) для l + jets конечных состояний и нашли хорошее согласие.
1. S. Dimopoulos etal. // Phys. Rev. D. v. 24, N.6, р.1681-1683.
2. Torbjоrn Sjоstrand et al. PYTHIA 8.2. // arXiv:1410.3012 [hep-ph].
ДИНАМИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ КВАНТОВЫХ СОСТОЯНИЙ
ДВОЙНОЙ ЯДЕРНОЙ СИСТЕМЫ
Р.А. Анохин, К.В. Павлий
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Из анализа концепции двойной ядерной системы (КДЯС) [1] и результатов полученных на ее основе предложена динамическая КДЯС, в основу которой положено нестационарное уравнение Шредингера [2]. При описании неупругих столкновений деформированных ядер, используя ДК ДЯС, следует учитывать:
— одночастичные энергетические уровни протонной и нейтронной подсистем ДЯС, которые определяются из стационарного уравнения Шредингера;
— нуклонные переходы, которые описываются уравнением Шредингера с диссипативным членом; гамильтониан включает ядерный потенциал взаимодействия (для нейтронов), плюс кулоновский потенциал (для протонов) при условии существования общих энергетических уровней фрагментов ДЯС. Следует так же учитывать эффект туннелирования нуклонов. Данный процесс приводит к изменению изотопной конфигурации фрагментов ДЯС;
— эмиссию протонов и нейтронов из ДЯС и ее фрагментов, если энергия одночастичного уровня нуклона выше потенциального барьера.
Данные процессы изменяют потенциал взаимодействия, деформацию и взаимную ориентацию фрагментов ДЯС.
1. В.В. Волков. Процесс полного слияния атомных ядер. Слияние ядер в рамках концепции ДЯС // ФЭЧФЯ. 2004, т. 35, с. 798-857.
2. M.D.Kostin / On the Schrodinger-Langevin equations // J. Chem. Phys. 1972, v. 57, p. 2589-3591.
РАДИАЦИОННО-СТОЙКИЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ
СЦИНТИЛЛЯТОРЫ НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ГРАНУЛ
(GSO:Ce, GPS:Ce и Al2O3:Ti)
1Институт сцинтилляционных материалов НАН Украины, Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, Украина; 3Институт монокристаллов НАН Украины, Харьков, Украина; 4ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины,
Харьков, Украина
Нами были сделаны серии композиционных сцинтилляторов на основе неорганических микро монокристаллов GSO:Ce, GPS:Ce и Al2O3:Ti. Полученные образцы сцинтилляторов исследовались на радиационную прочность по значению относительного светового сигнала. Облучение образцов проводилось на ускорителе ННЦ ХФТИ с энергией электронов ≈ 9,2 МэВ, при двух темпах облучения (0,2 ± 0,01) и (1500 ± 5) Мрад/ч. Мощность излучения за время всего набора интегральных доз была равномерной. Тикоры (Al2O3:Ti) были облучены до 300 Мрад при темпе 1500 Мрад/ч, и до 100 Мрад при темпе 0,2 Мрад/ч. GSO:Ce и GPS:Ce были облучены до 150 Мрад при темпе 0,2 Мрад/ч. GSO:Ce также облучались при дозе 1500 Мрад/ч до 250 Мрад. Относительный световой выход сцинтилляторов до этих доз снизился менее чем в 2 раза, что может говорить о их радиационнойстойкости.
Публикация содержит результаты исследований, проведенных при грантовой поддержке Государственного фонда фундаментальных исследованиq по конкурсному проекту №Ф64/50-2015.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ РАДИАЦИОННО-СТОЙКИХ СВЕТОВОДОВ НА ОСНОВЕ ГЕЛЬ-КОМПОЗИЦИЙ
1Институт сцинтилляционных материалов НАН Украины,
Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков, Украина; 3Институт монокристаллов НАН Украины, Харьков, Украина; 4ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины, Харьков, Украина
На сегодняшний день создание радиационно-стойких световодов
с добавлениями спектросмещающих добавок является актуальной проблемой.
В данной работе рассмотрены световодные материалы на основе диэлектрического геля Sylgard-184, которые могли бы служить в качестве спектросмещающего световода. В качестве спектросмещающей добавки вводился РОРОР, 1,4-дифенил-1,3-бутадиен и п‑терфенил. Спектросмещающие добавки вводились изотропно в гель-композиционную основу. Облучение образцов проведено на ускорителе ННЦ ХФТИ с энергией электронов ≈ 9,2 МеВ. Мощность излучения за время всего набора интегральных доз была равномерной (0,2 ± 0,01) Мрад/ч. Получены радиационно-стойкие материалы для таких световодов. Рассматриваются особенности их применения, а также обсуждаются полученные спектры люминесценции и прозрачности образцов до и после облучения различными дозами облучения таких материалов для создания спектросмещающих световодов.
Публикация содержит результаты исследований, проведенных при грантовой поддержке Государственного фонда фундаментальных исследовании по конкурсному проекту №Ф64/50-2015.
ОСОБЕННОСТИ АНАЛИЗА МНОГОЧАСТИЧНОЙ ФОТОЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ НА ПРИМЕРЕ РЕАКЦИИ 16O(g,n)3He3a
С.Н. Афанасьев
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
С помощью 4p-детектора (диффузионная камера в магнитном поле на пучке тормозных фотонов с Egмакс=150 МэВ) исследована реакция многочастичного фоторасщепления ядра кислорода – 16O(g,n)3He3a.Многочастичная реакция разделена на несколько двухчаститчных процессов.
Ядра 3Не и 4Не в данном эксперименте не различимы, поэтому на первом этапе все частицы были идентифицированы как a-частицы. В кривой возбуждения системы 2a‑частиц обнаружен резонанс, идентифицированный как основное состояние (ОС) ядра 8Ве. Выделен парциальный канал 16O(g,n)3Hea8Веос, его относительный выход ~ 30% от полного выхода реакции. Пара a-частиц, соответствующая образованию ОС, надежно выделяется.
После последовательного отождествления другой пары частиц с ядром 3Не вычислены кинематические параметры γ-кванта и нейтрона как среднее значение двух измерений. Показано, что реакция имеет последовательный характер. Отделяется нейтрон и образуются высоковозбужденные состояния ядра 15О:g+16O®n+15О*. В системе центра ядра 15О(15О*®3He+a+8Веос) выполнена идентификация частиц, соответствующих ядру 3He и a-частице. Оценка относительных вкладов каналов образования ОС ядра 8Ве (3He+12С* и a+11С*) выполнена методом кинематического моделирования. Функции возбуждения состояний ядер 12С* и 11С* выбраны в виде функций Гаусса. Учитывалась погрешность измерения импульсов 3He и a-частицы. Результаты слабо зависят от вида угловых распределений в системе распадающихся частиц 12С* и 11С* при выборе полярной оси вдоль их импульса.
ПОЛНОЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ РЕАКЦИИ ТРЕХЧАСТИЧНОГО ФОТОРАСЩЕПЛЕНИЯ ЯДРА 4He
М.С. Глазнев
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
Экспериментальные результаты по реакции 4Нe(γ,pn)d получены при обработке информации в виде фотографий с диффузионной камеры, облученной тормозными γ-квантами от линейного ускорителя ЛУЭ-300. В обработку взяты некомпланарные с пучком двухлучевые события. Реакция 4Нe(γ,pn)d отделялась от фоновой 4Нe(γ,2p2n) сравнением плотности треков с учетом величины их импульсов. Измерены полное и дифференциальные сечения образования продуктов реакции в зависимости от энергии γ-кванта.
ФОТОННАЯ АСИММЕТРИЯ ТРЕХЧАСТИЧНОГО ФОТОРАСЩЕПЛЕНИЯ ЯДРА 4Не ЛИНЕЙНО ПОЛЯРИЗОВАННЫМИ g-КВАНТАМИ
Е.С.Горбенко, И.В.Догюст
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
Получена асимметрия в реакции 4Не(γ,pn)d на пучке линейно поляризованных γ-квантов в диапазоне энергий Еg от порога до 100 МэВ. Реакция исследовалась методом стримерной камеры, помещенной в магнитное поле. Вектор поляризации пучка фотонов располагался под углом ± 45° к оси фотографирования. Данные асимметрии в процессах двухнуклонной эмиссии
в ядре 4Не в данном энергетическом интервале на пучке линейно поляризованных g-квантов отсутствуют.
В данном сообщении приведена зависимость фотонной асимметрии от энергии γ-квантов при определенных полярных в с.ц.м. углах вылета продуктов реакции. Проводится сравнение полученных распределений с имеющимися экспериментальными и теоретческими данными для других реакций.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В КОНЕЧНОМ СОСТОЯНИИ РЕАКЦИИ 4Не(g,pn)d
А.Ф. Ходячих, Е.С. Горбенко, Р.Т. Муртазин
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
В квазидейтронной модели дейтрон из реакции g+4Не®p+n+d является спектатором, и его кинематические параметры не несут информацию
о механизме поглощения фотона нуклонной парой. Но при выходе из ядра
он может взаимодействовать с нуклонами пары. Поэтому данные
о спектральном распределении дейтронов важны при идентификации механизма реакции. Импульсное распределение дейтронов измерено в реакции 4Не(g,pn)d при энергиях гамма-кванта до порога рождения мезонов. В распределениях обнаружена структура: пик в районе 90 МэВ/с и плавное уменьшение выхода
с ростом импульса выше 100 МэВ/с. Анализ результатов выполнен в рамках квазидейтронной модели. В районе пика основной вклад дают события,
у которых взаимодействие в конечном состоянии отсутствует. Увеличение импульса дейтрона за 100 МэВ/с можно объяснить взаимодействием в конечном состоянии. Отношение выхода реакции в районе пика к полному выходу позволило оценить вероятность взаимодействия в конечном состоянии.
ПОПЕРЕЧНЫЕ СЕЧЕНИЯ РЕАКЦИИ 113In(g,n)112m,gIn ДЛЯ g‑СЦЕНАРИЯ ЗВЕЗДНОГО НУКЛЕОСИНТЕЗА
1Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков, Украина; 2Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
Подавляющая часть встречающихся в природе изотопов химических элементов с массами, превышающими область железа–никеля, синтезировалась в звездах в результате ядерных процессов быстрого и медленного радиационного захвата нейтронов. Однако существуют 35 протонно-обогащенных стабильных нуклидов - так называемых р-ядер, - которые не могли образоваться в этих процессах из-за соотношения их масс с массами соседних изотопов и изобаров. К ним относится ядро индий-113 (113In). Для понимания сценариев звездного нуклеосинтеза р-ядер нужно знать определенный набор ядерных данных, среди которых важнейшими являются сечения ядерных реакций, вызываемых протонами и g-квантами.
В настоящей работе с использованием пучка тормозного излучения линейного ускорителя электронов (ЛУЭ-30) и off-lineg-спектрометрии высокого разрешения были измерены поперечные сечения фотоядерной реакции 113In(g,n)112m,gIn(Tm1/2=20,56 мин, Jπm=4+, Tg1/2=14,97 мин, Jπg=1+) в области граничных энергий тормозного спектра от порога до 14 МэВ. Из интенсивностей g-переходов, сопровождающих распад генетически связанной изомерной пары 112m,gIn, и анализа кривой распада определены индивидуальные интегральные сечения образования каждого состояния.
Полученные экспериментальные данные сравниваются с предсказаниями широко используемых в расчетах астрофизической сети ядерных реакций компьютерных кодов NON-SMOKER [1] и TALYS [2] статистической модели. Особое внимание уделяется параметризации плотности уровней ядра.
1. T. Rauscher, F.-K. Thielmann, ADNDT. 80, 2004, 1.
2. A.J. Koning, S. Hilaire and M.C. Duijvestijn, «TALYS-1.0» // Proc. of the Int.l Con. on Nuclear Data, 2007, Nice, France, EDP Sciences, 2008, p. 211-214.
РАСЩЕПЛЕНИЕ ЯДЕР УГЛЕРОДА ЛИНЕЙНО ПОЛЯРИЗОВАННЫМИ ФОТОНАМИ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИЙ 40...60 МэВ
Д.Д. Бурдейный3, В.Б. Ганенко3, J.R.M. Annand1, S. AlJebai1, J. Brudvik2, K. Fissum4,K.Hansen2, L.Isaksson4, K.Livingston1, M.Lundin2, B.Nilsson2, B. Schroder4
1Department of Physics and Astronomy, University of Glasgow,
Glasgow, Scotland, UK; 2MAX-Lab, Lund University, Lund, Sweden; 3Kharkov Institute of Physics and Technology, Kharkov, Ukraine; 4Department of Physics, Lund University, Lund, Sweden
Представлены результаты измерений фоторащепления ядер дейтрона и углерода линейно поляризованными фотонами в области энергий 40...60 МэВ. Получены абсолютные значения сечений асимметрии сечений реакций d(γ,p)n и 12C(γ,p)11B. Пучок линейно поляризованных фотонов получался при взаимодействии электронов с энергией 192,6 МэВ с кристаллом алмаза толщиной 50 и 100 мкм. Регистрация протонов проводилась с помощью телескопа, состоящего из двух координатных микростриповых детекторов и детектора CsI с использованием метода ΔЕ–Е. Выделение исследуемой реакции производилось с помощью метода недостающей энергии. Поляризация фотонов рассчитывалась по теории когерентного тормозного излучения (КТИ) и контролировалась по реакции d(γ,p)n. Степень поляризации пучка составляла 25 и 48% в максимуме пика КТИ при использовании коллиматоров 12 и 4 мм соответственно.
Результаты измерений показали, что асимметрия сечения реакции 12С(γ,р)11B достигает значения Σ ~ 0,8 и хорошо согласуется с теоретическими расчетами по RPA [1].
1. Journal of the Physical Society of Japan.1988, v. 57, n. 3, p.695-698.
СПЕКТРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ 200 МэВ В КРИСТАЛЛАХ АЛМАЗА И КРЕМНИЯ ПРИ АКСИАЛЬНОЙ И ПЛОСКОСТНОЙ ОРИЕНТАЦИИ
В.Б.Ганенко1, Д.Д.Бурдейный1, В.И.Трутень1, Н.Ф.Шульга1, K. Fissum2, J. Brudvik3, K. Hansen3, L. Isaksson2, K. Livingston4, M. Lundin3, B. Nilsson3, B. Schroder2,3
1Kharkov Institute of Physics and Technology, Kharkov, Ukraine;; 2Department of Physics, Lund University, Lund, Sweden; 3MAX-Lab, Lund University, Lund, Sweden; 4Department of Physics and Astronomy, University of Glasgow,
Glasgow, Scotland, UK
Движение релятивистских электронов в кристалле имеет сложный характер. При определенной ориентации кристалла относительно электронного пучка существуют группы частиц, двигающихся или периодически или хаотически. Если движение частиц имеет регулярный характер, в спектрах их излучения присутствуют острые пики, и максимумы будут отсутствовать, если движение хаотическое. В работе представлены результаты измерений спектров излучения электронов с энергией ~ 200 MэВ в кристалле алмаза при аксиальной и плоскостной его ориентации и в кристалле кремния при аксиальной ориентации. Толщина алмаза 0,1 мм, кремния – 0,3 мм. При движении частиц вдоль кристаллографической оси в низкоэнергетической области спектра (Еg <15 МэВ) наблюдается увеличение интенсивности излучения при уменьшении энергии фотонов, и при энергии фотонов Еg~ 1 МэВ интенсивность излучения электронов в алмазе для оси <001> становится в 15 раз сильнее, чем излучение в аморфном радиаторе той же толщины. При увеличении угла между осью кристалла и пучком электронов интенсивность излучения уменьшается, и появляются максимумы, соответствующие процессу когерентного тормозного излучения. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с расчетами спектров излучения в модели, разработанной в ИТФ ННЦ ХФТИ, в которой учитывается динамика частиц в кристалле.
РАЗРАБОТКА И ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОТОТИПА БАЗОВОГО ДЕТЕКТОРНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ВНУТРЕННЕГО ТРЕКЕРА ЭКСПЕРИМЕНТА LHCb
С.С. Кандыбей1, И.Т. Тымчук2, М.А. Проценко2
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт», Харьков,Украина; 2ООО «Светодиодные технологии Украина», Харьков, Украина
Работа детектора LHCb при светимостях p‑p-столкновений порядка 2•1033 см-2 •с-1 имеет особые последствия для области, перекрываемой внутренним трекером (internaltraccer-IT), при удержании загрузки внешнего трекера (outstandtraccer-OT) на допустимом уровне. В связи с этим возможны две опции модернизации этих подсистем.
Основной проект – создание нового трекера на основе модулей из сцинтилляционных волокон длиной 2,5 м. Либо альтернативный вариант, разрабатываемый параллельно, что предусматривает создание нового облегчeнного кремниевого IT с увеличенной детектирующей поверхностью, дополненного укороченными дрейфовыми трубками OT.
Для модернизации IT LHCb был успешно разработан, собран и протестирован новый прототип базового детекторного модуля на основе микростриповых кремниевых сенсоров. В конструкции созданного детекторного модуля использовались алюминий-полиимидные гибкие микрокабели, обеспечивающие требования по минимизации массы материала в области детектирования и вынесения электроники считывания и обработки информации за пределы максимальной радиационной и тепловой нагрузки.
Были проведенытестысиспользованием зондовой станции, а также β‑-источника90Sr с системой сбора данных Alibava, которые позволилиопределитьпараметры созданногопрототипа. Обработка и анализ данных выполнялся с помощью программного пакет для физического анализа ROOT. Отношениесигнал/шум приэтомсоставило~13. Выбранная технология сборки детекторных модулей является хорошим подходом для создания кремниевых трекеров большой площади.
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕВОЗБУЖДЕНИЯ ИЗОМЕРА178m2Hf С ПОМОЩЬЮ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Ядерные изомеры представляют собой уникальную форму хранения в некоторых случаях значительного количества энергии. Распадаясь путём эмиссии γ-квантов и конверсионных электронов, ядерные изомеры позволяют исследовать процесс их девозбуждения. Индуцированныйраспад (триггеринг) изомеров позволяет инициировать ихэнерговыделение и можетпривести к созданиюконтролируемыхисточниковγ-квантов илазероввγ-диапазоне.
Исследование девозбуждения изомера 178m2Hf проводилось на экспериментальной установке, разработанной в ХНУ им. В.Н. Каразина и установленной в ИЯИ, которая позволяет облучать мишени непосредственно электронами с энергией 1‑30 кэВ и током электронов до 940 мкА. В качестве мишени использовалась танталовая фольга толщиной 300 мкм, содержащая изомер 178m2Hf с активностью ~ 100 Бк. Измерение γ-спектров проводилось на коаксиальном HPGe-детекторе GC 1818/S (CANBERRA) со стандартной системой сбора данных InSpector 2000. Детектор устанавливался с обратной стороны мишени под углом 180˚ к направлению падающего пучка электронов. Была проведена серия измерений из 20 облучений на максимально возможных токах электронов, при этом общее время облучения достигло 19часов.
Индуцированный распад изомера наблюдался по увеличению интенсивности всех сильнейших γ-переходов основной полосы (с энергиями 213, 325 и 426 кэВ) и полосы 8‑ (с энергиями 216, 495 и 574 кэВ) в распаде 178m2Hf при сравнении γ-спектров, измеренных под пучком и без пучка. Величина эффекта триггеринга, зафиксированного в данном эксперименте, составила 1,55±0,12%. Замечена тенденция к увеличению наблюдаемого триггеринга при более высоких электронных токах. Оценка сечения девозбуждения 178m2Hfсоставила σtrig≈25барн.
Секция 2. Ядерно-физические методы в смежных науках
Session 2. Nuclear methods in allied sciences
СТИМУЛЯЦИЯ ЗАПАЗДЫВАЮЩЕГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТАМИ АКТИВАЦИИ ЯДЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ИЗЛУЧЕНИЕМ МИКРОТРОНА М-30
1Институт электронной физики НАН Украины, Ужгород, Украина; 2Ужгородский национальный университет, Ужгород, Украина; 3ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
При определении содержания делящихся ядер (232Th, 235U, 238U, 237Np, 239Pu, 241Am) в исследуемых объектах (пример: отработанное ядерное топливо) используется информация о запаздывающем гамма-излучения продуктов их активации в результате реакции деления [1]. Проведен анализ возможности использования пучка излучения электронного ускорителя микротрона М-30 для стимуляции запаздывающего гамма-излучения продуктами активации делящихся ядер. Показана возможность использования комбинированных мишеней для формирования «чистых» пучков тормозного излучения для стимуляции реакции фотоделения.
1. R.E. Marrs et al. // Nucl. Instr. andMeth. 2008, v. 592, is. 3, p. 463-471.
СЕПАРАЦИЯ НАНОЧАСТИЦ КЛИНОПТИЛОЛИТА
ПО ТИПУ ЗОНАЛЬНОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ
ДЛЯ ПОТРЕБНОСТЕЙ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина;
2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина
Проведена зональная седиментация раствора клиноптилолита с последующим центрифугированием для получения наночастиц (НЧ) клиноптилолита (~20 нм). НЧ клиноптилолита являются потенциально эффективными носителями медицинских изотопов для проведения диагностики и терапии. Измерены спектры ослабления суспензий исследуемого образца, а также соответствующие спектры ослабления супернатантов, которые получены в результате центрифугирования данных суспензий. Наличие полос поверхностного плазмонного резонанса в области l=530 нм на графиках спектров ослабления соответствующих суспензий и супернатантов указывает на наличие (НЧ) клиноптилолита.
СОПОСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ ХИМИЧЕСКОГО
И РАДИОИЗОТОПНОГО АНАЛИЗА ПРИ МОНИТОРИНГЕ
ГОРНЫХ РАЙОНОВ ЗАКАРПАТЬЯ
Институт электронной физики НАН Украины, Ужгород, Украина; Ужгородский национальный университет, Ужгород, Украина
Закарпатье – важный регион с точки зрения формирования водных ресурсов и ветровых потоков Восточной и Центральной Европы, что обуславливает важность мониторинга окружающей среды в его горных районах.
Представлены результаты исследования содержания тяжелых металлов и гамма-активности в почвах национальных природных парков Закарпатской области («Синевир», «Ужанський», «Зачарований край») и в донных отложениях малых рек, бассейны которых охватывают территории национальных природных парков Закарпатья, с учетом ландшафтов исследуемых объектов.
Расстояния между точками отбора проб находились в диапазоне 200...400 м, с перепадом высот до 300 м. Отбор проб почвы проводили на глубинах 0...20, 20...50, и > 50 см. Идентификация радионуклидов осуществлялась методом гамма-спектроскопии, коаксиальных полупроводниковых Ge(Li)-детекторов. Объектом исследования было содержание гамма-активных нуклидов (ГАН) и соединений тяжелых металлов (Cu, Cd, Pb, Zn, Hg) в образцах почв и донных отложений горных районов Карпат. В частности, исследовалось удельное содержание ГАН природных рядов урана 238U (214Pb, 214Bi, 226Ra), тория 232Th (212Pb, 212Bi, 228Ac, 208Tl), а также природного 40K и техногенного 137Cs. Показано влияние содержания гумуса в исследовавшихся почвах национальных природных парков на коэффициент миграции тяжелых металлов в системе «почва-донные отложения».
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕНДА КОНТРОЛЯ
АТМОСФЕРНЫХ И ВОДНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ РАДОНА
1Институт электронной физики НАН Украины, Ужгород, Украина; 2Ужгородский национальный университет, Ужгород, Украина; 3Институт метрологии, Харьков, Украина
Педставлены результаты разработки метрологического стенда радона, а также пробных измерений в различных природных средах Закарпатской области. Опробованы различные методики измерения объемных концентраций радона в воздухе и воде: адсорбционные, когда радон или продукты его распада концентрируются в активированном угле или фильтрах; ионизационные, когда измерению подвергаются пробы воздуха; трековые, основанные на регистрации треков альфа-частиц в тонких пленках, которые могут накапливать информацию о воздействии альфа-частиц в пассивном режиме, после чего требуют дополнительной обработки и считывания информации. Представлены также данные измерения активности при помощи альфа-спектрометра на основе поверхностно-барьерного детектора фирмы Canberra. Представляемый в работе радиационный стенд для тестирования содержания радона в воздухе объединяет перечисленные различные методы. Приводятся результаты тестовых измерений, а также сопоставление возможностей каждой из методик.
ФРАГМЕНТАЦІЯ МОЛЕКУЛ ГЛЮТАМІНУ ПІД ДІЄЮ
ЕЛЕКТРОНІВ ВИСOКИХ (~10 МеВ) ЕНЕРГІЙ З ВИКОРИСТАННЯМ ЕЛЕКТРОННОГО ПРИСКOРЮВАЧА (МІКРОТРОНА)
Інститут електронної фізики НАН України, Ужгород, Україна
3 використанням мас-спектрометричної методики в поєднанні з технікою електронного та молекулярного пучків, що перетинаються, досліджено вихід іонних фрагментів молекули амінокислоти глютаміну внаслідок реакції дисоціативної іонізації під діею високоенергетичних (~10 МеВ) електронів. Мас‑спектрометричний аналіз продуктів вказаної реакції здійснювався магнітним мас-спектрометром МИ-1201. В якості джерела електронів використовувався електронний прискорювач – мікротрон М-30. Неоднорідність радіаційного поля у наших дослідженнях не перевищувала 1%. Іонні продукти реакції дисоціативної іонізації вихідної молекули аналізувалися за масою та енергіею їх появи. У цих експериментах присутність гaльмівного гамма-випромінювання є побічним фактором, що дає свій внесок у кінцевий ефект взаємодії. Тим не менш, як вказують наші попередні дослідження, виміряні виходи іонних продуктів молекули глютаміну в досліджуваному інтервалі енергій взаємодії зобов'язані своїм утворенням саме процесу взаємодії з електронним пучком високої енергії. Встановлено, що взаэмодія електронів високої енергії призводить до незворотних змін у структурі вихідної речовини, маючи своїм наслідком утворення фрагментів материнської молекули, кількість яких різниться у порівнянні з нашими попередніми дослідженнями взаємодії електронів малих (< 200 еВ) енергій зі вказаною молекулою.
ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ВОЛОС В КАЧЕСТВЕ ТЕСТА
ДЛЯ ОЦЕНКИ РИСКА ЗДОРОВЬЯ ДЕТЕЙ
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина;
2Харьковский государственный медицинский университет,
Харьков, Украина
Самой восприимчивой возрастной группой к дисбалансу микро- и макроэлементов в окружающей среде и продуктах питания являются дети, что обусловлено более интенсивными метаболическими процессами, приводящими в итоге к нарушению физиологического развития детей. Гамма-активационный анализ на ЛУЭ был использован для определения содержания элементов в волосах детей (возрастная группа 11 лет). Измерения проб волос относительно приготовленных эталонов проведены с помощью Ge(Li)-детектора с Е = 3,2 кэВ по линии 1333 кэВ. Установлено, что поступление, специфическое накопление и выделение элементов регулируется специальной биологической системой гомеостаза в организме. Дисбаланс элементов в каком-либо звене этой системы, как правило, сопровождается соответствующими клиническими симптомами и впоследствии развитием хронических заболеваний. Выявленные избыток и дефицит некоторых элементов, а также наличие актиноидов и токсичных элементов позволят провести своевременные мероприятия по профилактике микроэлементозов.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ПОТОКОВ ГАММА-КВАНТОВ И ПУЧКОВ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ СО ШПИНЕЛЯМИ
И РАСТВОРАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ КРAСИТЕЛЕЙ
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
Исследование процессов взаимодействия ионизирующего излучения с веществом позволяет решать целый ряд прикладных и фундаментальных задач в области радиационной физики, химии, биологии и медицины.
В случае гамма-квантов моделирование проводилось при помощи программ GEANT-3 и SRIМ-2010. Поток гамма-квантов генерировался электронными пучками с различными энергиями 8, 13 и 25МэВ при помощи 2 мм вольфрамового конвертера. Как известно, при данных энергиях фотонного пучка основными процессами рождения электронов в мишени является Комптоновский эффект и возникновение электрон-позитронных пар. Были рассчитаны энергетические спектры этих электронов. С помощью программы SRIМ-2010 было определено количество радиационных повреждений, которое приходится на один рожденный электрон и падающий гамма-квант. В случае релятивистских электронов (для тех же энергий) с помощью математического пакета Мар1е-9 определялось количество выбитых атомов и ионов из кристаллической решетки или молекулы вещества и их энергетические спектры. После чего при помощи программы SRIМ-2010 рассчитывалось количество образовавшихся радиационных повреждений вследствие вторичных процессов взаимодействия образовавшихся потоков ионов и атомов с веществом. Проведено сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ И ГАММА-КВАНТОВ С РАСТВОРАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
Исследованы дозовые и энергетические зависимости относительных концентраций водного, спиртового и глицеринового растворов следующих органических красителей: метиленового синего (МС) – С16Н18N3С1 и метилового оранжевого (МО) – С14Н14N3О3SNa. Облучение проводилось на ускорителе электронов ЛУЭ-300 (ННЦ ХФТИ) электронами с энергиями 8, 13 и 25МэВ, плотностью тока ~0,5мкА/см2 и потоками гамма-квантов, генерируемыми электронными пучками с этими же параметрами. Приведен анализ оптических спектров поглощения всех исследованных образцов.
Было проведено компьютерное моделирование энергетических спектров ионов, образовавшихся при развале молекул красителей при помощи программ: Мар1е-9 и SRIМ-2010. Анализ результатов моделирования и экспериментально полученных спектров поглощения показал, что при облучении электронами разрушение красителей происходит значительно быстрее (примерно на порядок) по сравнению с гамма-квантами. Также каскадные процессы в случае облучения электронами играют значительно большую роль в разрушении исходных органических молекул красителей по сравнению с облучением гамма-квантами.
СОСТОЯНИЕ РАДИОУГЛЕРОДНОГО АНАЛИЗА В ИПФ НАН УКРАИНЫ
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
В последние годы активно применяется метод прямого измерения количества атомов в веществе – метод ускорительной масс-спектрометрии для исследования космогенных и техногенных изотопов. Преимуществом метода AMS является его высокая чувствительность. Так, при радиоуглеродном датировании с помощью технологии AMS необходимо очень малое количество образца (до миллиграмма), что позволяет определять возраст артефактов без их существенного повреждения. На установке AMS-1MVTandetron (производства HVEE, Нидерланды) проведены тестовые измерения одной и той же пробы(стандартный образец С7, древние древесные опилки) в ИПФ и Национальном институтеядерной физикии техники (НИЯФТ, Румыния, Бухарест). Полученные результаты: стандартный образец – 5535±35 лет, НИЯФТ – 5523±132 лет, ИПФ – 5580±65 лет. Также в ИПФ НАН Украины были измерены образцы, переданные Институтом археологии НАН Украины. Полученные данные сходятся с данными археологов.
Определение диэлектрических величин
в крупномасштабных структурах живых организмов
А.Н. Довбня, В.П. Ефимов, Г.Д. Крамской, А.С. Абызов
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Рассматриваются направления в решении проблемы определения переменных диэлектрических величин с применением аппаратурной реализации и методов оценки их содержания при очистке кровеносных сосудов электромагнитофорезом [1]. Для малых объемов исследуемых образцов может использоваться метод резонанса [2]; при больших размерах – метод оптического поглощения [3]. Разработан прямоугольный широкоформатный СВЧ-резонатор с волной типа Н011; при неполном заполнении резонатора диэлектрическим материалом показана возможность увеличения его чувствительности за счет съема заряда с линии раздела диэлектриков с различными диэлектрическими проницаемостями. В результате решения этих задач продемонстрирована возможность создания прибора для определения уровня интоксикации биологических тканей и установления влияния воздействия электрического и магнитного полей различной конфигурации на микроциркуляцию ионов крови в процессе разрушения токсинов в кровеносных сосудах организма.
Главной проблемой в онкологии остается метастазирование, которое заключается в том, что раковые клетки мигрируют по кровеносной и лимфатической системах и дают начало новообразованиям в различных тканях. Т-лимфоциты иммунной системы не могут из кровяного русла через эндотелиальные мембраны проникнуть в клетку для обнаружения и уничтожения раковых опухолей. В результате детоксикации капилляров с помощью предлагаемой методики усиливается иммунный отклик организма, повышающий доступ элементов защиты к опухолевым образованиям, а цитоксичность Т-лимфоцитов обеспечивает обнаружение, захват и уничтожение антигенов. Таким образом повышается качество восстановительной иммунной терапии, непосредственно зависящее от степени напряженности иммунитета и состояния сосудистого эндотелия.
1.А.Н.Довбня, В.П.Ефимов, Г.Д.Крамской, А.С.Абызов. Физические основы СВЧ-резонатора для индикации проницаемости кровеносных сосудов // Тезисы докладов ХIII конференции по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорителям, Харьков, ННЦ ХФТИ, 2015, с. 69.
2. A.N. Dovbnya, V.P.Yefimov, G.D.Kramskoy, A.S.Abyzov. Control of UHF energy absorption process by resonance method in a shielded object. // Problems of Atomic Science and Technology.Series “Nuclear Physics Investigations”. 2015, №6, p. 125-129.
3. П.А.Туральчук, О.Г.Вендик, И.Б.Вендик. Распространение электро-магнитных волн в биологической среде: преломление на границе раздела //Письма в ЖТФ. 2015, т. 41, в. 6, с. 26-33.
ВЛИЯНИЕ ОСТРОГО γ-ОБЛУЧЕНИЯ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ
ЖИЗНИ ИМАГО В ПОТОМСТВЕ Drosophila melanogaster
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины,
Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков,Украина
В настоящее время слабо изученными остаются вопросы влияния облучения родителей на продолжительность жизни их потомков. Целью работы было исследовать влияние острого γ-облучения на продолжительность жизни (ПЖ) имаго в первом поколении (F1) Drosophila melanogaster. Материалом служила линия дикого типа Oregon-R. Имаго облучали тормозными γ-квантами в дозах 8, 16 и 25Гр на ускорителе ЛУЭ-10 (ННЦ ХФТИ) и скрещивали с необлученными особями. В потомстве F1определяли среднюю ПЖ имаго, а также время их
90%-й гибели, в зависимости от дозы и пола облученного родителя. В результате облучения самок в дозе 8 Гр в потомстве F1 наблюдали снижение средней ПЖ самцов на 21,8% и времени их 90%-й гибели на 13,2%. После облучения в дозе 25 Гр у самцов F1 средняя ПЖ увеличилась на 29,7%, а время 90%-й гибели – на 14,3%. У самок F1 время 90%-й гибели после этой дозы возросло на 32,1%.
При облучении самцов средняя ПЖ самцов в потомстве F1 возросла на 26,3% (8 Гр) и на 18,5% (16 и 25 Гр). Время 90%-й гибели увеличилось по сравнению с контролем на 26,7%...38,0%, в зависимости от дозы. У самок F1 при дозе облучения 8 Гр наблюдали увеличение средней ПЖ на 15,7% и времени 90%-й гибели на 18,5%; облучение в дозе 25 Гр приводило к снижению этих показателей на 18,6 и 17,1% соответственно.
Таким образом, γ-облучение имаго родительского поколения в диапазоне доз 8...25 Гр влияет на ПЖ потомков. Величина и характер обнаруживаемых эффектов зависит от дозы и пола облученных родительских особей.
ТЕХНОГЕННЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ В ЛИШАЙНИКАХ И МХАХ ХАРЬКОВСКОГО РЕГИОНА
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им.В.Н. Каразина, Харьков, Украина
Поступление радионуклидов (РН) из почвы в растения зависит от физико-химических характеристик почвы и уровня загрязнения региона. В качестве объектов исследования были взяты лишайники (Parmelia, Hypogymnia) – естественные индикаторы экологического загрязнения и мхи (Polytrichum, Hylocomium) – споровые растения, участвующие в процессе почвообразования. Содержание РН в подготовленных растительных образцах регистрировали Ge(Li)-детектором с энергетическим разрешением 3,2 кэВ по линии 1333 кэВ. Результаты показали, что значение удельной активности 226Ra на уровне 1,5×10-2 Бк/г обнаружено в растительных объектах. В почве этот показатель составил 6 ×10-2Бк/г.
Удельная активность 137Cs – аналога калия в растительных объектах была почти в два раза выше, чем в почве на уровне 3,51×10-2 Бк/г. Удельная активность 40К в исследуемых объектах составила 4,22×10-1 Бк/г (отношение 137Cs/40К = 0,083), что в 1,5 раза ниже, чем в почве. Значение удельной активности 137Cs для мхов и лишайников является почти максимальным относительно этого значения для древесных и травянистых растений [1].
1. Б.С. Пристер, Л.В. Перепелятникова, В.И. Дугинов /Основные факторы, определяющие поведение радионуклидов в системе почва – растение //Проблемы с.-х. радиологии. 1992, в. 2, с. 108-116.
СОРБЦИОННЫЕ СПОСОБНОСТИ НАНОЧАСТИЦ МАГНЕТИТА И g-ГЕМАТИТА ПО ОТНОШЕНИЮ К АКТИНОИДАМ
1 ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, Украина
Наиболее опасной фракцией РАО являются долгоживущие актиноиды. Уран является одним из радионуклидов (РН), извлечение которого из водной среды представляет определенную трудность. Содержание урана в питьевой воде не должно превышать 1 Бк/дм3.
Высокая растворимость, комплексообразующая способность и подвижность урана при рН, характерных для природных вод, приводят к его высокой токсичности в объектах окружающей среды. Уран и его продукты распада вносят существенный вклад в радиационное загрязнение среды.
Повышенную селективность к урану проявляют сорбенты на основе распространенных в природе минералов оксидов железа, такие как g-Fe2O3 (гематит) и Fe3O4 (магнетит).
Наночастицы g-Fe2O3 и Fe3O4 были использованы в качестве сорбентов катионных форм урана в водной среде. Концентрации 235,238U в воде после их сорбции наночастицами g-гематита и магнетита были измерены Ge(Li)-детектором. Максимальная сорбция 235,238U была достигнута через 6 ч. Содержание в питьевой воде составило (17,8 ± 1,9) мкг/л при использовании как g-гематита, так и магнетита.
ДЕПОНИРОВАНИЕ ОСТЕОТРОПНЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В ЗУБАХ ПРИ ОДОНТОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина; 2Харьковский государственный медицинский университет, Харьков, Украина; 3Харьковский национальный университет им.В.Н. Каразина, Харьков, Украина
Многие радионуклиды (РН), особенно аналоги кальция и актиноиды, после поступления в организм из окружающей среды и продуктов питания, являются остеотропными. Распределение удельной активности РН β-излучателей более равномерно, вследствие более длинного пробега β-частиц (90...1540 мкм), по сравнению с РН α-излучателями (22...30 мкм). Накопление и распределение РН в зубах связано с процессами костного ремоделирования.
Содержание РН в удаленных зубах пациентов с острыми одонтогенными воспалительными заболеваниями после соответствующей пробоподготовки регистрировали Ge(Li)-детектором с энергетическим разрешением 3,2 кэВ по линии 1333 кэВ. Определено содержание РН 228Ac, 212,214Pb, 224,226Ra, 137Cs, 214Bi, 40K и др. Удельная активность 40K практически совпадает со средними значениями нормы, 137Cs составляет 2,8•10-3 Бк/г. Удельная активность РН 224,226,228Raбыла значительно выше их среднего содержания в зубах. Обнаружено отсутствие равновесия между содержанием изотопов Ra с содержанием 238U и 232Th в зубах при патологии относительно нормы.
1 ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им.В.Н. Каразина, Харьков, Украина
Тормозное g-излучение и пучки ускоренных электронов ЛУЭ были использованы для направленного модифицирования наноструктурных оксидов металлов (Fe2O3, ZnO, ZrO2, MoO3) с целью расширения их функциональных свойств при сорбции долгоживущих радионуклидов (РН), а также катализаторов или носителей катализаторов для конверсии органических материалов и для медицинских целей. Рассматриваются различные механизмы направленного изменения электронных, диффузионных и адсорбционных свойств нанооксидов под действием ускоренных электронов и g-излучения.
КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОД «GAMMAPEAKS» ДЛЯ ОБРАБОТКИ g-СПЕКТРОВ
А.Ю. Бережной, С.Н. Утенков
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Основными задачами обработки g-спектров, измеренных различными детекторами, являются точное описание формы одиночного пика (ФОП) и обработка перекрывающихся пиков. Информация о значении площадей под пиками может быть использована для расчетов сечений реакций, радиационных силовых функций (РСФ) и т.д. Для этих целей разрабатывается программа обработки спектров «GAMMAPEAKS», аппроксимирующая пики простым гауссианом, гауссианом с переменной дисперсией и кусочно-заданной функцией, в которой центр пика описывается обычным гауссианом, а края – в форме экспонент. Для аппроксимации использовался метод сопряженных градиентов, с помощью которого минимизировалась сумма квадратов отклонений значений аппроксимирующей функции от значений в каналах спектра, принадлежащих пику. При аппроксимации число рассчитываемых пиков, аппрокси-мирующих один экспериментально полученный пик, задавалось последовательно от одного до трех, за исключением аппроксимации гауссианом с переменной дисперсией. При использовании этой модели на данном этапе задавался всего один рассчитываемый пик. В дальнейшем планируется увеличить число рассчитываемых пиков, аппроксимирующих экспериментально полученный пик, до трех или более (в зависимости от технических возможностей) при аппроксимации пиков любой из вышеперечисленных функций. Разрабатываемый алгоритм позволит с достаточной точностью определить площадь под пиком в спектре, которая нужна для определения различных параметров ядерной реакции (сечения рассеяния, РСФ и др.).
ОБОБЩЕННЫЙ КРИТЕРИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СЛУЖБЫ КРОВИ
Е.С. Чиркова, Д.К. Михнов, А.В. Михнова
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Основной задачей, стоящей перед службой крови (СК), является получение в необходимом объеме качественных компонентов и препаратов крови. Успешное решение данной задачи во многом зависит от информационного сопровождения бизнес-процессов, протекающих в СК. Такое сопровождение обеспечивают информационные системы (ИС), эффективность работы которых непосредственно влияет на выполнение основной задачи СК. Переработка донорской крови включает целый ряд организационно-технических мероприятий на разных этапах: идентификация и проверка возможности сдачи крови донором; контроль процесса кроводачи; лабораторные исследования; получение компонентов и препаратов крови и документальная фиксация их результатов по отношению к донору; контроль за хранением и реализацией компонентов и препаратов крови. Информационное сопровождение бизнес-процессов реализуется штатным персоналом СК при помощи аппаратно-программного комплекса. Автоматизация получения и формирования информации ведет к снижению риска влияния человеческого фактора на достоверность информации, поэтому для данного класса ИС предлагается рассматривать степень автоматизации информационных процессов в каждой точке получения или формирования информации на основе выделенных типовых структур комплекса технических средств. Предложенный обобщенный критерий может быть положен в основу метода и технологии оценки эффективности функционирования ИС СК.
МЕТОД ИНТЕГРАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
МЕДИЦИНСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ
Е.С. Чиркова, О.С. Гниденко
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Современное состояние информатизации медицинских учреждений можно охарактеризовать как переходное от отдельно функционирующих автоматизированных рабочих мест или локальных информационных систем подразделений (отдел кадров, бухгалтерия, лаборатория и т.д.) к информационным системам учреждений, в которых возможно как полное внутреннее информационное взаимодействие, так и взаимодействие с внешними системами других организаций (страховые компании, аптеки, службы крови и т.д.). Такое взаимодействие является необходимым условием для предоставления качественных медицинских услуг пациентам и должно базироваться на международных стандартах формирования, передачи, обработки и предоставления медицинской информации, что не всегда соблюдается при лоскутной автоматизации. Противоречивость данной ситуации приводит к необходимости выбора рациональных подходов и методов интеграции.
Существующие методы рассматривают интеграцию приложений предприятия (Enterprise Application Integration, EAI) в рамках информационно-, сервисно-,процессно- и пользователе-ориентированных подходах. Наиболее распространенными решениями при организации взаимодействия в медицинских информационных системах являются информационно-ориентированный и, в частности, документо-ориентированный подход, что, однако, не всегда применимо при внешнем взаимодействии.
Предлагается метод интеграции взаимодействующих информационных систем медичинских учреждений, учитывающий совокупность их организационных, семантических и технико-технологических характеристик.
Пленарное заседание 2. Ядерно-физические исследования
Plenarymeeting2. Nuclear-physical research
CONSTRAINING CENTRAL MAGNETIC FIELD STRENGTH IN HYBRID STARS
A.A. Isayev
Kharkov Institute of Physics and Technology NAS of Ukraine, Kharkov, Ukraine; V.N. Karazin Kharkov National University, Kharkov, Ukraine
Thermodynamic properties of strange quark matter in the core of a hybrid star in a nonuniform magnetic field are considered within the phenomenological bag model under the charge neutrality and beta equilibrium conditions. It is clarified that the central magnetic field strength is bound from above by the value at which the derivative of the longitudinal pressure with respect to the baryon number density vanishes first somewhere in the quark core under varying the central field. Above this upper bound, the instability along the magnetic field is developed in magnetized strange quark matter. The total energy density, longitudinal and transverse pressures are found as functions of the baryon number density.
ОБМЕЖЕННЯ НА ВЕЛИЧИНУ ЦЕНТРАЛЬНОГО
МАГНІТНОГО ПОЛЯ В ГІБРИДНІЙ ЗІРЦІ
О.О. Ісаєв
ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, Харків, Україна;
Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків, Україна
Розглянуто термодинамічні властивості дивної кваркової матерії в серцевині гібридної зірки в неоднорідному магнітному полі в рамках феноменологічної моделі мішка за умовами зарядової нейтральності та бета-рівноваги. З’ясовано, що напруженість центрального магнітного поля обмежена зверху значенням, за яким похідна повздовжнього тиску за густиною числа баріонів зникає вперше десь у кварковій серцевині при варіюванні центрального поля. Якщо напруженість магнітного поля більша цієї верхньої границі, у намагніченій дивній кварковій матерії виникає нестійкість вздовж магнітного поля. Знайдено густину повної енергії, повздовжній та поперчений тиски як функції густини числа баріонів.
GENERALIZATIONS OF KLEIN-GORDONAND DIRAC EQUATIONS AND CLASSIFICATION OF PARTICLES
Yu.V. Kulish
Ukrainian State University of Railway Transport, Kharkov, Ukraine
In [1, 2] the Klein–Gordon and the Dirac equations are generalized to avoid divergences of integrals for Green functions. The free solutions of these equations are sums of fields corresponding to particles with the same spin, electric charge, parity, but with different masses. Such particles are grouped in the kinds (the families, the dynasties) and their members are the generations. The minimal quantities of the generations for bosonsNb and fermions Nf equal 3 and 5, respectively. Now is known about a half of minimal quantity of elementary particles. For example, the electronic kind (e1 = e, e2 = μ, e3 = τ, e4, e5, ...), the up-quark kind (u1 = u, u2 = c, u3 = t, u4, u5, ...), and the down-quark kind (d1 = d, d2 = s, d3 = b, d4, d5, ...), can exist. The massless neutrino must be only one. The photonic and the gluonic kinds must include massive particles in addition to the photon and the gluon. The hadrons can be considered as the representations of the SU(Nf, g) × SU(3, c) × SU(4,fs) × O(L) group, where the SU(Nf, g)–group corresponds to the generations, the SU(3, c) –group to the color, the SU(4,fs)–group to the spin and the flowers (instead of the usual SU(6, fs) ), and O(L)–to the orbital excitation. For Nf = 5 the nucleon and Δ(1232) belong to the 35 × 1 × 20 × 1 –representation.
1. Yu.V. Kulish, E.V. Rybachuk //The Journal of Kharkiv National University, 2011, n. 955, Is. 2(50), p. 4.
2. Yu.V., Kulish, E.V. Rybachuk //Problems of atomic science and technology. 2012, n. 1(77), p. 16.
ОБОБЩЕНИЯ УРАВНЕНИЙ КЛЕЙНА-ГОРДОНА И ДИРАКА
И КЛАССИФИКАЦИЯ ЧАСТИЦ
Ю.В. Кулиш
Украинский государственный университет железнодорожного транспорта, Харьков, Украина
В [1, 2] с целью устранения расходимостей в интегралах для функций Грина обобщены уравнения Клейна–Гордона и Дирака. Свободные решения этих уравнений представляют собой суммы полей, соответствующих частицам с одними и теми же значениями спина, электрического заряда, четности, но с разными массами. Такие частицы группируются в рода (семьи, династии) а их члены являются поколениями. Минимальные количества поколений для бозонов Nb и фермионов Nf равны 3 и 5, соответственно. Сейчас известно около половины минимального количества элементарных частиц. Например, могут существовать электронный род (e1 = e, e2 = μ, e3 = τ, e4, e5, ...), род верхних кварков (u1 = u, u2 = c, u3 = t, u4, u5, ...), род нижних кварков (d1 = d, d2 = s, d3 = b, d4, d5, ...). Безмассовое нейтрино должно быть только одно. Фотонный и глюонный рода должны содержать в дополнение к фотону и глюону массивные частицы. Адроны могут быть представлениями группы (d1 = d, d2 = s, d3 = b, d4, d5, ...), где SU(Nf, g) соответствует поколениям, SU(3, c)– цвету, SU(4,fs)– спину и аромату (вместо обычной SU(6, fs)), и O(L)–орбитальному возбуждению. ПриNf=5 нуклониΔ(1232) принадлежатпредставлению35 × 1 × 20 × 1.
1. Yu.V. Kulish, E.V. Rybachuk //The Journal of Kharkiv National University, 2011, N. 955, is. 2(50), p. 4.
2. Yu.V. Kulish, E.V. Rybachuk //Problems of atomic science and technology.2012, n. 1(77), p. 16.
ФОТОЯДЕРНЫЙ МЕТОД ПРОИЗВОДСТВА СВОБОДНОГО 153Sm
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОЧАСТИЦ
ОКСИДА САМАРИЯ И КЛИНОПТИЛОЛИТА
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина; 2Институт медицинской радиологии им. С.П.Григорьева,
Харьков, Украина
Изотоп 153Sm широко используется в ядерной медицине для диагностических и терапевтических целей. Средняя энергия β-частиц 153Sm составляет 225 кэВ с периодом полураспада 46,3 ч. Чаще всего этот изотоп используется для лечения костных метастазов в качестве наркотического анальгетика. Подобными приемлемыми характеристиками обладают также изотопы 177Lu, 169Er, 175Ybсо средней энергией β-частиц 133, 100 и 127 кэВ, соответственно. Производство 153Sm основано на реакции радиационного захвата нейтронов изотопом 152Sm (206 бн). В результате на один атом 153Sm приходится более 1000 атомов 152Sm. Поэтому в лечебной практике эффективнее использовать свободный 153Sm.
Смесь наночастиц Sm2О3 и клиноптилолита была облучена тормозным излучением электронного ускорителя с максимальной энергией 11,5 МэВ. Последовательное растворение наночастиц Sm2О3 в растворе соляной кислоты позволило получить наночастицы клиноптилолита с внедренными атомами отдачи от 153Sm. Растворение наночастиц клиноптилолита с 153Sm в щелочном растворе дало возможность получить свободный 153Sm, который был зарегистрирован на спектре с помощью Ge(Li)-детектора.
МОНИТОРИНГ РАДИОАКТИВНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ОЦЕНКЕ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ КОСТНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА
Н.П. Дикий1, Е.П. Медведева1, И.Д. Федорец2
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
2Харьковский национальный университет им.В.Н. Каразина
Испытания ядерного оружия на земле и в атмосфере (середина прошлого столетия), аварии на АЭС, переработка урановой руды, сжигание угля и др. формируют радиоэкологическую обстановку в цепочке воздух – вода – почва – растения – животные – человек. Известно, что испытания ядерного оружия и аварии на АЭС привели к поступлению в окружающую среду более 1018 Бк 90Sr (авария на ЧАЭС - 1016 Бк 90Sr). Костная система человека (гидрооксиапатит + примесные элементы), является биоиндикатором, который дает информацию о состоянии окружающей среды и продуктов питания. Это одни из факторов, которые принимают участие в регуляции костного метаболизма и минерального обмена. Поступление радионуклидов в организм человека, например, 90Sr – аналога кальция, позволяет создавать предрасполагающие условия для развития злокачественных трансформаций костной ткани. Именно костная система является наиболее уязвимой относительно метастатического распространения злокачественного процесса. Выполненный анализ поступления радионуклидов в костную ткань человека показал существенное влияние изотопов не только 90Sr, но и 226,228Rа, содержащихся в питьевой воде.
Секция 3. Структура ядра в реакциях на заряженных частицах, нейтронах и гамма‑квантах
Session 3. Nuclear structure in charge particles, neutron and photon reactions
УГЛОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСКОЛКОВ ФОТОДЕЛЕНИЯ 238U ВБЛИЗИ ПОРОГА И ОБЛАСТИ ЭНЕРГИЙ ГИГАНТСКОГО РЕЗОНАНСА
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Экспериментально исследовалось угловое распределение осколков фотоделения 238U. Эксперимент проводился на тормозном пучке фотонов с энергиями от 6 до 15 МэВ с шагом 1 МэВ по энергии и 15° по азимутальному углу вылета осколков. Для регистрации осколков деления использовалась методика твердотельных детекторов. Обнаружена аномалия углового распределения при энергиях фотонов меньше 7 МэВ. Наблюдается спад выхода осколков при углах, близких к 90°. Наблюдаемая аномалия увеличивается по мере приближения энергии фотонов к порогу деления 238U. Обсуждаются вклады механизмов квадрупольного и дипольного делений ядер в зависимости от энергии фотонов.
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ИЗОМЕРНОЙ ПАРЫ 120m,gSbВ (g,n)‑РЕАКЦИИ
Институт физики высоких энергий и ядерной физики
ННЦ ХФТИ НАН Украины, Харьков, Украина
Основную роль в образовании p-ядер играют фотоядерные (g,n), (g,p) и (g,α)‑реакции, происходящие в звездной среде, имеющей температуру 2 £ T9 £ 3 (T9 = T/109 K) и плотность плазмы = 106 г/см3. Так как эти реакции, происходят на огромном количестве ядер, включая радиоактивные и возбужденные, большая часть ядерных данных, используемых для моделирования фотоядерных процессов, вычисляется теоретически в рамках модели Хаузера–Фешбаха. В то же время лабораторные измерения на ядрах стабильных изотопов не только используются в моделировании, но и позволяют проверить предсказательную силу статистической теории ядерных реакций. В работе методом наведенной активности с использованием пучка тормозного излучения линейного ускорителя электронов ННЦ ХФТИ и g‑спектрометрии высокого разрешения измерены интегральные сечения реакций 121Sb(g,n)120m,gSb в области энергий от порога реакции до 13 МэВ. Сравнение полученных экспериментальных значений интегральных сечений с предсказаниями статистической теории ядерных реакций (вычислительные коды NON-SMOKER [1] и TALYS [2]) дает хорошее согласие для основного состояния 120gSb и небольшое превышение экспериментальных значений над теорией для изомерного состояния 120mSb.
1. T. Rauscher, F.-K. Thielmann, ADNDT 2004, 80, 1.
2. A.J. Koning, S. Hilaire and M.C. Duijvestijn / TALYS-1.0 // Proceedings of the International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, April 22-27, 2007, Nice, France, editors O. Bersillon, F. Gunsing, E. Bauge, R. Jacqmin, and S. Leray, EDP Sciences, 2008, p. 211-214.
ДЕЛЕНИЕ У ПОРОГА ПРИ ДИПОЛЬНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ЯДРА 232Тh
В.М. Хвастунов, А.А. Хомич
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Из обработки данных по угловому распределению осколков деления 232Тh, полученных в экспериментах с тормозными [1] и монохроматическими [2] фотонами, получены значения Σ-асимметрии. Из анализа поведения Σ‑асимметрии при изменении энергии фотонов была определена высота порога деления при дипольном возбуждении 232Тh с проекцией спина К=1 на ось симметрии ядра.
Для тормозных фотонов высота порога Еп = (6,36 ± 0.05) МэВ, а для монохроматических Еп= (6,55±0,02)МэВ. Полученные значения Еп немного отличаются по величине. Такое отличие в высоте порога деления вероятно вызвано тем, что для тормозных фотонов угловое распределение осколков деления определяется всем спектром фотонов от нуля до максимального значения, а для монохроматических только той энергией фотонов, при которой расположено значение Σ‑асимметрии.
Поэтому, более точным значением высоты порога деления следует считать значение, полученное из анализа данных с монохроматическими фотонами.
Высота порога деления 232Тh выше, чем у 236,238U и 238,240Pu [3]. Таким образом, с увеличением заряда ядра высота порога деления уменьшается.
1. Н.С. Работнов, Г.Н. Смиренкин, А.С. Солдатов и др. Фотоделение 232Тh, 238U, Рu238, Рu240, Рu242 и структура барьера деления // Ядерная физика. 1970, т. 11, с. 508-527.
2. A. Manfredini, L. Fiore, C. Ramorino, W. Wolfli. Photofission of 232Th near threshold. Angulardistribution. // NuovoCim. 1971, v. 4 A, p 421-430.
3. В.М. Хвастунов, А.А. Хомич. /Порог деления при дипольном возбуждении ядер 236,238U и 238,240Pu//Тезисы докладов XIII конференции по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорителям. 16-20 марта 2015 г. Харьков. с.. 48.
ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ВЗАЄМОДІЇ ІОНІВ 18O З ЯДРАМИ 7Li ТА 6Li ПРИ ЕНЕРГІЇ 114 МеВ З ВРАХУВАННЯМ ПРУЖНОГО, НЕПРУЖНОГО
РОЗСІЯННЯ ТА РЕАКЦІЙ ОДНОНУКЛОННИХ ПЕРЕДАЧ
Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна
Виконано аналіз експериментальних даних пружного, непружного розсіяння та реакцій однонуклонних передач при взаємодії іонів 18O з ядрами 7Li та 6Li при енергії Eлаб.(18O) = 114 МеВ в рамках методу зв’язаних каналів реакцій [1–3]. Розрахунки проводились в рамках єдиного підходу з включенням у схему зв’язку всіх вихідних каналів, що аналізуються одночасно. Збудження ядер у вихідних каналах описувались як в рамках колективної моделі, так і як одночастинкові збудження в рамках моделі оболонок. Досліджено вплив зв’язку каналів реакції на потенціал взаємодії у вхідному каналі, що відображається в ослабленні уявної частини оптичного потенціалу. Також проведено порівняльний аналіз взаємодії ізотопів літію 7Li та 6Li з ядрами18O з врахуванням досліджуваних ефектів зв’язку каналів реакції.
1. A.T. Rudchik, Yu.M. Stepanenko, K.W. Kemperetal. // Nucl. Phys. A. 2009, v. 83, N. 1,p. 139.
2. A.T. Rudchik, Yu.M. Stepanenko, K.W. Kemper,etal.// Phys. Rev. C. 2011,v.83, p. 024606.
3. A.T. Rudchik, K.A. Chercas,K.W.Kemper,etal.// Nucl. Phys. A. 2014,v.927. p.209.
ГЛОБАЛЬНИЙ ОПТИЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ ДИФРАКЦІЙНОГО
РОЗСІЯННЯ КИСНЮ 16O НА ІЗОТОПАХ ВУГЛЕЦЮ
В ШИРОКОМУ ІНТЕРВАЛІ ЕНЕРГІЙ
Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна
Здійснено аналіз відомих експериментальних даних пружного розсіяння ядер 16O на ізотопах вуглецю 12C та 14C. Виявлено, що диференціальний переріз пружного розсіяння в даних системах в інтервалі переданих імпульсів від 0 до 3...4фм-1демонструє яскраво виражений дифракційний характер. Основний внесок в перерізи для даного кінематичного інтервалу забезпечується механізмом потенціального розсіяння, внесок інших можливих механізмів є незначним. Наявність великого масиву експериментальних даних 12C+16O-розсіяння дозволило побудувати глобальний енергетично-залежний оптичний потенціал взаємодії для даної пари ядер [1]. Потенціал задовільно описує експериментальні дані пружного розсіяння в дифракційній області – в межах положень перших восьми дифракційних максимумів (мінімумів) – у всьому діапазоні енергій, що аналізувався: 1...200 МеВ/нуклон. Спираючись на отриману енергетичну залежність потенціалу взаємодії 12C+16O та експериментальні дані пружного розсіяння в системі 14C+16O, був отриманий також глобальний енергетично-залежний оптичний потенціал взаємодії ядер 14C та16O. Отриманий потенціал задовільно описує наявні експериментальні дані пружного розсіяння14C+16O, а також дозволяє передбачити поведінку кутових розподілів пружного розсіяння ядер 14C+16O в діапазоні енергій, при яких експериментальні дані відсутні.
1.О.А.Понкратенко, А.А.Рудчик, А.Т.Рудчик, Ю.М.Степаненко, В.В.Улещенко, Ю.O.Ширма.Глобальні потенціали взаємодії для дифракційного розсіяння 16O+12C та 12С+12C у широкому діапазоні енергій // Ядерна фізика та енергетика. 2014, т.15, №3, с.222-230.
УПОРЯДКУВАННЯ УЛАМКIВ ПОДIЛУ ДОАКТИНIДНИХ ЯДЕР
НА ПРИКЛАДIIЗОТОПIВ Pb
Інститут електронної фізики НАН України, Ужгород, Україна
Представлено дані розрахунку виходiв уламкiв подiлу (масові, зарядові спектри) доактинiдних ядер на прикладі ізотопів natPb, проведеного в рамках запропонованого статистичного методу. запропонований теоретичний метод базуеться на термодинамічних припущеннях. Зокрема, для цих ізотопів обговорюеться можлива асиметрія виходiв уламкiв подiлу, роль оболонкових ефектів та проводиться інтерпретаціянаявних експериментальних даних, де ці виходи мають симетричну (одногорбову) форму. Досліджено роль нейтронних оболонок N=50 та N=82 у реалізації симетричного (одногорбового) та асиметричного (двохгорбового) виходiв фрагментів подiлу відповідно для нейтрон-дефіцитних та нейтрон-профіцитних ізотопів Pb. Пояснення наявних експериментальних результатів по подiлу natPb проводиться із врахуванням ланцюжків бета-перетворень в ансамблі довго- та короткоживучих ядерних уламкiв. Отримані результати ілюструють перспективність запропонованого теоретичного наближення для вивчення масових зарядових спектрів доактинiдних ядер, доповнюючи можливості добре відомих статистичних теорій ядерного подiлу. Ми сподіваємося, що результати вивчення виходiв уламкiв подiлу ізотопів свинцю та характеру їх ядерних перетворень можуть бути корисними для проектування ядерних реакторiв, особливо для реакторів підкритичної збірки.
ДифференциальнЫЕ сечениЯ генерации ГА«ММА-ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗ РЕАКЦИЙ 58Ni(p,g)59Cu и 60Ni(p,g)61Cu В ДИАПАЗОНЕ ЭНЕРГИЙ ПРОТОНОВ 1,4…2,4 МэВ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Измерено дифференциальное сечение генерации g-квантов с энергией 475, 491, 914 и 970 кэВ на природном никеле из реакций 58Ni(p,g)59Cu,60Ni(p,g)61Cu под лабораторным углом 900 в диапазоне энергий протонов 1,4…2,4 МэВ. Исследования проведены на ускорителeЭСУ-5 ННЦ ХФТИ. γ-кванты регистрировались Ge(Li)-детектором ДГДК-80 с разрешением ~ 3,5 кэВ по линии 1332,5 кэВ. Абсолютная эффективность регистрации γ-квантов определялась с помощью набора образцовых источников (133Ba, 152Eu). Для измерения сечений использовались пленки Ni толщиной ~ 0,1…0,3 мг/см2, нанесенные на танталовые подложки методом вакуумного напыления.
Измерение толщин мишеней проводилось с помощью методики обратного рассеяния ускоренных ионов гелия и водорода на ускорителе «СОКОЛ».
Погрешность определения сечений варьировалась в пределах 15…20 %.
СТРУКТУРА И ПОЛНАЯ СИЛА МАГНИТНОГО ДИПОЛЬНОГО
РЕЗОНАНСА В НЕЧЕТНО-НЕЧЕТНЫХ ЯДРАХ 2S1D-ОБОЛОЧКИ
А.С. Качан, И.В. Кургуз, В.М. Мищенко
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
Ранее, из анализа g-распада резонансно подобной структуры (РПС), наблюдаемой в реакции 25Mg(p,g)26Al [1], нами был идентифицирован М1‑резонанс на основном состоянии ядра 26Al.
Силы резонансов, необходимые для определения полной силы М1‑резонанса (SМ1EW=SkEkBk(M1)↑), были определены из анализа функции возбуждения данной реакции. Анализ экспериментальных результатов показал, что поведение полной силы М1-резонанса в нечетно-нечетных ядрах значительно отличается от ожидаемого поведения, полученного из анализа правила сумм Курата. Поэтому нами были проведены дополнительные эксперименты для уточнения сил резонансов в реакции 25Mg(p,g)26Al. В данной работе силы резонансов при ЕР=1376, 1588, 1651, 1701, 1716 кэВ, составляющих РПС, были определены из сравнения интенсивностей g-линий, образующихся при распаде изучаемых резонансных уровней, с интенсивностью g-линии с Еg=5153 кэВ, соответствующей переходу с резонансного уровня при Еp=953 кэВ. Получены распределения вероятностей магнитных дипольных переходов на основном и возбужденных состояниях ядра 26Al. Из анализа литературных данных получены распределения вероятностей магнитных дипольных переходов на основных состояниях ядер 22Na и 30P. Из этого анализа также следует, что переход с Еg=7473 кэВ, соответствующий переходу с резонансного уровня при Еp = 768 кэВ на основное состояние ядра 22Na следует отнести к “ножничной” моде, а не к переходу между спин-орбитальными партнерами как в [1]. В этом случае поведение полной силы соответствует поведению полной силы, полученной из анализа правила сумм Курата.
1. А.С. Качан и др. //Ядерная физика. 1989, т. 49, №2, с. 367.
КУЛОНОВСКАЯ ЭНЕРГИЯ ЯДРА 7Li
А.Ю. Б уки, И.С. Тимченко
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
Из обработки данных, полученных на ускорителе электронов ЛУЭ-300, найден ряд значений кулоновской суммы (КС) ядра 7Li, соответствующих переданным импульсам при q=0,750...1,625 фм-1. Объем этого экспериментального материала позволяет с помощью уравнений работы [1] и форм факторов основного состояния ядра 7Li из работы [2], определить кулоновскую энергию этого ядра.
Уравнение работы [1] для кулоновской энергии атомного ядра EК можно представить как в работе [3] в виде EК = ET + EП. Здесь первое слагаемое ETопределяет кулоновскую энергию в приближении взаимодействия в ядре точечных протонов. Второе слагаемое EПпоказывает уменьшение кулоновской энергии вследствие перекрытия зарядовых распределений соседних протонов.
Полученные нами для ядра 7Li энергии ET, EП, EК и в скобках эти же величины для ядра 6Li из работы [3] следующие: ET= (2,70(2,45)±0,05) МэВ; EП = (-0,85(-0,85)±0,085МэВ;EК = (1,85(1,60)±0,10) МэВ. Тот факт, что кулоновская энергия ядра 7Li больше, чем ядра 6Li означает, что в более тяжелом изотопе расстояние между протонами меньше и, следовательно, зарядовый радиус ядра 7Li меньше, чем 6Li. Этот вывод соответствует результатам измерений упругого рассеяния электронов на ядрах изотопов лития работы [2], в которой найдено, что [<r2>(6Li) / <r2>(7Li)]1/2 = 1,055±0,008.
1.В.Д. Эфрос. Правила сумм в рассеянии электронов на ядрах // Ядерная физика.1973,т.18,с. 1184-1203.
2. I.R.Suelzle, M.R. Yearian,and H. Crannell /Elastic Electron Scattering from Li6 and Li7// Phys. Rev. 1967, v. 163, №4, p. 992-1005.
3.А.Ю.Буки, Н.Г.Шевченко, В.Д.Эфрос, И.И.Чкалов /Экспери-ментальное определение кулоновской энергии ядра 6Li// Ядерная физика. 1977,т. 25, №2, с.457-459.
АНОМАЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕ КУЛОНОВСКОЙ
СУММЫ ИЗОТОПОВ ЛИТИЯ
И.С. Тимченко, А.Ю. Буки
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина
Нулевой момент продольной функции отклика или кулоновская сумма (КС), являющийся интегралом продольной функции отклика по переданной энергии от 0 до ¥, чувствителен к структуре атомного ядра. Определение экспериментальных значений КС довольно трудная задача, поэтому за последние 40 лет значения КС получены только для 12 ядер. Все исследованные ядра имеют типичное поведение КС от переданного импульса q: рост кулоновской суммы с q до насыщения этой величины (плато КС), а насыщение КСнаступает примерно приодном и том же значение qр. Однако, нами были получены значения КС для ядер 6Li, 7Li[1,2] и обнаружено, что выход на плато КС в случае изотопов лития наступает при гораздо меньших значениях q, чем у других ядер.
Мы определили величину переданного импульса qр выхода на плато КС для ряда ядер и нашли, что в случае некластеризованных ядер 4He, 40Ca, 48Ca, 56Fe эта величина qp = (1,9...2,1)фм-1, а для максимально кластеризованных ядер 6Li, 7Li (с параметром изолированности х = 0,3...0,4)qp» 1,4 фм-1. Промежуточное по qpположение занимает значение qp = 1,65 фм-1, соответствующее ядру 12С. Этот факт работает на гипотезу о связи величиныqp и степени кластеризации ядра, так как ядро 12С относится к слабо кластеризованным ядрам (для 12С параметр изолированности х = 0,7...0,9).
Кроме того было проведено сравнение экспериментальных КС изотопов литияс расчетами по правилам сумм, выполненными с учетом кластерной структуры этих ядер, и получено хорошее согласие эксперимента и расчета как для 6Li, так и для 7Li.
Таким образом, в работе были получены значения КС для изотопов лития в диапазоне q=1,125...1,625фм-1. Была показана и объяснена аномалия в поведении этой величины по сравнению с имеющейся систематикой на других ядрах. Проведено сравнение экспериментальных значений КС 6,7Li с расчетом, выполненным на основе кластерной структуры ядра.
1. A.Yu.Buki, N.G.Shevcheko, I.S. Timchenko.The coulomb sums for 7Li nucleus at 3-momentum transfers q = 1.250…1.625 fm-1 // PAST, Series: Nucl. Phys. Invest. 2009, v. 51, №3, p.38-42.
2. A.Yu.Buki, I.S.Timchenko, N.G. Shevchenko. /Saturation of Coulomb sum rules in the 6Li case // Eur. Phys. J. 2012. A48. p. 17-22. DOI 10.1140/epja/i2012-12017-6.
АНАЛИЗ ЭЙРИ-СТРУКТУР И ЭФФЕКТА АНОМАЛЬНОГО РАССЕЯНИЯ НАЗАД А УПРУГОМ РАССЕЯНИИ ЯДЕР 4Не ЯДРАМИ 40Са
1Институт электрофизики и радиационных технологий НАН Украины, Харьков, Украина;2ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины,
Харьков, Украина
Спонтанные критические явления (СКЯ) присущи практически всем отраслям физики: это и рассеяние элементарных частиц при высоких энергиях; пленение кварков; космология (эволюция Вселенной); эффект Хиггса; унификация фундаментальных взаимодействий; квантовые кооперативные фазы и их переходы; турбулентность и т.д.
Предложена универсальная концепция СКЯ для описания столь различных явлений на основе конкурирующих сильно взаимосвязанных градиентов полей параметров порядка (ППП). Рассмотрено поэтапное спонтанное нарушение симметрии (СНС) в цепочке новых фазовых переходов, в том числе СНС для дискретной суперсимметрии, что связано также с проблемой темной материи. Обсуждаются проблемы перенормируемости теорий поля в критической области, а также сходимости диаграмм Фейнмана и регуляризации для этих теорий с высшими производными.
Работа поддержана грантамицелевой комплексной программы НАН Украины «Фундаментальные проблемы создания новых наноматериалов и нанотехнологий» №62/15-Н; целевой комплексной программы НАН Украины №ЦО-16-2/2015.
РОЗСІЯННЯ ДЕЙТРОНІВ ЯДРАМИ 12С. ЗБУДЖЕННЯ РІВНЯ ХОЙЛА
Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна
Структура збуджених станів ядра 12С нині обговорюється в ряді теоретичних та експериментальних досліджень. Особлива увага приділяється дослідженню рівня 0+ при Ех = 7,654 МеВ ядра 12С, що важливо як з точки зору ядерного синтезу, так і ядерної структури та реакцій. Цей стан розташовано на 287 кеВ вище за поріг α+8Ве та на 379 кеВ вище за поріг розщеплення на три α‑частинки. У цій роботі ми повідомляємо про нові експериментальні дані з пружного та непружного розсіяння дейтронів з енергією Еd = 45,3 МеВ на ядрі 12С. Дослідження проведено на прискорювачі У-240 ІЯД НАН України. Отримано кутові розподіли пружного розсіяння та непружного на рівнях 2+ (4,44 МеВ); 0+ (7,65 МеВ, рівень Хойла) та 3- (9,64 МеВ). Проведено порівняння з малочисельними даними з пружного та непружного (d,d')‑розсіяння. Відмічено характерні структурні особливості кутових розподілів на рівні 0+ (7,65 МеВ). Аналіз кутових розподілів проводився за оптичною моделлю та методом зв'язаних каналів. Експериментальні кутові розподіли для 0+ та 2+ основного та першого збуджених станів 12С можна узгоджено описати в рамках ротаційного збудження та зв'язку каналів. Рівень 3- можливо має від'ємну деформацію, що відповідає гіпотезі про сплющену форму ядра 12С. Що стосується стану 0+ (7,65 МеВ), то структура його складна. Потрібно враховувати не тільки структуру ядра 12С, але й взаємодію слабко зв'язаного дейтрона з нуклонами в альфа-кластерах.
Систематика вероятностей K-запрещенных бета-переходов в деформированных ядрах
А.П. Лашко, Т.Н.Лашко
Институт ядерных исследований НАН Украины, Киев, Украина
Систематизированы экспериментальные данные о log ft разрешенных b‑переходов и b-переходов 1-го порядка запрещения в нечетных деформированных ядрах редкоземельной группы (151 < A < 191) и группы актинидов (A > 227) за правилами отбора по асимптотическим квантовым числам K, N, nZ, L. Построены статистические распределения и рассчитаны средние значения log ft для таких b-переходов.
Распады, для которых выполняются правила отбора по асимптотическим квантовым числам, называются незамедленными (unhindered), а для которых эти правила не выполняются – замедленными (hindered). Установлено, что отличие в вероятностях незамедленных и замедленных b-переходов наблюдается для всех типов переходов.
Разница наиболее существенна в тех случаях, когда нарушаются правила отбора по квантовому числу K (K – проекция полного углового момента на ось симметрии ядра). Невыполнение правил отбора еще и по квантовому числу K приводит к уменьшению вероятности распада для разрешенных b-переходов в 2400 раз, а для b-переходов 1-го порядка запрещения неуникальных -в 40 раз.
Систематика будет полезной как при анализе измеренных значений log ft, так и при оценке вероятностей еще незарегистрированных ветвей распада в деформированных ядрах.
ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ ВЕРШИННЫХ ФУНКЦИЙ
В МАЛОНУКЛОННЫХ СИСТЕМАХ
Ф.Э. Кузнецов, Ю.А. Касаткин, В.Ф. Клепиков
Институт электрофизики и радиационных технологий
НАН Украины, Харьков, Украина
Для описания процессов фото- и электрорасщеплений малонуклонных систем, таких как дейтрон, ядра гелия-3 трития или гелия-4, может быть использован ковариантный подход, который дает возможность распространить методы стандартной квантовой электродинамики на нелокальные поля материи. Как известно, одним из признаков состоятельности теории является большая предсказательная способность при малом количестве свободных параметров. Единственным неопределенным параметром, в избранном подходе, является параметризация вершинных функций ядер, участвующих в описываемом процессе. Таким образом, правильный выбор волновых функций и последующая параметризация в вершинах сильного взаимодействия являются важнейшим этапом построения теории и требуют глубинного дополнительного исследования. В работе обосновывается процесс и методы получения вершинных функций, на основе которых были получены угловые и энергетические спектры дифференциальных сечений реакций расщепления легких ядер, их полные сечения, а также предсказано поведение Σ-асимметрии.
ПЕРЕРІЗ РЕАКЦІЇ 137Ва(g,g¢)137mBaВ ОБЛАСТІ ЕНЕРГІЙ 4...18 МеВ
Інститут електронної фізики НАН України, Ужгород, Україна
На гальмівному пучку гамма-квантів мікротрону М-30 ІЕФ НАН України проведено вимірювання виходів реакції 137Ва(g,g¢)137mBa в області енергій Еgmax= 4...18 МеВ кроком DЕ = 0,5 МеВ. Наявність домішок і їх можливий вклад у вихід досліджуваної реакції вище порогу реакції (g,n) враховувався. Виміри проводилися активаційною методикою. Ідентифікація збудження ізомера здійснювалася по лінії 0,661МеВ. Статистична похибка кожної виміряної точки не перевищувала 0,2...0,3 %. Переріз реакції розраховувався методом Пенфольда–Лісса [1]. Одержаний переріз реакції 137Ва(g,g¢)137mBa має максимум при енергії 7,0МеВ на рівні (0,78 ± 0,04) мб і при енергії 15,0...16,0 МеВ – (0,22 ± 0,10) мб. Перший максимум співпадає з порогом реакції (g,n) на ядрі 137Ва і обумовлений конкуренцією в нейтронному каналі, другий широкий максимум скоріше за все зв¢язаний з загальним ростом перерізу фотопоглинання stotв області максимуму гігантського Е1-резонансу. Експериментальні результати порівнюються з теоретичними розрахунками проведеними за допомогою програмного пакета ТАLYS-1.4.
1. O.V. Bogdankevich and F.A. Nikolaev. Methods in Bremsstrahlung Research. New York: Acedemic Press, 1996.
РОЗРАХУНКИ З ВИКОРИСТАННЯМ БАЗИ ЛІНЕАРИЗОВАНИХ
ЛАНЦЮГІВ НУКЛІДІВ РЯДІВ 232Th, 235U, 238U
М.В. Стець, О.М. Поп, В.Т. Маслюк
Інститут електронної фізики НАН України, Ужгород, Україна
Ряди 232Th, 235U, 238U представляють собою розгалужені ряди. Розрахунок кількості ядер (активностей) нуклідів цих рядів можна отримати на основі розв’язків системи диференціальних рівнянь, які отримані Батеманом-Рубінсоном. Існують розв’язки відповідних систем диференціальних рівнянь для конкретних комбінацій розгалужень, однак найбільш простим шляхом є лінеаризація.
Кожен з ізотопів утворюється з n материнських радіонуклідів. Відповідно кількість ядер (активність) його є сумою n ізотопів. Зрозуміло, що кількість ядер деяких радіонуклідів буде, в таких випадках, сумою ядер однойменних радіонуклідів, що знаходяться в різних лінійних ланцюгах. Представниками таких радіонуклідів є: 223Ra – 2, 219Rn – 3, 215Po – 4, 211Pb – 4, 215At – 4, 211Bi – 8, 207Tl – 8, 211Po – 8 (ряд 235U); 234U – 2, 230Th – 2, 226Ra – 2, 222Rn – 2, 218Рo – 2, 214Pb – 2, 218At – 2, 214Bi – 4, 214Po – 4, 210Tl – 4, 210Pb – 8, 210Bi – 8, 206Hg – 8, 210Po – 8, 206Tl – 16 (ряд 238U).
Загалом, щоб визначити кількість ядер всіх радіонуклідів, які входять у вказані ряди, необхідно розрахувати 11 виразів для ряду 232Th, 49 – для ряду 235U, 78 – для ряду 238U. Схема розрахунків дозволяє отримати значення кількості ядер N та активності A для будь-якого радіонукліда із ланцюжка розпаду, а також для всіх радіонуклідів (з одного ланцюжка) одночасно і, в принципі, визначити вік цих значень, якщо відомі значення N(Т = 0) і A(Т = 0).
ОБОЛОЧЕЧНАЯ МОДЕЛЬ ЯДРА: МИФЫ И РЕАЛЬНОСТЬ
Ю.П. Ляхно
ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины,
Харьков, Украина
Обсуждается возможное движение нуклонов в ядре, обусловленное реальными межнуклонными силами. Это движение не может быть адекватно описано в рамках известных модификаций оболочечной модели ядра. Оболочечная модель ядра может привести к сомнительным выводам о структуре ядра и механизмах ядерных реакций.
Секция 4. Компьютерные технологии в физических исследованиях
Session 4. Computer technologies in physical research
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАФИКА КОМПЬЮТЕРНОЙ
СЕТИ ПРИ АКТИВАЦИИ НОВОГО СЕРВИСА
А.С. Епифанов
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Предлагается имитационная модель, применение которой позволяет предсказывать поведение общего трафика при появлении в компьютерной сети нового высоконагруженного сервиса. Результатом использования имитационной модели будут зависимости Y = F(T,C) и аналитические решения. Аналитические решения позволяют выявить наилучшие размещения новых информационных сервисов и сформировать требования по ограничению выделяемой для них полосы пропускной способности каналов. Применение предложенной модели компьютерной сети позволяет снизить затраты на ее сопровождение.
МЕТОД СНИЖЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ТРАФИКА
В МАРШРУТИЗИРУЕМЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЯХ
Д.И. Алексеев
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Пусть выбран класс сложных корпоративных компьютерных сетей с разветвленной топологической структурой. Топологическая структура компьютерной сети представлена в виде графа. Представленные методологические решения рассматриваются для задач контроля отказов (Fault Management) в компьютерной сети. В этих задачах проводится тестирование стабильности функционирования всех сегментов и тестирование всех узлов и соединений. При этом следует уменьшить избыточность тестовых процедур. Тестирование осуществляется между граничными вершинами (Ei) в рамках путей, проходящих через внутренние узлы (Cj). При этом возможно наличие петлевых и множественных путей. Тестовые процедуры создают дополнительную нагрузку на трафик. Предлагается снизить такую нагрузку за счет сокращения избыточности процедур тестирования. Предложенный метод основан на разбиении графа топологической структуры сети на бинарные деревья. При этом вершинами в бинарном дереве могут быть только внутренние узлы (Cj), а листьями только граничные узлы (Ei). Если существующая топология образует граф с петлями, то этот граф разбивается на необходимое количество бинарных деревьев и для каждого из них проводится дополнительное тестирование. Результаты объединяются. Далее строится функциональная модель сети. Предложенный метод позволит более точно построить модель компьютерной сети для определения возникающих отказов.
.
интеллектуальная система поддержки ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В УПРАВЛЕНИИ БИЗНЕС-ПРОЦЕССАМИ
С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ СТРУКТУРОЙ
И.А. Малькова
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Важным средством повышения эффективности принимаемых решений в управлении бизнес–процессами с изменяющейся структурой является использование интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР). Современные ИСППР являются человеко-машинными системами, позволяющими лицу, принимающему решение, использовать данные, знания, объективные и субъективные модели для решения слабоформализованных и неформализованных задач. Рассматривается интегрированная технология формирования многокритериальных моделей функциональных задач, позволяющая объединить накопленный опыт и знания для решения обозначенных проблем. Предлагается система концепций поиска решений.
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ПРИНЯТИЯ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ В УПРАВЛЕНИИ БИЗНЕС–ПРОЦЕССАМИ
И.А. Малькова
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Произведен анализ существующих подходов к структуризации методов принятия многокритериальных решений в управлении бизнес–процессами с изменяющейся структурой. Выделен ряд классификационных признаков, позволяющих расширить существующую модель принятия решений. Предлагается иерархическая структура классификации существующих и разрабатываемых методов принятия многокритериальных решений, а также основные классы моделей многокритериальных задач, основывающихся на различных концепциях. Выделение концептуальности методов способствует формализации подстановок задач, выбору соответствующего метода решения и формированию процедур поиска решения, в том числе комбинированного типа.
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЭТАПА АНАЛИЗА ОБЪЕКТА ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТРЕНАЖЕРОВ ОПЕРАТИВНОГО ПЕРСОНАЛА АСУТП
Н.В. Васильцова
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Описываются конкретные виды критериев, которые предлагаются для априорной оценки адекватности моделей. Рассмотренные критерии показали, что задача может быть сведена к последовательности однокритериальных задач, а именно: к задаче проверки гипотез о принадлежности объекта к определенному классу; к задаче оценки метрологической составляющей неадекватности модели; к задаче оценки влияния выбора критерия идентификации на адекватность модели. Предложенный подход и разработанный алгоритм оценки априорной адекватности модели, может быть использован в качестве типового модуля SCADA-систем, применяемых в настоящее время для создания тренажеров оперативного персонала автоматизированных систем управления.
проведение ФИЗИЧЕСКого ЭКСПЕРИМЕНТа
при ДИСТАНЦИОННой ФОРМе ОБУЧЕНИЯ
М.А. Омаров, В.Х. Мурадова
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Современные информационно-телекоммуникационные системы дают возможность проводить обучение на расстоянии, предоставляя конечному пользователю (обучаемому) дидактические ресурсы в электронном виде. В процессе обучения физике учащиеся должны овладевать экспериментальным методом познания. Из-за недоступности физических приборов и экспериментальных установок при дистанционном обучении возникает проблема замещения натурного учебного эксперимента. Основными средствами замещения в дистанционном обучении являются видеоролики с записями опытов, симуляторы физических явлений и процессов, физические эксперименты удаленного доступа с помощью специальных программно-аппаратных комплексов. Одним из требований к информационной системе дистанционного обучения является поддержка перечисленных возможностей имитации физического эксперимента, в том числе дистанционный доступ к автоматизированной лаборатории, который позволит получить данные измерений реального эксперимента и проследить за объектом исследования. При этом обучаемый получит реальный опыт проведения натурного эксперимента.
ПРИМЕНЕНИЕ ДИАГРАММ «СУЩНОСТЬ–СВЯЗЬ» ДЛЯ ОПИСАНИЯ ОНТОЛОГИЙ АВТОМАТИЗИРУЕМОГО ПРОЦЕССА
О.Е. Неумывакина
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Для визуализации онтологий автоматизируемого процесса могут применяться как диаграммы классов языка UML, так и ER-диаграммы. Критерием выбора конкретного типа диаграмм и уровня их детализации является определение оптимального уровня сложности диаграмм, который является компромиссным решением двух противоречивых задач:
а) формирование максимально емкого и подробного описания объектов предметной области и их атрибутов;
б) минимизация уровня сложности визуальных диаграмм с целью обеспечения возможности их восприятия человеком и удобства их доработки.
Информативность ER-диаграммы аналогична информативности диаграммы классов. В то же время сложность восприятия ER-диаграммы гораздо ниже за счет того, что отдельные схемы данных группируют в себе множества таблиц, что позволяет визуально показать, как связи между отдельными таблицами отражают связи между целыми витринами данных.
РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТОРСАТРОНА «УРАГАН-2М»
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Представлены результаты расчета электродинамических усилий (ЭДУ), возникающих в элементах конструкции торсатрона «Ураган-2М». Рассмотрены различные геометрические модели магнитной системы. Определены значения токов, при которых ЭДУ экстремальны.
МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ЗНАНИЙ
В СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
М.А. Хажмурадов1, И.В. Хасамбиев2, Л.К. Хаджиева2
1 ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина; 2Грозненский государственный нефтяной технический университет
им. Миллионщикова, Грозный, РФ
Системы поддержки принятия решений (СППР) представляют собой человеко-машинные комплексы, предназначенные для оказания помощи лицам, принимающим решения, при решении плохо формализуемых и слабоструктурируемых задач в различных проблемных областях. Спецификой таких задач является:
– невозможность получения всей объективной информации, необходимой для решения, и, в связи с этим, использование объективной, эвристической информации;
– данные задачи являются существенно комбинаторными, многие из них относятся к классу задач диагностики и планирования, связанных с построением оптимальных решений;
– присутствие недетерминизма в процессе поиска решения;
– необходимость коррекции и введения дополнительной информации в процессе поиска решения, активное участие в нем лица принимающего решения (ЛПР);
– необходимость получения решения в условиях временных ограничений, определяемых реальным управляемым процессом.
Перечисленные факторы не позволяют успешно использовать для решения таких задач классические алгоритмические методы и модели теории принятия решений.
СППР, концептуально объединяя подходы и методы теорий принятия решений, теории информационных систем, искусственного интеллекта (в области извлечения, представления знаний и организации человеко-машинного взаимодействия) и используя объективную и субъективную информацию, обеспечивает ЛПР принимать правильные и эффективные решения в условиях дефицита времени, а также неполноты, неопределенности и недостоверности информации, отображающий проблемную ситуацию.
ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ спосОбУ відображення
П’ЯТИвимірних даних
В.I. Бритік, О.Ю. Жиліна, В.Г. Кобзєв
Харківський національний університет радіоелектроніки,Харків, Україна
Запропоновано спосіб відображення даних у п’ятивимірному просторі, що синтезує структурну візуалізацію на базі вектора характеристик вхідних та вихідних даних, які сортуються в декартовій системі координат на основі лінійної градієнтної функції. Це дає змогу візуально відстежувати зміни характеристик вхідних даних на основі значення радіус вектора зі значеннями центр–характеристика або характеристика–характеристика. Демонструються результати роботи програмного додатку, що був створений для перевірки і аналізу вказаного способу відображення даних.
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ В системЕ образовательных услуг
Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина
Предлагаемая технология предусматривает первоначальное распределение нагрузки таким образом, чтобы закрепить ее в наибольшей возможной степени за одной группой преподавателей. Остающаяся часть нагрузки может быть назначена преподавателям другой группы и, при наличии остатка, добавлена преподавателям первой группы. При формировании новых групп выполняется перераспределение нагрузки: наибольший объем добавляется преподавателям первой группы до достижения установленного предела (ранее добавленная небольшая часть может быть перераспределена), затем оставшаяся нагрузка назначается преподавателям другой группы. Только при достижении предела у всех преподавателей возникает необходимость привлечения новых для выполнения оставшейся нагрузки небольшого объема.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОПТИМИЗИРОВАННЫХ ДЛЯ GPGPU-ПРИЛОЖЕНИЙ В ЗАДАЧАХ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины,
Харьков, Украина
Описаны основные возможности уже существующих программных приложений, разработанных для выполнения научно-технических расчетов и оптимизированных в соответствии с особенностями архитектуры современных графических процессоров. Особенности использования приложений иллюстрированы примерами фрагментов программ. Приведены оценки прироста производительности по сравнению с использованием неоптимизированных приложений. Сформулированы рекомендации по использованию существующих GPGPU-приложений для ускорения обработки результатов научных исследований.
ОСОБЕННОСТИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ВРЕМЕННОЙ КОМПОНЕНТЫ
ЗНАНИЙ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
В.М. Левыкин, О.В. Чалая
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Традиционный подход к описанию времени основан на представлении последнего в виде независимой переменной. Остальные переменные в модели зависят от переменной времени. Однако при описании темпорально-пространственных знаний следует учитывать, что представление времени для различных объектов предметной области может отличаться. Указанные отличия связаны, с одной стороны, с различной скоростью течения процессов для разных объектов, а с другой – с отличающимися возможностями качественного и количественного представления времени. Так, качественно время может быть определено через набор событий, упорядоченный по мере их появления. Количественно время может быть задано через указание продолжительности промежутков между событиями.
Предлагается подход к построению многоуровневого представления временной компоненты знаний с различной детализацией времени на каждом уровне. Описание времени на каждом уровне может быть количественным либо качественным. Предлагаемый подход позволяет связать иерархии временной и пространственной составляющей знаний.
ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ІНТЕРНЕТ-МАРКЕТИНГУ
ДЛЯ РОЗВИТКУ ФІЗИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
М.А. Омаров., Т.В. Тиха
Харківський національний університет радіоелектроніки,Харків, Україна
Інтернет-маркетинговий аналіз поточного стану ринку дозволяє сформувати стратегію просування власної установи на цьому ринку з метою отримання доступу до фінансових джерел. Стратегія визначає цільову аудиторію та маркетингові дії в Інтернеті. Цільовою аудиторією визначено наукову спільноту та менеджерську ланку високо-технологічного бізнесу. Ефективними діями є створення науково-популярних сайтів та просування цих сайтів і сайтів науково-дослідної установи у соціальних мережах. В першу чергу, у спеціалізованих – наукових та фінансових, а також у популярних соціальних мережах загального спрямування. Для досягнення достатнього рівня ефективності ці сайти повинні бути активними, тобто щоденно оновлюватися новинами та статтями.
СИСТЕМА МОНІТОРИНГУ ІНТЕРНЕТ-ПУБЛІКАЦІЙ
ТА ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ В ГАЛУЗІ ФІЗИКИ
П.Ф. Павлов, Т.О. Смірнова
Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна
При створені системи автори обмежуються так званою діловою прозою, головна особливість якої наближення до однозначного тлумачення змісту. Натепер у системі передбачені дві стратегії пошуку публікацій: перша – моніторинг із заданим інтервалом сайтів «виділеної групи», до якої відносяться сайти наукових журналів та науково-дослідних установ; друга – використання пошукових машин (на поточний момент це Google та Yandex) для знаходження джерел за ключовими словами (термінами) із тезаурусів відповідної галузі знань. Джерела знайдені пошуковими машинами підлягають подальшому опрацюванню із застосуванням морфологічного аналізу. При подальшому розвитку системи можливе підключення синтаксичного та семантичного аналізаторів. На поточний момент формуються тезауруси з фізики та хімії на українській, російській та англійській мовах. Програмна реалізація орієнтована на використання freeware-програмного забезпечення, зокрема мови Java (J2EE).
ИНТЕГРАЦИЯ ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
И.Ю. Панферова
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Процесс интеграции существенен как для коммерческих задач при необходимости объединения разрозненных БД внутри предприятия, так и для научных исследований при комбинировании результатов исследований из различных источников. Следовательно, роль интеграции данных возрастает при увеличении объёма данных и при необходимости их совместного использования. Интеграцию данных можно реализовать физически, логически и семантически. Технический подход к интеграции, основанный на синтаксической схожести данных, не решает проблему интеграции данных из гетерогенных источников, характеризующихся разными моделями или разной семантикой данных. Семантический подход предполагает представление различных моделей данных в виде графов, что существенно упрощает их изменения, реализует интеграцию двух моделей соединением их графов.
Пленарное заседание 3. Ядерно-физические методы в области атомной энергетики, промышленности и медицины
Plenary meeting 3. Nuclear-physical methods for the needs of nuclear power engineering, industry and medicine
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОТОЯДЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
ИЗОТОПА 99Mo В НАНОЧАСТИЦАХ
Н.П. Дикий, Д.В. Федорченко, М.А. Хажмурадов
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Рассмотрены особенности фотоядерного производства изотопа 99Mo с использованием ядер отдачи. При использовании этого метода ядро 99Mo, образовавшееся в результате фотоядерной реакции 100Mo(γ,n) 99Mo, покидает мишень-наночастицу за счет кинетической энергии отдачи. В работе проведено моделирование фотоядерных процессов, а также детальное моделирование транспорта ионов молибдена в наночастицах оксида молибдена (MoO3), металлического молибдена с естественным изотопным составом, а также чистого изотопа 100Mo. Получены зависимости относительного выхода изотопа молибдена 99Mo и сопутствующих стабильных изотопов молибдена от энергии фотонов и размеров наночастицы. Показано, что для фотонов тормозного спектра с максимальной энергией 30 МэВ относительный выход 99Mo из наночастиц оксида молибдена составляет от 0,25 (для 20 нм наночастиц) до 0,08 (для 80 нм наночастиц). При этом на каждый ион 99Mo из наночастицы выбивается 34 иона стабильных изотопов молибдена.
ПРОГРАММЫ РАБОТ ПО ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ
И УСКОРИТЕЛИ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЭТИХ ПРОГРАММ
И.С. Гук, А.Н. Довбня
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Проанализированы известные программы по экспериментальным исследованиям по ядерной физике в мире и Украине. Определены основные характеристики пучков частиц и параметры ускорителей, необходимых для выполнения исследований по этим программам. Приведены параметры проекта ускорительного комплекса, разработанного в ННЦ ХФТИ для выполнения программы физических исследований по ядерной физике, физике высоких энергий и прикладным исследованиям [1]. Обсуждаются основные решения, принятые в результате проведенных исследований для реализации проекта ускорителя.
1.И.С. Гук, А.Н. Довбня, С.Г. Кононенко, Ф.А. Пеев, J.I.M. Botman. Базовая ускорительная установка ННЦ ХФТИ по ядерной физике и физике высоких энергий, физическое обоснование. Харьков: ННЦ «ХФТИ», 2014, 225 с.
МОНИТОРИНГ СКОРОСТИ ПРОТОКА ВОДЫ
В СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ КОНВЕКЦИОННОЙ ПЕТЛЕ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Исследованы кумулятивные эффекты воздействия ускоренных электронов на металлы и сплавы в сверхкритической воде. Разработаны мониторы для изучения потоков жидкости в конвекционных петлях при температурах 350...400 ºС. Проведены экспериментальные исследования работы мониторов в сверхкритической воде и воде до 380 ºС . Получены результаты при облучении электронным пучком с энергией 10 МэВ на ускорителе ЛУ-10.
ВРЕМЕНА ЖИЗНИ ЭЛЕКТРОННО-ВОЗБУЖДЕННЫХ
СОСТОЯНИЙ МОЛЕКУЛЫ LаO
Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков, Украина
Данные о параметрах возбужденных молекулярных частиц необходимы при исследовании ряда молекулярных процессов в физике и химии плазмы, радиационной химии, физике твердого тела. Спектры молекул типа MeО довольно хорошо изучены, однако до сих пор почти нет данных о времени жизни электронно-возбужденных состояний молекул такого типа. В работе предложен метод определения времени жизни электронно-возбужденных состояний двухатомной молекулы LaO, основанный на исследовании пространственного распределения излучения ионно-фотонной эмиссии. Возбуждение выбитых молекул осуществлялось в процессе бомбардировки ионами Ar+ (энергия 20 кэВ, плотность тока 15...20 мкА•см-2, угол падения ионного пучка 45°) поверхности мишени, представляющей собой гидридообразующий слав LaNi5. Излучение возбужденных молекул LaO, выбитых с поверхности, регистрировалось и анализировалось с помощью фотоэлектрической системы, работающей в режиме счета отдельных импульсов.
Получена экспериментальная зависимость распределения излучения возбужденной молекулы LaO от расстояния до поверхности мишени и выполнен расчет времени жизни t для возбужденного состояния С2П ® Х2S молекулы LaO. Положение максимума энергетического распределения данной молекулы взято за Е » 10 эВ. Вычисленное значение времени жизни t составляет 3,86•10‑7с, что сопоставимо с аналогичными данными для ряда двухатомных молекул.
ВТОРИЧНО-ИОННЫЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРИРОВАНИЯ СПЛАВА-НАКОПИТЕЛЯ
ВОДОРОДА НА ОСНОВЕ Lа
Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков, Украина
Настоящая работа посвящена исследованию методом масс-спектрометрии вторичных ионов динамики изменения химической индивидуальности поверхности и приповерхностных монослоев сплава LaNi4,75Al0,25 в остаточном вакууме (~ 2×10-4 Па) и при напуске водорода (до ~ 2×10-2 Па). Образцы сплава облучались пучком ионов Ar+ с плотностью тока 12 мкА·см-2.
Анализ результатов показал, что масс-спектры положительных и отрицательных вторичных ионов содержат большое количество эмиссий атомарных и кластерных ионов лантана и никеля, интерметаллических ионов LalNimAln (l,m,n=1...3), а также эмиссий ионов, материнскими для которых являются соединения атомов матрицы с водородом, кислородом и углеродом.
На начальных стадиях гидрирования сплава LaNi4.75Al0.25 измерены зависимости интенсивностей эмиссий вторичных ионов от парциального давления водорода при 25ºC и от температуры при повышенном парциальном давлении водорода. Результаты показывают, что повышение давления водорода приводит к образованию на поверхности и в приповерхностном слое гидридов сложной стехиометрии. Наличие на поверхности и в приповерхностной области химических соединений, сформированных на начальной стадии, существенно влияет на дальнейшие процессы диссоциации молекул водорода при адсорбции и на диффузию и накопление водорода в объеме. Это определяет основные водородсорбционные свойства сплава и их кинетические характеристики[1].
Секция 5. Ядерно-физические методы в области атомной энергетики, промышленности и медицины
Session 5. Nuclear-physical methods for the needs of nuclear power engineering, industry and medicine
СВЕРХКРИТИЧЕСКАЯ ЭКСТРАКЦИЯ
КОМПЛЕКСОВ УРАНА ИЗ ХВОСТОХРАНИЛИЩ УКРАИНЫ
И ОЦЕНКА СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОЦЕССА
Б.В. Борц1, С.Ф. Иванова1, В.И. Ткаченко1,2
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины,
Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков,Украина
Украина одна из 14 стран с достаточно высоким уровнем достоверно разведанных ресурсов урана (2,69% от мировых). В процессе выработки запасы урана с себестоимостью менее <80 $/кг сокращаются, и поэтому в перспективе ожидаются повышение себестоимости его добычи до уровня 80<130 $/кг и более. С целью увеличения ресурсной базы Украины по урану возможно использование хвостохранилищ, например, хвостохранилища ПЗХ г. Днепродзержинск, содержащих в себе достаточно большие запасы урана.
Для извлечения такого урана предложен метод сверхкритической флюидной экстракции (СФЭ) диоксидом углерода (СФЭ-СО2), который позволяет эффективно (не ниже показателей гидрометаллургических технологий), на уровне 95 %, извлекать U из материалов хвостохранилищ.
Для оценки себестоимости СФЭ-СО2U из отвалов хвостохранилищ определены оптимальные объемы материалов и реактивов, а также электрическая мощность узлов опытного образца установки СФЭ-U.
Оценка себестоимости производства 1 кг комплекса U из материала хвостохранилища ориентировочно составляет 457,08 грн (18,28 $). Из этой оценки следует, что себестоимость производства 1 кг чистого U составляет 1758грн (70,32 $).
Ориентировочная стоимость производства 1 кг комплекса U может быть уменьшена до 344,32 грн (13,77 $) на стадии пробоподготовки за счет промывания неорганического осадка водопроводной водой, а не раствором (3 моль/л) азотной кислоты.
ТРИТРОФНАЯ МОДЕЛЬ РАСТВОРЕНИЯ Мо
В АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРАХ ПРИ ПОДГОТОВКЕ
ПРОБ ДЛЯ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ФЛЮИДНОЙ ЭКСТРАКЦИИ
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины,
Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков,Украина
Наиболее видное место в списке изотопов Мо занимает изотоп 99Мо, так как он является материнским ядром для 99mТс. Последний широко используются в современной медицине для радиоизотопных методов диагностики и лечения раковых заболеваний. Исследован метод сверхритической флюидной экстракции(СФЭ) диоксидом углерода (СФЭ-СО2) комплексов Мо (КМ) из азотно-кислых растворов. Для формирования КМ использовался ТБФ (трибутилфосфат). Количество образующегося КМ составляет величину порядка 5...7 % от общего содержания Мо в азотно-кислом растворе. КМ состоит из (HMoO3NO3)ТБФ·и (H2MoO4)2ТБФ, которые образуются из моногидрата и дигидрата молибдена соответственно, а также (H2MoO3(NO3)2)2ТБФ – из надмолибденовой кислоты. Наибольший процент СФЭ-СО2 КМ равен 90 % и достигается при добавлении 0,2 мл в КМ 0,1 мл ацетилацетона и 0,05 мл воды.
В процессе подготовки проб определено, что зависимость содержания Мо в азотно-кислом растворе от времени растворения имеет квазипериодический характер. Такой характер растворения может быть описан следующей моделью. При достижении предела растворимости Мо выпадает осадок белого и светло-желтого цвета, что указывает предположительно на формирование в азотнокислом растворе моногидрата молибдена (Н2МоО4), дигидрата молибдена (Н2МоО4·Н2О), а также надмолибденовой кислоты (Н5МоО6). Наличие этих химических соединений позволяет предложить следующее тритрофное распределение ролей между ними: жертва (моногидрат); хищник (дигидрат), в которого превращается моногидрат в результате присоединения молекулы воды; суперхищник (надмолибденовая кислота), образующийся из хищника присоединением гидроксильной группы ОН‾. Использование тритрофной модели количественно соответствует экспериментальным данным
НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА И КИНЕТИКА СИНТЕЗА ГРАФАНА ОСАЖДЕНИЕМ ПОТОКОВ АТОМОВ ВОДОРОДА НА ГРАФЕН
С.В. Дюльдя, М.И. Братченко
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Гидрогенизация графена влияет на его транспортные свойства и открывает путь к созданию новых перспективных наноматериалов. Одним из них является графан, полученный в 2009 г. двусторонним плазменным осаждением атомов H, близких к порогу хемосорбции (»0,25 эВ) энергий. При моделировании такого процесса методом молекулярной динамики (МД) нами обнаружена нелинейная зависимость скорости осаждения от степени θ покрытия графена водородом. Она объяснена реконструкцией локального окружения узла решетки графена при хемосорбции, которая выражается в пространственной корреляции вероятностей осаждения. Изучены последовательные структурно-фазовые превращения графен–графан в процессе осаждения, которые объяснены спецификой кластеризации водорода. Выявлены три стадии синтеза графана, разграниченные критическими степенями покрытия: (I) зарождение H-кластеров (θ < 0,17); (II) – рост их размеров с формированием мозаичной структуры межкластерных границ (0,17 < θ < 0,4) и (III) –растворение границ и формирование устойчивых дивакансий и замкнутых петель вакантных узлов графена, определяющих максимальную степень покрытия θ max = 0,86. Построенная феноменологическая теория кинетики осаждения хорошо описала результаты МД-моделирования и выявила, что критические явления в осаждении определяются максимальной концентрацией водородных кластеров. Синтезированный графан имеет поликластерную неупорядоченную структуру фрустрированного агломерата кластеров аллотропных модификаций графана с различным ближним порядком.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОПРОМІНЕННЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ АЕС
ІПЕНМП ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут»
НАН України, Харків, Україна
На базі лінійного прискорювача іонів гелію створено експериментальний комплекс для опромінення конструкційних і напівпровідникових матеріалів, які використовуються (розробляються) в ядерній, термоядерній енергетиці та сучасній електроніці. Комплекс складається з інжектора іонів гелію, лінійного прискорювача, камери для опромінення і програмно-апаратної системи для реєстрації параметрів опромінення. Під час проведення експериментів є можливість змінювати температуру зразка (25...800 0С), дозу опромінення, енергію іонів гелію (0,12...4 МеВ), профілі залягання гелію та пошкоджуваності по товщині матеріалів, що опромінюються. При опроміненні вимірюються: струм пучка іонів гелію і форма імпульсу пучка, температура зразка і кут нахилу зразка до вісі пучка. Також розраховуються і контролюються під час опромінення: доза опромінення, профілі залягання гелію, пошкодження і іонізація по товщині зразка. Експериментальні данні оцифровуються, вимірюються і зберігаються на персональному комп'ютері. Проведено опромінення матеріалів іонами гелію з енергіями від 0,12 до 4 МеВ та дозами
5•1014...5•1016 іон/см2. Досліджено процеси термодифузії і електроопору. Дано феноменологічний опис процесу термодифузії опроміненого цирконію, з урахуванням розподілу пошкоджуваності і залягання гелію при енергії 4 МеВ. Показано, що основний внесок в процес термодифузії вносить профіль пошкоджуваності зразка.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ИЗМЕНЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ В ОБЪЕМЕ НБК
1Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины,
Чернобыль, Украина; 2ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Проведен анализ динамики изменения концентрации радиоактивных аэрозолей при извлечении топливосодержащих материалов (ТСМ) и других радиоактивных отходов из объекта «Укрытие» с учетом системы вентиляции нового безопасного конфайнмента (НБК). Получено дифференциальное уравнение, описывающее временную зависимость концентрации аэрозолей, и его аналитическое решение для случая сменного режима работы с двумя циклами загрузки и транспортировки контейнеров. Найдена асимптотика этого решения, описывающая равновесную концентрацию, а также соответствующее ингаляционное поступление активности в организм. Показано, что концентрация радиоактивных аэрозолей не превышает критерий нормальной эксплуатации НБК при заполнении ТСМ двух контейнеров объемом 3 м3 за смену и перестает возрастать через четверо суток после начала работ.
МЕТОДИКА ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ
ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
Н.П. Одейчук, А.И. Комир
НПК«Возобновляемые источники энергии и ресурсосберегающие технологии» ННЦ «ХФТИ» НАН Украины, Харьков, Украина
В настоящее время достаточно актуальным является использование ускоренных испытаний материалов активной зоны ядерных энергетических систем в условиях приближенных к эксплуатационным. На данный момент используются различные виды методик: от методик, не использующих ионизирующее излучение или потоки нейтронов при исследовании свойств, до реакторных испытаний [1, 2]. Реакторные испытания являются одними из наиболее объективных и наиболее дорогостоящих при испытании поведения материалов активной зоны ядерного реактора. Более доступным видом радиационных испытаний, позволяющим воссоздать ионизирующее излучение, необходимое для моделирования эффектов, связанных с уменьшением энергий активации химических процессов, таких как окисление и увеличение скорости диффузии дефектов, позволяющих проводить имитационные трибологические испытания при воздействии окисляющей среды, являются испытания с использованием ускорителей электронов с применением различных конверторов.Разработанная методика позволяет использовать образцы углеродных материалов с линейными размерами 2×3×40 мм, а в качестве контр-тела – цилиндр с дополнительными технологическими углублениями. Исследовательское оборудование разработано для проведения трибологических испытаний при дополнительном нагружении, обеспечивающем необходимые эксплуатационные характеристики. Нагружение осуществляется калиброванными грузами и позволяет работать при воздействии ионизирующего излучения. Термопары (хромель–алюмель) размещены таким образом, что позволяют контролировать температуру исследуемого образца, цилиндра (контр-тела) и держателя образца вблизи области облучения. Температурный диапазон испытаний охватывает 400...800 °С.
Проведены теоретические исследования и разработаны алгоритмы по компьютерному моделированию процессов окисления и истирания графитов и УУКМ при высоких температурах облучения заряженными частицами в кислородной среде. Разработаны и внедрены методики и технологический регламент проведения ускоренных радиационных испытаний (окисление и истирание) графита и УУКМ при использовании ускорителей заряженных частиц в атмосфере кислорода при высоких температурах.
1. А.И. Комир, Н.П. Одейчук, А.А. Николаенко // Восточно-европейский журнал передовых технологий. 2015. т. 5, № 6/5 (78),с. 12-16.
2. G.B. Neighbour /Modelling and Measuring Reactor Core Graphite Properties and Performance // Royal Society of Chemistry. 2012. 214 p.
Вирішення проблеми ПЛАНУВАННЯ КОНТРОЛЮ ТРУБЧАТКИ
ПАРОГЕНЕРАТОРІВ ПГВ-1000М АЕС УКРАЇНИ
Л.С. Ожигов, В.В. Петухов, І.М. Шаповал
ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України,
Харків, Україна
Щорічний моніторинг процесу дефектоутворень у теплообмінних трубках парогенераторів ПГВ-1000М АЕСУ з використанням вихрострумового контролю і концентрація даних багатолітніх вимірів у ХФТІ у вигляді репрезентативної (понад 106 вимірів) Бази даних забезпечили фактологічну основу розробки планів майбутніх контролів трубчатки з забезпеченням ефективного вибору областей контролю при його неповній реалізації. Для побудови еволюції процесу дефектоутворень з використанням накопичених даних та особливостей виміру створені математична модель та алгоритми частотно-ймовірнісного просторового та часового опису дефектоутворень трубчатки і проведена математична обробка БД вимірів. Отримані результати просторових та часових залежностей розподілу дефектоутворів показали досить швидку стабілізацію функцій розподілу за роки спостережень, що дозволило взяти фінальні розподіли за основу плану поточного контролю. У послідовності поточних профілактик була проведена верифікація розробленої процедури прогнозування дефектоутворень та її перевірка на даних Південно-Української АЕС, що дозволило перейти до оптимізації в регламентній документації та процедурах планування для значного підвищення вірогідності позиціонування та виявлення дефекту.
РЕКОМЕНДАЦІЇ по ОХОЛОДЖЕННЮ ЕНЕРГОБЛОКІВ АЕС
у зимовий період на основі полів напружень зварного з'єднання колектора парогенератора ПГВ-1000М
Л.С. Ожигов, В.В. Петухов, І.М. Шаповал
ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України,
Харків, Україна
Однією з особливостей парогенераторів (ПГ) АЕС є високі вимоги до герметичності, тобто збереження цілісності устаткування, виключення втрати теплоносія через протічки та потрапляння його за межі контура. У рамках дослідження причин і механізмів деградації конструктиву парогенератора ПГВ-1000М важливу роль відіграють розподіли полів напружень металу даних вузлових елементів. Вони визначають у великій мірі подальший характер еволюції дефектної структури, зокрема, у актуальних питаннях продовження ресурсу діючих АЕС України. Отримано розподіли полів напружень навколо типових дефектів під час роботи реакторної установки в номінальному і перехідних режимах, а також в умовах пришвидченого розхолодження парогенератора під час зупинки блоку, коли швидкість охолодження парогенератора складають 1...2 оС за годину (штатний режим) прискорюється до величини 3...4 оС за годину (прискорений режим). Показано, що при розхолодженні зварного з’єднання з високою швидкістю в матеріалі з клиновидними несуцільностями ймовірний розвиток тріщин в локальних областях.
СТАДИЯ ИОНИЗАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СРЕД
В.В. Катречко, В.Б. Юферов, А.С. Свичкарь, Т.Н. Ткачева
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Приведен состав отработанного ядерного топлива (ОЯТ) после стадии термонагрева, перед стадией ионизации и магнитоплазменного разделения в скрещенных и градиентных Е±Н полях с учётом элементных и изотопных превращений[1]. Проанализирована возможность выведения примесей-продуктов деления (ПД) при создании молекулярной плазмы ОЯТ[2]. Построены графики экстраполированных, по щелочноземельным металлам, и расчётных значений ненайденных сечений ионизации и перезарядки окислов лантаноидов и ядерного топлива (ЯТ). Проведён расчёт образования однозарядных ионов для двухкомпонентной плазмы газов.
1. В.Б. Юферов и др. /Некоторые вопросы переработки ОЯТ на стадиях ионизации и магнитоплазменного разделения в скрещенных полях. // Вопросы атомной науки и техники. 2015, №4(98),с.345-349.
2. V.B. Yuferov, S.V. Shariy, V.V. Katrechko at al. /Features of molecular plasma SNF after heating and ionization // Problems of atomic science and technology. 2014, n.5(93), p.63-68.
РАСЧЕТ ТРАЕКТОРИЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ОЯТ
НА СТАДИИ МАГНИТОПЛАЗМЕННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Исследуются физические принципы магнитоплазменного метода разделения ОЯТ [1]. Движение заряженных частиц на стадии магнитоплазменного разделения происходит во вращающейся в скрещенных электрическом и магнитном полях плазме и определяется, главным образом, электрическим и магнитным полями.
Целью работы было исследовать влияние дополнительного однородного участка магнитного поля и переменной компоненты электрического поля с частотой, совпадающей или кратной циклотронной частоте вращения частицы выбранной массы, на траектории движения заряженных частиц (ОЯТ). Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что добавление однородного участка магнитного поля не приводит к значительному различию в траекториях, а добавление переменной компоненты электрического поля с частотой, равной половине циклотронной частоты вращения иона двуокиси урана, приводит к движению этого иона по траекториям большего радиуса наряду с большим вкладом вводимой мощности.
1. В.Б. Юферов, В.В. Катречко, Т.И. Ткачева, С.В. Шарый, А.С. Свичкарь, Е.В. Муфель, В.О. Ильичева, М.О. Швец /Некоторые вопросы переработки ОЯТ на стадиях ионизации и магнитоплазменного разделения в скрещенных полях // ВАНТ, серия «Плазменная электроника и новые методы ускорения», №4(98), 2015, стр. 345-349.
ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЦИОНАРНЫХ И ИМПУЛЬСНЫХ РАЗРЯДОВ АТОМАРНОЙ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ПЛАЗМЫ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Проведено сравнение имитационных сред, состоящих из одно-, двух- и трехатомных молекул (Аг, N2, СО2), что более близко к веществам ОЯТ, оставшимся после термической переработки, чем, например, Аг, Кг, Хе, которые ранее использовались в качестве имитационных сред.
Рассмотрены процессы создания атомарной и молекулярной плазмы в стационарных разрядах и при наложении импульсного разряда на стационарный. Наблюдается зависимость ВАХ разряда от многоатомности имитационных сред (Аг, М2, СО2), вакуумных условий разряда и степени термоэлектронной эмиссии накаливаемого катода плазменного источника. Измерено распределение температуры электронов.
1. В.Б. Юферов, А.С. Свичкарь, В.В. Катречко, Т.И. Ткачева, С.В. Шарый, В.О. Ильичева / Сравнительные характеристики атомарной и молекулярной плазмы в стационарных и импульсных разрядах // Вопросы атомной науки и техники №6 (100) 2015 .с. 151-153.
РАЗВИТИЕ ПРИНЦИПОВ ВЫВЕДЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ
ИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СРЕД ФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
НА ПРИМЕРЕ ОТРАБОТАННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Показана возможность разделения многокомпонентных смесей элементов и их окислов при термонагреве, ионизации и магнитоплазменном разделении применительно к отработанному ядерному топливу (ОЯТ). При термонагреве возможно выведение до 75% продуктов деления (ПД), после чего в ОЯТ остаются окислы циркония, ниобия и лантаноидов. Частичное выведение окислов циркония и ниобия возможно на стадии ионизации. Дальнейшее удаление примесей ОЯТ, включающих, в основном, окислы лантаноидов, будет происходить во вращающейся молекулярной плазме на стадии магнитоплазменного разделения, где при выполнении определенных условий на боковую поверхность вакуумной камеры будут выходить тяжелые ионы, а легкие направляются вдоль силовых линий магнитного поля на торцевой коллектор. Кроме того, необходимо учесть тот факт, что в молекулярной плазме возникают дополнительные энергозатраты на возбуждение колебательных и вращательных степеней свободы, диссоциацию. В исследованиях в качестве имитационных сред целесообразно использовать окислы нерадиоактивных изотопов ОЯТ.
Секция 6. Физические и экологические вопросы эксплуатации имодернизации ядерно-физических установок
Session 6. Physical and environmental aspects of operation and upgrading of nuclear-physical installations
ДЕФОРМАЦІЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО СПЕКТРА МІКРОТРОНА М-30 ПРИ РОЗСІЮВАННІ НА ЕЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦІЙ
1Ужгородський національний університет, Ужгород, Україна; 2Конструкторське бюро «Південне», Дніпропетровськ, Україна; ЗІнститут метрології, Харків, Україна
Прискорювач електронів М-30 використовується для імітації та моделювання спектрів електронів при випробуванні матеріалів та радіоелектронної апаратури. При розсіюванні вихідного пучка електронів на елементах конструкцій відбувається деформація енергетичного спектру прискорених електронів. Методом Монте-Карло розраховано характеристики поля електронів в опромінюваних областях досліджуваних елементів.
МЕТОДОЛОГИЯ ПЕРЕПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФРАСТРУКТУРЫ КОРПОРАТИВНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ
В. Саенко, А. Шай
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Активация новых сервисов влечет за собой изменение инфраструктуры (перепроектирование) обеспечение заданных качеств доступа к ресурсам. Предлагается двухступенчатая процедура оценки качества сети: имитационное исследование и практическое тестирование. Предполагается, что компьютерная сеть уже функционирует. Имитационное исследование может быть проведено с помощью пакетов имитационного моделирования, например, NS-2, NS-3. Метод практического тестирования для оценивания уровня доступа к ресурсу основан на проведении многоточечной перекрестной транзакционной передаче тестовых пакетов. Для тестирования используется архитектура «агент–менеджер» со сложным комплексным либо простым ICMP-тестированием. В основе оценивания используются модели ресурса для разных категорий инициатора (администратор локальной сети, администратор ресурсов, пользователь). Основными показателями являются задержка, нагрузка на ресурс, потери при передаче данных. Данная модель позволяет проанализировать состояние ресурса и определить уровень доступа к нему. На первом этапе проводятся имитационные исследования и формируются рекомендации, на втором этапе проводятся уточняющие тестовые процедуры.
ФОРМИРОВАНИЕ ГРАФИКА РАБОТ С УЧЕТОМ
МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОСТИ
Ю.В. Мищеряков
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Рассматривается задача формирования графика выхода сотрудников предприятия с учетом индивидуальных предпочтений и ограничений, накладываемых менеджментом фирмы и самим сотрудником. Задача сводится к необходимости распределения сотрудников по рабочим местам в заданном интервале времени. Рабочие места не должны пустовать, сотрудники должны иметь равномерную нагрузку, с учетом их предпочтений о количестве отрабатываемых дней в неделю и предпочтении руководства о месте работы сотрудника, график должен обеспечивать требования нормативов. Составление графика работ, удовлетворяющего данным ограничениям, достижимо при достаточном количестве сотрудников. Данная задача может быть представлена как задача нахождения экстремума выбранного критерия, например, минимум разности требуемых и имеющихся ресурсов с учетом ограничений. Ограничения могут быть представлены кортежем характеристик: законодательные, предпочтения руководства, предпочтения сотрудников и др. Для решения задачи целесообразно использовать итерационный процесс с определением целевой функции, учитывающей нагрузку на каждого сотрудника в зависимости от его предпочтений. Предлагается модель, которая позволяет гибко формировать графики работы сотрудников, учитывая нормативные ограничения, предпочтения руководства и самих сотрудников.
О ПЕРСПЕКТИВАХ ГИДРОУДАРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Ю.И. Нефедов
Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина
Показана возможность вырабатывать дешевую возобновляемую энергию, используя силы инерции воды и кавитацию. Доказывается, что в отличие от плотинных электростанций, где сила давления на лопатки гидротурбины создается массой падающей воды при постоянном ее ускорении (9,8 м/с2), в гидроударных энергетических установках такую же силу давления и мощность можно достичь за счет изменения скорости потока воды (торможения) при постоянной ее массе. Рассматриваются основные принципы работы гидроударных электростанций и теплогенераторов, защищённые пятью патентами Украины. Высокие давления воды (более 100 атм.), необходимые для вращения гидротурбины и теплообразования, создаются путем двукратного последовательного торможения потока воды. Нагревание воды в теплогенераторах осуществляется при разрушении высоким давлением кавитационныхпаро-газовых каверн, формируемых скоростным потоком. Указываются преимущества гидроударных электростанций перед плотинными, тепловыми и другими электростанциями. Основными преимуществами гидроударной энергетики являются: получение большой кинетической энергии потока воды без использования углеводородных и любых других природных источников энергии, экологическая чистота, малая стоимость изготовления и эксплуатации гидроударных электростанций и теплогенераторов.
МЕТОД ОЦЕНКИ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ УТЕЧКИ
ПРИРОДНОГО ГАЗА НА УЧАСТКЕ ТРУБОПРОВОДА
И.Г.Гусарова
Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина
Для обеспечения безопасного и эффективного функционирования газотранспортной системы необходимо своевременно выявлять утечки и несанкционированные отборы природного газа на участках трубопровода.
Рассматривается задача получения оценки местоположения утечки X на участке трубопровода между n-м и (n+1)-м замерными узлами (ЗУ), при известном времени начала утечки и ее величине. Данная задача сводится к задаче минимизации целевой функции вида: сумма квадратов отклонений расчетных значений приведенного объемного расхода от оценок их измерений в n-м ЗУ, сумма квадратов отклонений расчетных значений давления и температуры от результатов их измерений в (n+1)-м ЗУ, деленных на дисперсию соответствующих величин, на рассматриваемом интервале времени. Область ограничений представляет собой квазилинейные системы дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих нестационарный неизотермический режим транспорта газа по участкам трубопровода до места утечки [Xn, X] и после места утечки [X, Xn+1] и связанных между собой условиями согласования в точке X местоположения утечки (отбора).
Для решения оптимизационной задачи предлагается метод золотого сечения. Вычисление значений целевой функции производится методом конечных разностей с использованием метода Ньютона. Результаты численных экспериментов показывают высокое быстродействие предложенного метода.
EFFECTIVE SET OF SOFTWARE TOOLS
FOR THE COMPUTER NETWORK MANAGEMENT
Vladimir Sayenko
Kharkov National University of Radio Electronics, Kharkiv, Ukraine
Let the computer network based on «Windows Server 2012» and «Windows 10 Workstation» operating systems is given. For computer networks with more than 200 nodes and corporate policies the questions of computer network management are really actual. The efficient network management appliances based on software modules are presented. These modules are based on Power Shell-script language, and objects components in WMI\CIMv2\Win32-classes. There are thousands variables that we can monitor by use WMI\CIM-technologies. No one needs to use all these variables. The selection of a sufficient number of monitoring variables is an open question. It is proposed three types of simple software modules based on Power Shell: operational control units, test modules and report modules. These types of units are considered for specific areas: configuration, performance, failures, and events. Each area can be considered for the different components: physical, logical, information. The final version of module will be as reconfiguration (recoding) of typical modules depend of area, components and aim of management. Changes could be done by administrator without attracting skilled programmers. As a result, we get a powerful and flexible set of modules that provides almost 80% solutions of all administrative tasks. General procedure: Choice of management area – Select the type of component – Select the type of module – Choice of variables CIM-class. The result is an effective solution to the problem of monitoring network.
ЭФФЕКТИВНЫЙ ПРОГРАММНЫЙ НАБОР ИНСТРУМЕНТАРИЯ
ДЛЯ МЕНЕДЖМЕНТА КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
Владимир Саенко
Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина
Рассматриваются компьютерные сети на основе «WindowsServer 2012» и «Windows 10 Workstation»операционных системах. Для компьютерных сетей с числом узлов более 200 и корпоративной политикой актуальными являются вопросы администрирования этой сети. Эффективные приложения по менеджменту компьютерных сетей на основе программных модулей представлены. Эти модули базируются на основе Power Shell-языке и объектных компонентах WMI\CIMv2\Win32-классов. Существует тысячи переменных, которые можно контролировать с помощью WMI\CIM–технологий. Такие объемы никому не нужны. Выбор достаточного числа переменных мониторинга – открытый вопрос. Предлагается решение, основанное на создании трех типов простых модулей на основе Power Shell: оперативного контроля, тестирования и отчетов. Эти типы модулей рассматриваются для отдельных областей: конфигурация, производительность, отказы, события. Каждые области могут быть рассмотрены для разных компонент: физических, логических, информационных. Окончательная версия модуля может быть получена реконфигурацией (рекодингом) типового модуля в зависимости от области менеджмента, компонент и целей. В итоге получаем мощный и гибкий набор модулей, обеспечивающий решений практически 80% всех задач администрирования для администратора без привлечения квалифицированных программистов. Общая процедура: выбор области менеджмента – выбор типа компонент – выбор типа модуля – выбор класса переменных. Результат – эффективное решение задачи мониторинга компьютерной сети.
СИНТЕЗ «PROCESSMINING» И «ENTERPRISEDYNAMICS»
ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ
С.Ф. Чалый, И.В. Левыкин,
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Организация управления, мониторинга, а также информационного, ресурсного и другого сопровождения бизнес-процессов в разных отраслях промышленности основывается на использовании моделей таких процессов. В то же время формализованное описание «идеального» процесса может отличаться от реализуемого на практике алгоритма действий.
В связи с этим актуальной является задача построения моделей реально выполняющихся бизнес-процессов на основе анализа данных, отражающих последовательность их действий. Полученная таким образом модель может быть использована для решения второй задачи: анализа «узких мест» процесса и поиска способов его усовершенствования. Для решения первой задачи используются методы «PROCESS MINING» (интеллектуального анализа процессов).
В целом технология «PROCESS MINING» включает в себя этапы распознавания, поиска соответствия, а также усовершенствования процесса. Первый этап предусматривает использование данных журнала (лога) событий для разработки модели процесса. На втором этапе выполняется сравнение первоначальной модели процесса с моделью, полученной в результате анализа лога событий. Затем результаты анализа используются для адаптации процесса.
Для решения второй задачи предлагается выполнить имитационное моделирование процессов, полученных средствами «PROCESS MINING» в среде инструментального средства «ENTERPRISE DYNAMICS». Инструментальное средство «ENTERPRISE DYNAMICS» предоставляет возможности моделирования, имитации визуализации и контроля динамических процессов. Предлагается применять имитационную модель на каждом этапе интеллектуального анализа процессов. Применение предлагаемого подхода позволяет оптимизировать бизнес-процессы как за счет выявления неэффективных фрагментов и их последующего реинжиниринга, так и путем выявления новых задач процесса и их последующей реализации.
УСКОРЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
В ГОФРИРОВАННЫХ ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛНОВОДАХ
С ИДЕАЛЬНО ПРОВОДЯЩИМИ СТЕНКАМИ
И.В. Ткаченко1, В.И. Ткаченко1,2
1ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины,
Харьков, Украина; 2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина,
Харьков, Украина
Показано, что в гофрированном идеально проводящем волноводе, заполненном плазмой, возможно использование двухступенчатого механизма ускорения заряженных частиц. Первая ступень - возбуждение гофрированного плазменного волновода коротким в направлении продольного движения электронным сгустком (длина сгустка значительно меньше периода гофра). Вторая ступень - ускорение пробных заряженных частиц в возбужденном электронным сгустком бесконечном по количеству гармоник электрическом поле. Получена и численно решена система уравнений, которая описывает двухступенчатый способ ускорения заряженных частиц. Расчеты показывают, что при реализации такого механизма ускорения средняя скорость нерелятивистской пробной частицы может увеличиваться в несколько раз. На тестовых расчетах показано, что предложенный механизм ускорения обеспечивает полную передачу энергии электронного сгустка в энергию пробной частицы такой же массы, но с противоположным по знаку зарядом. Численными расчетами показано, что длина ускорения пробной частицы может составлять расстояние до одного метра (при k0 = 2•π см-1) при равновесной плотности плазмы значительно превышающей плотность электронного сгустка
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ГОФРИРОВКИ ВНУТРЕННЕГО ПРОВОДНИКА КОАКСИАЛЬНОГО ГИРОТРОНА
Г.И. Загинайлов, Д.А. Свистунов
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Мощные коаксиальные гиротроны являются привлекательными для использования в системах электронно-циклотронного нагрева плазмы и генерации токов увлечения в создающихся («ИТЕР) и будущих («ДЕМО») установках управляемоготермоядерного синтеза (УТС) [1]. Гофрированный внутренний проводник позволяет повысить предельный ток в резонаторе и добиться эффективной электродинамической селекции мод. Однако при рекордной мощности (2.2 Мв) длина импульса генерации необходимая для использования в УТС пока экспериментально не достигнута. К возможным причинам относятся конкуренция мод и перегрев внутреннего проводника за счет несовершенства существующих систем охлаждения резонатора. Для одновременного решения этих вопросов необходимо уменьшение омических потерь во внутреннем проводнике.
В работе исследуется возможность уменьшения омических потерь на гофрированном внутреннем проводнике путем оптимизации параметров гофрировки. На основе корректных численных расчетов [2] показано, что существуют оптимальные параметры гофра прямоугольной формы (использование более сложных, а также металлодиэлектрических периодических структур в рассматриваемом случае технически невозможно) обеспечивающие минимальные омические потери. Конкретные расчеты выполнены для последней экспериментально реализованной версии коаксиального гиротрона (Технологический институт в Карлсруэ, Германия), работающего на моде ТЕ34,19 [1]. Путем оптимизации высоты и ширины ламелей удалось снизить омические потери почти троекратно по сравнению с номинальными. Использование таких ламелей позволит увеличить радиус внутреннего проводника, что приводит к усилению селекции и ослаблению конкуренции мод.
1. M. Thumm, 2.2 Record power of the 0.17 THz European pre-prototype coaxial-cavity gyrotron for ITER, Terahertz Science and Technology, v. 3, n. 1, 2010, p. 1-20. IEEE Transactions on Plasma Science. 2004. Vol. 32, no. 3. Pp. 934-946.
2. G.I. Zaginaylov and S.S. laremenko, Efficient method for analysis of gyrodevices with slotted cavities, IEEE Trans., Plasma Sci., 2013, v. 41, N 10, p. 3005-3011.
Пленарное заседание 4. Исследования и разработки ускорителей и накопителей заряженных частиц
Plenary meeting 4. Investigations and developments of charged-particle accelerators and storage rings
МОНТАЖ И ТЕСТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЛинейнОГО
ускорителЯ электронов 100 МэВ/100 кВт – драйверА
источника нейтронов ННЦ ХФТИ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
В ННЦ ХФТИ совместно с Аргонской национальной лабораторией (АНЛ), Чикаго, США создается ядерная установка «Источник нейтронов» на основе подкритической сборки. Драйвером установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ является линейный ускоритель электронов 100 МэВ/100 кВт. Проект ускорителя разрабатывался совместно Институтом физики высоких энергий (ИФВЭ), Пекин, Китай и ННЦ ХФТИ. Изготавливался и комплектовался ускоритель на площадке ИФВЭ, Пекин, Китай, после чего в 2013 году был доставлен в ННЦ ХФТИ. С середины 2013 года в ННЦ ХФТИ проходит монтаж и тестирование оборудования ускорителя.
Разработка и создание ускорителя с энергией электронов 100 МэВ и средней мощностью пучка равной 100 кВт представляет сложную научно-техническую задачу, требующую применения нестандартных, но надежных технических решений. Описывается состояние дел по монтажу, тестированию и отладке основных технологических систем ускорителя-драйвера подкритической установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ.
ПРОЦЕДУРА ФИЗИЧЕСКОГО ПУСКА ЯДЕРНОЙ
ПОДКРИТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ «ИСТОЧНИК НЕЙТРОНОВ»
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Приведено описание процедуры физического пуска ядерной подкритической установки ННЦ ХФТИ «Источник нейтронов», выполняемой согласно программе работ на соответствующем этапе ее ввода в эксплуатацию, включающей загрузку ядерного топлива, достижение установленного в проекте значения эффективного коэффициента размножения нейтронов kэфф для активной зоны подкритической сборки и выполнение исследований по определению нейтронно-физических характеристикустановки. Для подтверждения ее ядерной и радиационной безопасности и соответствия проектным требованиям в качестве внешних источников нейтронов для контроля kэфф и измерения реактивности подкритической сборки на этапе физического пуска используются Pu-Be‑источник интенсивностью 2107нс-1 и импульсный источник на основе вольфрамовой нейтронно-образующей мишении линейного ускорителя электронов с энергией пучка 100 МэВ и мощностью ~ 10Вт.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НЕЙТРОННОГО ПОЛЯ В ПОДКРИТИЧЕСКОЙ
СБОРКЕ, УПРАВЛЯЕМОЙ ЛИНЕЙНЫМ УСКОРИТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОНОВ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Для обеспечения проведения физического пуска ядерной подкритической установки «Источник нейтронов» выполнен модельный расчет распределения нейтронного поля в подкритической сборке и получены числовые значения потока нейтронов в местах расположения детекторов как над кольцевым графитовым отражателем в активной зоне, так и в медианной плоскости подкритической сборки на границе биологической защиты. Полученные данные использовались для построения расчетных кривых обратного счета, аппроксимация которых показала, что критическое состояние может быть достигнуто при загрузке в активную зону подкритической сборки 42 ТВС и вольфрамовой нейтронно-образующей мишени. Модельные расчеты выполнены с помощью программного кода MCNPX.
КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМНОЖЕНИЯ НЕЙТРОНОВ ДЛЯ ПОДКРИТИЧЕСКОЙ СБОРКИ, УПРАВЛЯЕМОЙ ЛИНЕЙНЫМ УСКОРИТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОНОВ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
С помощью программного кода MCNPX выполнен расчет эффективного коэффициента размножения нейтронов для каждого этапа загрузки ядерного топлива в активную зону подкритической сборки в процессе физического пуска ядерной подкритической установки «Источник нейтронов».
При моделировании начальная конфигурация активной зоны подкритической сборки включала в себя вольфрамовую нейтронно-образующую мишень с каналом пучка электронов, макеты ТВС, наборный бериллиевый и кольцевой графитовый отражатели нейтронов, теплоноситель и биологическую защиту. В процессе расчетов макеты ТВС последовательно заменялись на ТВС с реальными характеристиками в соответствии с паспортными данными. Показано, что максимально возможный коэффициент размножения нейтронов kэфф ≤ 0,96 для подкритической сборки с вольфрамовой нейтронно-образующей мишенью достигается при загрузке в активную зону 38 ТВС.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА С УЧЕТОМ ОШИБОК УСТАНОВКИ МАГНИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В КАНАЛЕ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЛинейнОГО ускорителЯ 100 МэВ/100 кВт–драйверА источника нейтронов ННЦ ХФТИ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Одной из основных задач линейного ускорителя электронов – драйвера подкритической установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ является равномерное во времени и пространстве облучение нейтрон-генерирующей мишени электронным пучком. Для решения этой задачи необходимо обеспечить точное наведение электронного пучка на центр нейтрон-генерирующей мишени, расчетные поперечные геометрические размеры пучка на мишени и равномерное сканирование электронным пучком поверхности нейтрон-генерирующей мишени. Для реализации всех вышеуказанных задач был разработан канал транспортировки пучка с системой сканирования. Расчет динамики электронного пучка в канале транспортировки без учета ошибок установки электромагнитных элементов показывает, что выбранная структура фокусировки обеспечивает точное наведение пучка на центр мишени со степенью однородности распределения электронов по поверхности мишени порядка 0,9.
В то же время проект канала транспортировки предусматривает ошибки установки электромагнитных элементов: 100 мкм в поперечных направлениях и 200 мкрад по наклону магнитных элементов. Полученные результаты показывают, что ошибки установки элементов канала транспортировки могут привести к существенному отклонению пучка от проектного положения
(до 12 мм на краю мишени).
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Приведена структурная схема вакуумной системы линейного ускорителя электронов 100 МэВ/100 кВт, описаны базовые принципы, позволяющие достичь проектных значений давления остаточного газа в вакуумной камере линейного ускорителя (10-9 Торр) и безопасно эксплуатировать линейный ускоритель в составе ядерной установки. Описано состояние дел по монтажу, вводу в эксплуатацию и тестированию вакуумной системы ускорителя–драйвера подкритической установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ.
СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ И ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ
100 МэВ/100 кВт -драйверА источника
нейтронов ННЦ ХФТИ.
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Система охлаждения и термостатирования технологических элементов линейного ускорителя электронов 100 МэВ/100 кВт представляет собой сложнейшую технологическую систему, состоящую из трех подсистем: охлаждения оборудования клистронной галереи (30 С ± 1), охлаждения оборудования тоннеля ускорителя (30 С ± 1) и охлаждения и термостатирования ускоряющих секций и волноводов (40 С ± 0,2). Приведена структурная схема систем охлаждения и термостатирования линейного ускорителя электронов 100 МэВ/100 кВт, описаны базовые принципы, позволяющие сформулировать требования к системам охлаждения. Описано состояние дел по монтажу, вводу в эксплуатацию и тестированию систем охлаждения и термостатирования ускорителя – драйвера подкритической установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ.
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛАЗЕРНОГО ТРЕККЕРА LEICAAT401 ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ
И УСТАНОВКЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЛинейнОГО ускорителЯ
электронов 100 МэВ/100 кВт–драйверА
источника нейтронов ННЦ ХФТИ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Для обеспечения равномерного облучения нейтрон-генерирующей мишени подкритической установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ электронным пучком необходимо обеспечить точное наведение электронного пучка на центр мишени и формирование проектных геометрических размеров пучка на мишени. Для достижения этих целей все элементы линейного ускорителя электронов должны быть установлены в проектное положение в системе координат геодезической сети установки «Источник нейтронов» с точностью порядка 100мкм в поперечных направлениях и порядка 200 мкрад по наклонам элементов. Для обеспечения указанной точности установки элементов необходимо решить три задачи: построить геодезическую сеть установки «Источник нейтронов», привязать координаты геодезических марок на электромагнитных элементах линейного ускорителя к равновесной орбите электронного пучка в этих элементах (фидуциализация электромагнитных элементов), установить электромагнитные элементы в проектное положение с требуемой точностью. При создании подкритической установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ в качестве измерительного метрологического прибора использовался лазерный треккер LEICAAT401. В докладе приведены результаты работы по созданию геодезической сети установки «Источник нейтронов», фидуциализации и установке электромагнитных элементов линейного ускорителя электронов.
СИСТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ УСКОРИТЕЛЯ ЛУ-60М
И ИСТОЧНИКА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ H-100M («НЕСТОР»)
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Система синхронизации обеспечивает формирование сетки частот опорных импульсов f0= 50, 25…0,02 Гц для работы ускорителя ЛУ-60М (инжектор накопительного кольца) и устройств источника рентгеновского излучения H‑100M («НЕСТОР»). На частотах запуска меньше 25 Гц формируются сдвоенные импульсы запуска: первый импульс поступает на модуляторы клистронных импульсных усилителейс упреждением 20 мс, второй–рабочий. Синхронизатор имеет 20 гальванически развязанных каналов, выходные сигналы которых синхронизированы с частотой сети питания 220 В, 50 Гц. Амплитуда импульсов 15 В, длительность 1,5 мкс, диапазон задержек от 0 до 20 мс с шагом 10 нс. 9 каналов используются для синхронизации ускорителя, а 11–для синхронизации аппаратуры источника рентгеновского излучения «НЕСТОР». Электрическая схема построена на основе FPGA CYCLONE II Altera. Управление системой осуществляется как с удаленного компьютера по RS232 и клавиатуры на передней панели прибора.
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Рассматриваются методы и устройства для надежного получения в накопителе Н-100М («НЕСТОР») рабочего давления Р < 10-9 Торр. Разработаны узлы и элементы вакуумной системы для чистки внутренних поверхностей вакуумной камеры тлеющим разрядом: блоки питания (до +660 В), смонтирована и испытана система напуска смеси газов (аргон+кислород или гелий+кислород) с помощью пьезоэлектрического натекателя. Экспериментально доказано, что обработку вакуумной камеры накопителя со сложной объемной конфигурацией лучше проводить в среде аргона по сравнению с обработкой разрядом в гелии – из-за длительной очистки системы от остаточного рабочего газа. Турбомолекулярный насос откачивает более тяжелый аргон на порядки быстрее гелия. Оборудован и действует высоковакуумный стенд для исследования и улучшения вакуумных
(и ВЧ) характеристик ВЧ-резонатора. Изучена возможность использования высоковакуумных клапанов с дистанционным управлением (однократного и двойного действия) вместо клапанов с ручным управлением. Оборудован и испытан канал предварительной откачки ускорителя-инжектора ЛУЭ‑60М с помощью турбомолекулярного насоса до давления 5•10‑7 Торр. Разработана, смонтирована и запущена в эксплуатацию система автоматического отключения блоков питания высоковакуумных насосов Н-100М при резком увеличении давления в вакуумной камере накопителя (вакуумная авария).
Секция 7. Исследования и разработки ускорителей и накопителей заряженных частиц
Session 7. Investigations and developments of charged-particle accelerators and storage rings
К ВОПРОСУ О ЗАВИСИМОСТИ ДИНАМИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОНА В ТЕМ-ВОЛНЕ ОТ ВЕЛИЧИНЫ
АМПЛИТУДЫ ПОЛЯ. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
Ю.Н. Григорьев, А.Ю. Зелинский, В.О. Шпагина
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Представлено решение релятивистского дифференциального уравнения движения электрона в лабораторной системе координат с силой Лоренца для ТЕМ-волны в форме обобщенного ряда Фурье для проекций скорости электрона на оси координат.
При получении разложений проекций скорости в обобщенные ряды Фурье используется теория почти периодических функций. Ряды Фурье представляют проекции скорости в виде функций времени. Коэффициенты рядов вычисляются без разделения переменных: координата – время. Это дает возможность вычислить средние значения проекций скорости и частоты гармоник. Коэффициенты рядов и частота гармоник являются функциями величины амплитуды поля ТЕМ-волны, а также значений величин проекций скорости в начальный момент времени и величины обобщенной фазы для электрона.
Величины проекций не задаются произвольно, а вычисляются из уравнений, вид которых приводится в работе. Разработанный метод решения может быть использован при любых значениях параметров ТЕМ-волны. При относительно малом значении амплитуды ТЕМ-поля можно ввести в теорию малый параметр, который позволяет для приближенных вычислений ограничиваться небольшим числом гармоник разложения рядов Фурье. В качестве примера приближенно рассмотрено движение электрона в поле ТЕМ-волны с удержанием в рядах только средних членов и первых гармоник
ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНЕЦИЯ-99m
НА БАЗЕ ИСТОЧНИКА НЕЙТРОНОВ В ННЦ ХФТИ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
В настоящее время в ННЦ ХФТИ выполняются подготовительные работы по запуску производства препарата «Натрия пертехнетат [99mTс], экстракционный» на базе ядерной подкритической установки «Источник нейтронов». За основу методики наработки препарата, содержащего радиоизотоп 99mTс, принята ядерная реакция 98Мо(nγ)99Мо (σnγ = 0,13 барн для тепловых нейтронов) с последующим β‑распадом 99Мо (Т1/2 = 66,02 ч) на дочерний нуклид 99mТс (T1/2 = 6,01 ч). При этом облучение мишени из порошка оксида естественного молибдена (с обогащением по изотопу 98Мо 24%) или обогащенного молибдена (с обогащением по изотопу 98Мо не менее 89%) МоО3 нейтронами происходит в активной зоне подкритической сборки установки (средняя величина плотности потока нейтронов составляет величину 3∙1013 н·см-2·с-1), а непосредственно процесс разделения изотопов 99Мо/99mТс происходит в экстракционном генераторе, расположенном в отдельном здании лаборатории радиоизотопов.
Все технологическое оборудование находится внутри специально спроектированных, изготовленных и смонтированных «горячих» камер (стационарная технологическая линия), в которых кроме экстракционного процесса также производится дозировка, стерилизация и упаковка конечного раствора препарата «Натрия пертехнетат [99mTс], экстракционный». На данном этапе заканчиваются работы по вводу в эксплуатацию «горячих» камер.
В дальнейшем предстоит осуществить развитие данной методики наработки препарата «Натрия пертехнетат [99mTс], экстракционный» с целью получения препарата в радиофармацевтической форме «Натрия пертехнетат [99mTc], раствор для инъекций» и последующего применения его в клинических обследованиях пациентов. Это новая специфика для института, требующая совместной работы физиков, радиохимиков и фармацевтов. Выполнение поставленной задачи позволит обеспечить качественное медицинское обследование населения Украины на европейском уровне.
ВОЛЬФРАМОВАЯ МИШЕНЬ ДЛЯ НЕЙТРОННОГО ИСТОЧНИКА, ОСНОВАННОГО НА ПОДКРИТИЧЕСКОЙ СБОРКЕ,
УПРАВЛЯЕМОЙ УСКОРИТЕЛЕМ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Одним из материалов нейтрон-образующих мишеней, создаваемой в ННЦ ХФТИ исследовательской ядерной установки, является вольфрам. В условиях работы мишени, при интенсивном облучении электронами и охлаждении водой, вольфрам будет подвержен интенсивной коррозии. Для уменьшения химической коррозии вольфрама и поступления радиоактивных продуктов облучаемого материала в охлаждающую воду мишень вольфрама должны быть покрыта защитным слоем тантала. Получение такой мишени возможно посредством изготовления ее из твердофазного соединения Та-W-Та, полученного методом горячей деформации в вакууме. Проблема в создании твердофазного соединения Та-W-Та состоит в разработке соответствующей технологии. Качественное соединение материалов вольфрам и тантал между собой, методом горячей деформации в вакууме, требует температуры выше 1600°С. С целью облегчения взаимодействия слоев и, как следствие, снижения температуры получения твердофазного соединения Та-W-Табыла использована промежуточная прослойка. Среди числа возможных материалов, подходящих для использования в качестве промежуточной прослойки, изучалось два наиболее подходящих варианта: титан и ниобий. Использование таких прослоек позволяет понизить температуру образования качественного твердофазного соединения Та-W-Та без образования интерметаллидных соединений, в отличие от других подходящих для этой цели материалов. Использование промежуточных прослоек титана и ниобия дало возможность создания твердофазного соединения Та-W-Та при температуре 1200 °С. Качество переходных зон таких твердофазных соединений было исследовано с помощью современных методов структурных исследований вещества.
ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОГЛОЩЕНИЯ
БЫСТРЫХ НЕЙТРОНОВ В КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ
В.П. Божко, А.Н. Водин, С.Н. Олейник, Г.Э. Туллер
НИК «Ускорительно-ядерные системы», ННЦ ХФТИ, Харьков, Украина
На основе разработанной методики проведены измерения коэффициентов поглощения быстрых нейтронов на образцах легкого и тяжелого бетонов, применявшихся при строительстве установки «Источник нейтронов» [1], а так же на образцах из воды и плотного полиэтилена. Образцы представляли собой диски диаметром 21 см и толщиной 5 см. Плотность легкого бетона составляла 2,3 гсм-3, тяжелого бетона 4,8 гсм-3, плотного полиэтилена 1 гсм-3.
Измерения проведены в «узкой геометрии» [2], которая достигалась применением коллиматора нейтронов, выполненного из плотного полиэтилена с размером 1,2×1×1 м,по оси которого располагается отверстие 4×4 см. Нейтроны Pu-B-источник с интенсивностью 3·106с-1 регистрировались всеволновым счетчиком УДБН-02Р после прохождения через исследуемые образцы. Суммарная толщина образцов изменялась в диапазоне 5...30 см. Тестирование методики проводилось путем сравнения экспериментальных и расчетных данных для воды и плотного полиэтилена. Моделирование прохождения нейтронного потока через образцы выполнено с помощью кода GEANT-3.16. Расчетные и экспериментальные данные показали удовлетворительное согласие.
1. Н.И. Айзацкий, Б.В. Борц, А.Н. Водин и др. Источник нейтронов ННЦ ХФТИ // Вопросы атомной науки и техники. 2012, №3 (79), с. 3-9.
Научно-исследовательский комплекс «Ускоритель» ННЦ ХФТИ НАН Украины, Харьков, Украина
Изучена природа люминесценции материалов под воздействием пучка электронов с энергией ~10 МэВ. С использованием дистанционной фотосъемки на ускорителе ЛУ-10 проведено исследование свечения ряда материалов под воздействием сканирующего пучка электронов с энергией
8...10 МэВ и средним током 50...700 мкА. Фотосъемка производилась камерой Canon EOS Digital Rebel Xti под управлением персонального компьютерп. Обработка снимков и определение профиля интенсивности люминесценции выполнялись с помощью программы Origin‑7.5. Установлена зависимость интенсивности свечения от плотности тока пучка. Проведен сравнительный анализ распределения интенсивности люминесценции и профиля плотности тока пучка вдоль и поперек зоны его сканирования. Показана возможность использования эффекта люминесценции для on-line контроля геометрических характеристик поля излучения и распределения мощности поглощенной дозы при промышленной обработке продукции на ускорителе электронов.
О ПАРАМЕТРАХ МИКРОПУЧКОВ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ЭЛЕКТРОНОВ, ВЫПУСКАЕМЫХ ЧЕРЕЗ
«РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ» ФОЛЬГИ ЛУЭ
А.Н. Довбня, В.А. Стратиенко
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Представлены экспериментальные результаты получения рекордных параметров микропучков высокоэнергетических электронов (максимальные плотности и флюенсы, минимальные размеры и расходимости), выпускаемых через «разделительные» фольги ЛУЭ ННЦ ХФТИ (после 14-й секции ЛУ-2, ЛУЭ-300, УИК, ЛУ-40) из вакуумной системы в атмосферу и из нее в камеру для облучения образцов материалов реакторостроения.
Обнаружена возможность безопасного выпуска из вакуумной системы в атмосферу через «разделительные» фольги (из сплава титана ВТ1-0, толщина
5•10-4 м, диаметр 6•10-2м, уплотнение на вакуум металлическое) ЛУЭ «прямых» микропучков (среднеквадратичный радиус σ ≈ 10-4м) высокоэнергетических (энергия Е ≈ 100...300 МэВ) электронов с рекордными средними и импульсными плотностями соответственно ρср≈ 103 А/м2 и ρимп≈ 107А/м2.
При этом максимальный (рекордный) средний и импульсный флюенс электронов достигал соответственно Fср≈ 1026эл/м2 и Fимп≈ 1030эл/м2.
Охлаждение места «выпуска» микропучка электронов через разделительную фольгу в атмосферу осуществлялось струей воздуха и/или гелия. По оценкам скорость струи гелия достигала v~ 2•103 м/с.
Обнаружен темно-желтый след от пучка на «выпускной» титановой фольге со стороны обращенной к вакууму после флюенсов и энергии электронов соответственно F > 1025 эл./м2 и Е ≈ 300 МэВ. Обсуждены механизмы возникновения такого следа от пучка и возможности использования его для дозиметрии рекордно больших доз облучения. Известно, что рекордная (не приводящая к потере герметичности) средняя плотность пучков высокоэнергетических электронов выпускаемых через «разделительные» фольги из вакуумной системы ускорителя электронов в атмосферу ρ ≈ 100 мкА/см2. Однако, в наших экспериментах было показано, что для микропучков высокоэнергетических электронов эта рекордная плотность может быть выше на 3 порядка.
СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
А.В. Константинович1, И.А. Константинович1,2
1Национальный университет имени Юрия Федьковича,
Черновцы, Украина;
2Институт термоэлектричества НАН и МОН Украины,
Черновцы, Украина
Методом силы самодействия Лоренца, дополненного гипотезой Дирака, получены спектрально-угловое и спектральное распределения мощности излучения системы электронов, движущихся в магнитном поле в прозрачной изотропной среде. Аналитическими и численными методами исследована тонкая структура спектра синхротронного, черенковского и синхротронно-черенковского излучений одного электрона и последовательности двух, трех и четырех электронов, движущихся вдоль винтовой линии в прозрачной среде в зависимости от величины показателя преломления.
Методом прямого численного интегрирования функции спектрального распределения мощности излучения [1, 2] одного, двух, трех и четырех электронов, движущихся по винтовой линии в среде, определена тонкая структура спектра излучения вблизи черенковского барьера (на черенковском пороге скорость электронов равна фазовой скорости света в среде) на низких и высоких гармониках.
Для скоростей выше черенковского барьера обнаружены и исследованы скачкообразные изменения [1] и осцилляции [2] функции спектрального распределения мощности излучения электронов, движущихся вдоль винтовой линии в среде. Полученные в работе результаты находятся в хорошем согласии и дополняют результаты исследований [1, 2].
1.A.V. Konstantinovich, I.A. Konstantinovich// Romanian Journal of Physics. 2012, v. 57, N 9-10, p. 1356-1366.
2. A.V.Konstantinovich, I.A.Konstantinovich // Romanian Reports in Physics. 2014, v.66, N 2, p. 307-318.
ПРЕЦИЗИОННОЕ ЦЕНТРИРОВАНИЕ ТРИПЛЕТА МАГНИТНЬІХ КВАДРУПОЛЬНЬІХ ЛИНЗ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛЕННЬІХ ЗОНДОФОРМИРУЮЩИХ СИСТЕМАХ ЯДЕРНОГО МИКРОЗОНДА
Институт прикладной физики НАН Украины,Сумы, Украина; Ужгородский национальный университет, Ужгород, Украина
Рассмотрена конструкция триплета, состоящего из одиночных магнитных квадрупольных линз, заключенных в единый жесткий корпус для достижения их точного позиционирования относительно друг друга. Описан процесе центрирования каждой из линз триплета на установке для исследования структуры магнитного поля магнитных квадрупольных линз [1]. Вычисление структуры поля внутри поверхности осуществлялось на основании решения краевой задачи Неймана для уравнения Лапласа, где измеренные значення радиальной составляющей поля являются граничными условиями.
1. S.V. Kolinko, A.G. Ponomarev, V.A. Rebrov. Precise centering and field characterization of magnetic quadrupole lenses // Nucl. Instr. andMeth. A. 2013, v. 700, p. 70-74.
СИСТЕМА СБОРА ДАННЫХ И УПРАВЛЕНИЯ СКАНИРОВАНИЕМ ЯДЕРНОГО МИКРОЗОНДА. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
С.В. Колинько, А.Г. Пономарев
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Разработано программное обеспечение системы сбора данных и управления сканированием для канала ядерного сканирующего микрозонда на базе электростатического ускорителя ЭГ-5 Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ, Дубна. Ядром системы является реконфигурируемый модуль на базе программируемой логической интегральной схемы.
На данном этапе обеспечено управление сканированием по двум координатам в реальном времени с нормализацией времени экспозиции и получение изображения во вторичных электронах. Ведутся работы по отладке алгоритма сбора спектрометрической информации с учетом живого времени и привязкой событий к координатам пикселя.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЯДЕРНОГО МИКРОЗОНДА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
ПО ПРОТОННО-ЛУЧЕВОЙ ЛИТОГРАФИИ
А.А. Пономарев
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Работа посвящена исследованию зондоформирующей системы в канале ядерного сканирующего микрозонда, которая состоит из двух коллиматоров и мультиплета магнитных квадрупольных линз, фокусирующих пучок в зонд на мишени. Основной целью моделирования было получение параметров, при которых микрозонд обеспечивает режим больших уменьшений, необходимый для решения задач протонно-лучевой литографии. Дополнительным условием было сохранение режима высокого аксептанса микрозонда, обычно используемого для задач элементного анализа. В начале проводилась оптимизация параметров системы с целью определения значений, которые обеспечивают максимальный аксептанс при заданном размере пятна на мишени. Параллельно по результатам экспериментальных измерений были получены параметры ионного пучка в канале микрозонда. Используя эти значения, для выбранной системы с оптимальными параметрами проводилось численное моделирование процессов зондоформирования при различных критериях плотности тока в зонде. В результате были определены параметры зондоформирующей системы микрозонда.
УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ влияния магнитного поля
на предпробойные процессы в условиях высокого вакуума
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Вакуумный пробой является причиной, которая ограничивает максимальное электрическое поле в будущих ускорителях. Одним из ускорителей нового поколения является электрон-позитронный линейный коллайдер CLIC (CompactLinearCollider), который проектируется в Европейском центре ядерных исследований (CERN). Исследования процесса пробоя в условиях высокого вакуума проводятся в рамках сотрудничества ИПФ НАН Украины с проектом CLIC/CTF3 (CLICTestFacility). Для изучения влияния магнитного поля на предпробойный ток в условиях высокого вакуума и высокоградиентных электрических полей была модернизирована установка для исследования предпробойных процессов при высоком вакууме в ИПФ НАН Украины, детальное описание которой можно найти в [1]. Описано экспериментальное оборудование, методики измерения, приводятся первые эксперименты и результаты сравнительных исследований предпробойного тока в вакуумном зазоре с наличием магнитного поля и без него.
1. V.A. Baturin, O.Yu. Karpenko, Ia.V. Profatilova, S.O. Pustovoitov, V.I. Miroshnichenko. The experimental setup for high voltage breakdown studies in
the high vacuum //ВАНТ. 2015, №4 (98), p. 294-297.
ФОРМИРОВАНИЕ ПУЧКОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИОНОВ
ДЛЯ ИМИТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Для исследований радиационной стойкости конструкционных материалов ядерной энергетики в ИПФ НАН Украины создана установка для высокодозной (до 1018см-2) и высокоэнергетичной (до 500 кэВ) имплантации ионов металлов.Установка представляет собой ионный имплантер с газомагнетронным источником ионов металлов распылительного типа. Для определения оптимальной геометрии и потенциалов элементов ионно-оптической системы проведено компьютерное моделирование процессов экстракции
и транспортировки пучка металлических ионов. Моделирование проводилось
с помощью библиотеки IBSIMU и программного кода собственной разработки Plasma2D. Получены масс-спектры пучков ионов при распылении железа
и циркония. Скорость набора дозы при облучении образцов ионами железа
с энергией до 500 кэВ находится в интервале 0,01...0,1 СНА/с.
УПРАВЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВОМ ИОНИЗИРОВАННОЙ КОМПОНЕНТЫ И ЕЕ СОСТАВОМ НА ВЫХОДЕ ИСТОЧНИКА КЛАСТЕРНОГО ПУЧКА
А.Ю. Карпенко, В.А. Батурин.
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Кластеры как наночастицы не перестают привлекать внимание многих исследователей в следствие их уникальных физических и химических свойств, которые являются различными по сравнению с такими же свойствами у объемного вещества того же состава. Заряженные частицы в кластерных тпучках достаточно просто транспортировать и сепорировать, что позволяет эффективно использовать кластерные пучки как при осаждении пленок так и в процессах модификации поверхности. В работе проведен анализ ионизированной части кластерного пучка, полученного на выходе источника кластеров без дополнительной ионизации частиц в пучке кластеров . Использовался кластерный источник с лазерным испарением рабочего вещества [1[. Показана возможность управления количеством ионизируемой компненты и ее составом.
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
Представлены результаты экспериментального исследования профиля и эмиттанса пучка ионов электростатического ускорителя «Сокол», входящего в состав Аналитического ускорительного комплекса (АУК) Института прикладной физики НАН Украины [1]. Измерения проведены при помощи измерителя эмиттанса [2] до и после оснащения ускорителя магнитной системой подавления радиационного излучения [3]. Результаты исследования показывают, что магнитная система подавления радиационного излучения ускоряющей трубки ЭСУ существенно влияет на ионно-оптические характеристики пучка ионов (изменение профиля пучка и его фазового портрета). Полученные результаты используются для оптимизации транспортировки пучка ионов по каналам АУК.
1.O.M. Buhay, A.A. Drozdenko, M.I. Zakharets, I.G. Ignat’ev, A.B. Kramchenkov, V.I. Miroshnichenko, A.G. Ponomarev, V.E. Storizko. Current Status of the IAP NASU Accelerator-Based Analytical Facility // Physics Procedia. 2015, v. 66, p. 166-176.
2. И.Г. Игнатьев, М.И. Захарец, С.В. Колинько, Д.П. Шульга. Измерение эмиттанса пучка ионов электростатического ускорителя // Нано- и электронная физика. 2014, т. 6, №1, с. 01026.
3. И.Г. Игнатьев, В.И. Мирошниченко, А.М. Сиренко, В.Е. Сторижко. Подавлениe рентгеновского излучения ускорителя ионов на 2 МэВ // Ядерна фізика та енергетика. 2008, №3(25), с. 90-93.
РАЗРАБОТКА СФЕРИЧЕСКОГО ИОНИЗАТОРА
ДЛЯ ЦЕЗИЕВОГО ИСТОЧНИКА ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ УСКОРИТЕЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА ИПФ НАН УКРАИНЫ
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы, Украина
В ИПФ НАН Украины разработан, изготовлен и проходит испытания сферический ионизатор для цезиевого источника отрицательных ионов укорительного масс-спектрометра AMS-1MV Tandetron.
Сферический ионизатор является нагревательным элементом источника ионов, служит для разогрева паров цезия и образования на его поверхности положительных ионов цезия, которые облучают пробу, в результате чего образуются отрицательные ионы пробы (например 12С¯, 13С¯,14С¯). В рабочем режиме температура ионизатора более 1200 0С, срок службы ограничен. Изготавливаются ионизаторы на HeatWaveLabs (США) и имеют высокую стоимость.
Корпус изолятора, разработанного в ИПФ, изготовлен из химически чистого молибдена марки МЧ. Форма корпуса получена методом точения на токарном станке. Так как молибден имеет волокнистую структуру, то для обеспечения необходимой шероховатости поверхности при точении была разработана и опробована СОЖ (смазывающе-охлаждающая жидкость), которая позволила обработать сферу корпуса с шероховатостью 1,25 по критерию Ra. На СОЖ получен патент № 80755.
Спираль нагревателя изготовлена из молибденовой проволоки диаметром 0,75 мм. Сопротивление спирали при комнатной температуре 0,08 Ом. Для закрепления спирали на корпусе и ее электрической изоляции был разработан состав эмали, включающий оксид алюминия Аl2О3, оксид кремния SiO2, оксид натрия Na2О, оксид В2О3, оксид калия К2О.
По результатам предварительных испытаний ионизатор сферический 101057 (ИПФ5.863.002) не уступает зарубежному аналогу и пригоден для установки в источник ионов ускорительного масс-спектрометра 4110Во-AMS.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПУЧКА С УЧЕТОМ ОШИБОК ВЫСТАНОВКИ ЭЛЕМЕНТОВ В ИСТОЧНИКЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ «НЕСТОР»
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Результаты моделирования динамики пучка электронов в накопительном кольце источника рентгеновского излучения «НЕСТОР» с учетом ошибок выстановки магнитных элементов показали, что примерно в половине из моделируемых случаев накопление пучка отсутствует – пучок теряется в основном на апертуре инфлектора. Было рассмотрено два алгоритма проводки первого оборота и накопления.
1. Локальная коррекция положения пучка в точке инжекции. Это связанно стем, что до 70% случаев потери пучка происходят именно на физическойапертуре инфлектора. При использовании этого алгоритма удалось добитьсянакопления в 85% моделируемых ошибок установок.
2. Последовательная коррекция положения центра тяжести пучка на четырехсцинтилляционных экранах на прямых выходах из поворотных магнитов. Прииспользовании этого алгоритма в результате удалось получить накопление в70% случаев.
Использование этих двух алгоритмов, при отсутствии необходимой системы измерения положения центра тяжести пучка, с хорошей вероятностью позволит получить накопление пучка электронов в комптоновском кольце «НЕСТОР» при первых запусках.
Секция 8. Физика и техника детекторов излучений
Session 8. Physics and technics of radiation detectors
Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ, Харьков, Украина
Для измерения спектра нейтронов предлагается использовать детектор Мак-Киббена. Для этого находящийся внутри детектора Мак-Киббена счетчик тепловых нейтронов СНМ-11, длиной 30 см оборачивается кадмием таким образом, чтобы по всей его длине поочередно оставалось окно для регистрации тепловых нейтронов.
Чем выше к поверхности детектора располагается окно для регистрации, тем с большей вероятностью в счетчике будут регистрироваться нейтроны с низкой энергией. Это связано с тем, что для замедления нейтронов с большой энергией до тепловых необходимо пройти больший путь по замедлителю. Таким образом, каждой энергии падающих на детектор нейтронов будет соответствовать своя оптимальная глубина расположения окна для регистрации.
Следовательно меняя глубину расположения окна счетчика и регистрируя тепловые нейтроны в каждом положении, можно определить среднюю энергию падающего на детектор потока нейтронов. А рассчитав функции отклика для каждого положения окна регистрации и разработав алгоритм восстановления спектра, появляется возможность восстановления спектра нейтронов.
Был проведен эксперимент по определению зависимости зарегистри-рованных нейтронов от глубины расположения окна для двух источников нейтронов с различной средней энергией. Было подтверждено, что для каждого из потоков нейтронов с различной средней энергией существует своя оптимальная глубина расположения окна для регистрации. И чем выше энергия нейтронов, тем больше эта глубина.
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПУЧКОВ ЧАСТИЦ И ИХ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Н.И. Маслов
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Разработана методика исследования эффективности радиационного воздействия на полупроводниковые материалы пучков частиц и измерения их пространственного распределения. Эффективность радиационного воздействия и пространственное распределение измеряются с использованием полупроводникового резистивного детектора (РД). Приведены экспериментальные результаты исследований эффективности радиационного воздействия на кремний и германий пучка ускоренных электронов с энергией 15МэВ. Из экспериментальных результатов следует, что радиационная стойкость германия примерно на порядок выше радиационной стойкости кремния. Приведены также примеры измерений пространственных распределений пучков ускоренных электронов и тормозного излучения электронов. Ввиду простоты конструкции РД может быть изготовлен в лабораторных условиях. Для исследований на импульсных пучках частиц возможно применение стандартного измерительного оборудования, например осциллографа.
поглощениЕ рентгеновского и гамма-излучения
слоистыми структурами
А.С.Деев, А.А. Мазилов, Н.И. Маслов, М.Ю. Шулика
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Выполнено экспериментальное измерение и численное моделирование в GEANT3, GEANT4 спектральных и дозиметрических характеристик излучения, прошедшего через слои материалов с различными атомными зарядами и толщиной. Слои материалов менялись местами. Измерялись и рассчитывались величины коэффициентов, определяющих прохождение квантов через гетерогенные слои из двух или трех материалов.
Моделировались различные спектры падающего излучения, в экспериментах использовались источники излучения 241Am, 57Co, 137Cs, 60Co, 90Sr-90Y. Диапазон энергий в экспериментах с прохождением гамма-квантов составил 10кэВ...1,33МэВ, электронов < 2,3МэВ.
Многослойная защита для электронов и гамма-квантов, как правило, эффективнее в случае расположения легким материалом к источнику излучения в диапазоне энергий ~ 0,2...20МэВ. Различие в прохождении квантов и электронов меняется от нескольких процентов до 2 – 3 раз, и зависит от энергии падающего излучения и толщины защитных материалов. Некоммутативность прохождения излучения возрастает с ростом фактора накопления.
При энергиях падающего излучения, близких к энергии К-, L-края поглощения для тяжелого элемента наблюдается эффект, обусловленный генерацией ХРИ, когда защита эффективнее при расположении тяжелым материалом к источнику излучения. Такой эффект наиболее существенный для тонких фольг.
СИСТЕМИ ЗЧИТУВАЛЬНОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
ДЛЯ МІКРОСТРУКТУРНИХ ГАЗОВИХ ДЕТЕКТОРІВ
С. Барсук1, О. Безшийко2, Л.Голінка-Безшийко2, І. Каденко2, В. Крилов1,2, М.П. Тітов3, О.Черпак2
1Лаботаторія лінійного прискорювача (LAL), Орсе, Франція; 2Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, Київ, Україна; 3Комісаріат атомної та альтернативної енергетики, Інститут вивчення фундаментальних законів фізики (CEAIRFU), Саклє, Франція
Останнім часом у зв`язку зі зростаючими потребами експериментів фізики високих енергій, медичних та інших прикладних застосувань спостерігається бурхливий розвиток детекторних технологій, однією з яких є мікроструктурні газові детектори (Micro Pattern Gas Detectors – MPGD). Оскільки MPGD використовувалися з самого початку як багатопіксельні достатньо швидкі детектори, які можуть легко масштабуватися на унікальні багатодетекторні системи фізики високих енергій, для них одразу розроблялася складна і вартісна електроніка зчитування даних на зовнішні засоби зберігання даних або їх аналізу. В роботі проведено огляд існуючих на даний момент рішень і підходів, описано їх переваги та недоліки. Визначено основні фактори, що впливають на зручність використання та швидкість зчитування даних. Показана значна надлишковість електроніки систем зчитування для більшості задач тестування мікроструктурних газових детекторів. Складна і потужна структура призводить до суттєвої вартості таких систем (більше 2000 $). В роботі запропоновано просту дешеву систему зчитування даних з детекторів MediPix/TimePix, визначено характеристики приладу, складено принципову схему та поетапно описано деталі її роботи.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВОСПРОИЗВОДЯЩИХ ЯДЕР
ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ УГЛОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ
Н.А. Кочнев, Д.В. Федорченко
ННЦ «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины, Харьков, Украина
Для измерения угловых распределений гамма-излучения в сложных радиационных условиях используются многодетекторные установки ШД (шар детекторный). Данные установки позволяют измерять пространственное распределение мощности дозы в полном телесном угле. Однако измеренные распределения носят дискретный характер, так как подобные установки обычно содержат небольшое количество детекторов. В этом случае при восстановлении исходного распределения излучения необходима интерполяция полученных данных по всему телесному углу. Для этого в работе рассмотрено построение интерполяционных функций с использованием метода воспроизводящих ядер. Полученная система функций решает задачу интерполяции значений на единичной сфере. На основании данной методики разработана программа для визуализации восстановленного пространственного распределения мощности дозы гамма-излучения.
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНОГО СЛОЯ ИЗДЕЛИЯ ПКН-1А
1Институт физики высоких энергий и ядерной физики ННЦ ХФТИ
НАН Украины, Харьков, Украина;
2ПКЧП «ОСТ»
Проведено математическое моделирование и экспериментальные исследования ослабления эквивалентной дозы нейтронного излучения от изотопных источников быстрых нейтронов на образцах материала различного состава и конфигурации, в том числе на уменьшенных макетах радиационно-защитного слоя контейнера изделия ПКН-1А.
Исследованы особенности физических процессов при взаимодействии нейтронного излучения с радиационно-защитным слоем изделия ПКН-1А для повышения его эффективности. Показано увеличение эффективности заявленного материала по сравнению с чистым парафином. Получено хорошее согласие результатов моделирования и экспериментальных данных.
ВЛИЯНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ НА ФОСФОРЕСЦЕНЦИЮ И ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ
Институт электронной физики НАН Украины, Ужгород, Украина
Исследованы изменения кинетики фосфоресценции и выхода термолюминесценции кристаллов LiF, Al2O3, CaF2, используемых в дозиметрии ионизирующих излучений, в результате облучения большими флюэнсами ускоренных электронов микротрона М-30 с энергией 10 МэВ и сопутствующим тормозным излучением.
Показано, что образованные в результате упругого рассеивания высокоэнергетических электронов на атомах решетки радиационные дефекты приводят к уменьшению выхода фосфоресценции и термолюминесценции. При флюэнсах облучения до ≈ 5•1012 см-2, когда число радиационных дефектов незначительно, наблюдаестя линейная зависимость выхода фосфоресценции и термолюминесценции от дозы облучения, до флюэнсов ≈ 1013 см-2 наблюдается их насыщение, при дальнейшем увеличении дозы облучения происходит их уменьшение. Ввиду того, что эффективность введения радиационных дефектов при облучении гамма-квантами меньше, чем электронами, то в этом случае интервал линейной зависимости выхода фосфоресценции и термолюминесценции от дозы облучения увеличивается.
ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ ЗАВИСИМОСТИ ЭФФЕКТИВНОСТИ HPGе-ДЕТЕКТОРА ОТ ЭНЕРГИИ
И РАССТОЯНИЯ ДО ИСТОЧНИКА
Институт электронной физики НАН Украины, Ужгород, Украина
Проведены результаты экспериментального определения эффективности HPGe-детектора «ORTEC» для области энергий 50...1333 кэВ и 9 расстояний от поверхности детектора до источника 0; 50; 65; 85; 100; 143; 180; 200 и 245 мм. На основе экспериментальных данных получена параметризация зависимости эффективности детектора от энергии и расстояния до источника, которая хорошо их описывает.
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМАМ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
М.В. Евланов
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Уточнено определение интеллектуальной информационной технологии (ИТ) формирования и анализа требований (ФАТ) к системам физических исследований (СФИ) как совокупности методов, приемов и способов применения комплекса средств автоматизации. Данная ИТ предназначена для автоматизации выполнения работ в рамках процессов, непосредственно работающих с требованиями к данной системе. Исходя из данного определения, сформулирована концепция интеллектуальной ИТ для ФАТ к СФИ и выделены основные концепты предметной области, на основе которых были установлены основные ИТ-услуги данной ИТ. Сформулирована задача унификации описаний функциональных требований к ИТ на уровне информации в виде визуальных моделей и предложены варианты ее решения.
О ПРИМЕНЕНИИ системыAUTOCAD ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
Т.Н.Сергиенко
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Автоматизация многих этапов проектирования изделий в проектно-конструкторской деятельности достигается использованием современных систем машинной графики. Повышению продуктивности и качества работы проектировщиков способствует внедрение современных промышленных систем машинной графики. Применение таких систем является мощным и доступным способом автоматизации инженерного труда.Технические характеристики современных систем машинной графики определяют эффективность их применения во взаимодействии человека с аппаратно-программным комплексом.
Система AUTOCAD является одной из таких промышленных систем, которая имеет средства по созданию, редактированию и выполнению чертежей и других документов.Возможности системы AUTOCAD позволяют создавать и использовать архивы проектно-конструкторской документации, справочные материалы на машинных носителях информации, а также выполнять обмен графической информацией с другими автоматизированными системами.
Современные версии системы позволяют осуществлять визуализацию результатов проектно-конструкторской деятельности, а также многих физических исследований.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕБ-СОКЕТОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ОНЛАЙН-СИСТЕМ ОБМЕНА ДАННЫМИ
В.А. Лукьянова, В.Г. Кобзев
Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина
Система онлайн-обмена данными предполагает взаимодействие клиентского приложения (браузера, далее Клиент) и веб-сервера. Предлагаемый подход позволяет возложить максимальную вычислительную нагрузку на Клиента и разгрузить серверную часть, оставив для нее только функцию синхронизации клиентских приложений. Быстродействие системы будет определяться реализацией клиентского приложения и мощностью компьютера Клиента. Серверная часть должна обеспечивать минимальное потребление ресурсов процессора и быструю доставку данных клиентам. Для увеличения быстродействия также необходимо ограничивать объем информации, передаваемой по сети, например с помощью сервера упаковки данных JSON. Тогда процесс синхронизации будет заключаться в передаче текстовых данных небольшого объема.
Сервер синхронизации данных реализован на Node.js. Для синхронизации используется технология WebSockets, поддержку которой осуществляет библиотека Socket.IO. В основе Node.js лежит событийно-ориентированное и асинхронное программирование с неблокирующим вводом/выводом.
Данная технология обеспечивает минимальную скорость реакции на запросы Клиентов. Websockets (RFC#6455, 2011) позволяет организовать диалог между браузером и сервером в режиме реального времени и является двусторонним и полностью симметричным (нет клиента и сервера с фиксированными ролями, а есть два равноправных участника обмена данными). Технология поддерживается всеми современными браузерами.
ТЕХНОЛОГИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ НА АНОМАЛЬНОСТЬ
В.Т. Кобзев
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Рассматривается задача проверки на аномальность числовых результатов последовательно проводимых экспериментов с фиксированным количеством наблюдений п, предположительно обладающих общими статистическими свойствами. Для классического понимания аномальности (несоответствия экстремальных значений имеющимся сведениям о статистическом распределении анализируемых данных) производится частичное упорядочение имеющейся выборки объема п и проверка ее наименьшего и наибольшего значений на аномальность с помощью одного из характерных критериев. Для более глубокого изучения соответствия структуры выборки предполагаемому статистическому распределению производится полное упорядочение выборки и проверка попадания ее значений в наиболее правдоподобные границы, рассчитанные с помощью теории порядковых статистик для предполагаемого распределения экспериментальных данных. Выводы об аномальности могут быть сделаны на основании соответствующих статистических критериев, как в отношении экстремальных значений, так и в отношении последовательно получаемых всех других элементов вариационного ряда. Приводятся результаты анализа экспериментальных данных для различных значений объема выборки.
Пленарное заседание 5. Физика и техника детекторов излучений, фундаментальные исследования процессов взаимодействия ультрарелятивистских частиц с монокристаллами и веществом
Plenary meeting 5. Physics and technics of radiation detectors, basic research into the processes of interaction of ultrarelativistic particles with single crystals and matter
ДЕТЕКТИРУЮЩИЙ МОДУЛЬ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ НЕЙТРОНОВ
НА ОСНОВЕ ПЛАНАРНОГО КРЕМНИЕВОГО ДЕТЕКТОРА
И МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ГАДОЛИНИЕВОГО КОНВЕРТЕРА
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Проведено детальное численное моделирование в программном коде GEANT4 физических процессов, имеющих место при транспорте, рассеянии, тепловом захвате и регистрации нейтронов детектирующей системой на основе неохлаждаемого планарного кремниевого детектора (ПКД) и металлического Gd‑конвертера. Рассчитана эффективность регистрации нейтронов по выходу конверсионныхэлектроновиХРИпо реакции Gd(n,g). Использованы реакции захвата тепловых нейтронов с максимальным сечением:
Выполнено проектирование малогабаритного одноканального детектирующего модуля тепловых нейтронов на основе ПКД и конвертера из металлического Gd. ПКД толщиной 300 мкм и рабочей площадью 2×2 и 5×5 мм располагаются на специальной подставке вертикально, что обеспечивает доступ излучения со всех сторон детектора.
Как показывают результаты тестирования, ПКД с Gd‑конвертором является перспективным прибором для медицинских и ядерно-физических детектирующих систем.
Публикация содержит результаты исследований, проведенных при грантовой поддержке Государственного фонда фундаментальных исследований (ДФФД) по конкурсному проекту № Ф69/55-2015.
ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
КРЕМНИЕВЫХ НЕОХЛАЖДАЕМЫХ ПЛАНАРНЫХ ДЕТЕКТОРОВ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ДОЗ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Планарные кремниевые детекторы обладают хорошим энергетическим разрешением (ЭР) при комнатных температурах без специального охлаждения [1]. При регистрации излучений ЭР ухудшается в результате образования радиационных дефектов и, как следствие, изменения электрофизических характеристик детектора и считывающей электроники. В этой работе экспериментально исследовано радиационное воздействие на ЭР планарных кремниевых детекторов с различным исходным энергетическим разрешением.
Детекторы облучались электронами с энергией 25 МэВ в интервале доз 0...1530 крад. В результате экспериментальных исследований получены данные о деградации ЭР детекторов при облучении и показано, что для точного измерения ЭР при определенных дозах облучения необходима подстройка входных параметров считывающей электроники даже в случае, если считывающая электроника защищена и ее характеристики не изменяются.
Полученные результаты будут использованы для разработки и создания детекторов и детектирующих систем для АЭС и других применений.
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИНТЕГРАЦИИ РАЗНОРОДНЫХ СЕРВИСОВ В СИСТЕМАХ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В.А. Никитюк
Харьковский национальный университет радиоэлектроники,
Харьков, Украина
Предлагается подход к построению информационной технологии интеграции разнородных сервисов (ИТИРС) в системах физических исследований (СФИ). Данный подход, основанный на специализированной базе знаний о возможности применения каждого сервиса в рамках единой целостной СФИ, приводит к снижению затрат на модификацию СФИ. На основании данного подхода разработанные модели типовых операций по интеграции отдельных сервисов в единую целостную СФИ предлагается реализовать как совокупность условий, накладываемых на выполняемые запросы к реестру множества актуальных сервисов. Данный реестр должен представлять собой базу данных, описывающих конкретные сервисы. Для реализации этой базы данных рекомендуется использовать систему управления базами данных (СУБД) типа noSQL-СУБД.
Секция 9. Фундаментальные исследования процессов взаимодействия ультрарелятивистских частиц с монокристаллами и веществом
Session 9. Basic research into the processes of interaction of ultrarelativistic particles with single crystals and matter
SKIN EFFECT INFLUENCE ON TIME EVOLUTION
OF FIELD STRENGTH IN TRANSITION RADIATION PULSE
V. Ostroushko
Kharkov Institute of Physics and Technology NAS of Ukraine, Kharkov, Ukraine
The skin effect type (normal or anomalous) is determined with the values of ratios of the oscillation frequency to the collision frequency and to the plasma frequency, and the influence of the difference of plasma medium from the perfectly conductive one on the spectral density of transition radiation in the corresponding frequency range is small, but the influence of the mentioned difference on the time evolution of field strength in the transition radiation pulse is considerable. The asymptotic dependences of field strength on time in the wave zone at relevant stages of pulse passage in the cases of normal and anomalous skin effect are obtained. The parameters of the plasma medium and electron bunch required for effective generation of transition radiation in microwave range are estimated.
ВПЛИВ СКІН-ЕФЕКТУ НА ЗМІНУ З ЧАСОМ НАПРУЖЕНОСТІ ПОЛЯ ВІМПУЛЬСІ ПЕРЕХІДНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ
В. Остроушко
ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут»
НАН України, Харків, Україна
Тип скін-ефекту (нормальний чи аномальний) визначається значеннями відношень частоти коливань до частоти зіткнень та плазмової частоти, і вплив відміни плазмового середовища від ідеально провідного на спектральну густину перехідного випромінювання у відповідному діапазоні частот є малим, але вплив тієї відміни на зміну з часом напруженості поля у імпульсі перехідного випромінювання є значним. Отримані асимптотичні залежності напруженості поля від часу у хвилевій зоні на відповідних стадіях проходження імпульсу у випадках нормального та аномального скін-ефекту. Оцінюються параметри плазмового середовища та згущення електронів, що потрібні для ефективної генерації перехідного випромінювання у мікрохвилевому діапазоні частот.
NUMERICAL SIMULATIONS OF THE PROCESS OF QUASI-STATIONARY STREAMER PROPAGATION
O. Bolotov, B. Kadolin, S. Mankovskyi, V. Ostroushko, I. Pashchenko, O. Poliakov, G. Taran, L. Zavada
Kharkov Institute of Physics and Technology NAS of Ukraine, Kharkov, Ukraine
The numerical simulations are carried out for the quasi-stationary stage of the process of development of an axially symmetric streamer, which can propagate in gas or semiconductor under sufficiently strong electric field. An influence of medium parameters on the dependences of the process characteristics on the average electric field strength is studied. On the background of the axially symmetric process, which development is determined with the usual nonlinear equations for the charged particle densities evolution, the linear stage of development of the perturbations dependent as cos(mφ) (with minteger) from the azimuthal angle φ is studied.
When the space distribution of the particle densities for the axially symmetric process approached to a stationary one (in the frame of reference moving together with the streamer) the relative distributions for the azimuthal harmonics of the perturbations also approached to the certain ones, but the amplitudes of the several first harmonics increased with time tapproximately as exp(kt) with the different but positive values of k. For m > 1 such behavior corresponds to the beginning of the streamer branching with formation of relevant number of new streamers from it. The physical causes are pointed out, due to which such instability is typical for streamers.
ЧИСЛОВЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ КВАЗІСТАЦЮНАРНОГО ПОШИРЕНОГО СТРИМЕРУ
ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут»
НАН України, Харків, Україна
Проведено числове моделювання квазістаціонарної стадії процесу розвитку аксіально-симетричного стримеру, здатного поширюватися у газі або напівпровіднику, за наявності досить сильного електричного поля. Досліджено вплив параметрів середовища на залежність характеристик процесу від середньої напруженості електричного поля. На тлі аксіально-симетричного процесу, розвиток якого визначається звичайними нелінійними рівняннями для еволюції густин заряджених частинок, досліджується лінійна стадія розвитку збурень, залежних від азимутального кута φ як соs(mφ), з цілим т. Коли розподіл густин частинок у просторі для аксіально-симетричного процесу наближався до стаціонарного (у системі координат, яка переміщується разом зі стримером), відносні розподіли для азимутальних гармонік збурення теж наближалися до певних, але амплітуди кількох перших гармонік збільшувалися з часом tприблизно як ехр(кt) з різними але додатними значеннями к. При m >1така поведінка відповідає початку галуження стримеру та утворенню з нього відповідної кількості нових стримерів. Вказані фізичні причини, через які така нестійкість є типовою для стримерів.
УЛУЧШЕННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ МЯГКОЙ И ЖЕСТКОЙ
КОМПОНЕНТ В МНОГОКРАТНОМ КУЛОНОВСКОМ РАССЕЯНИИ
Н.В. Бондаренко
Институт теоретической физики им. А.И. Ахиезера ННЦ ХФТИ НАН Украины, Харьков, Украина
Угловое распределение частиц, рассеянных в слое аморфного вещества, вычисляется с помощью деформирования пути интегрирования в решении в виде интеграла Фурье в комплексную плоскость. Это позволяет представить функцию распределения в виде суммы двух положительных компонент: мягкой и жесткой, где мягкая компонента близка к гауссовому распределению, а жесткая обращается в ноль при нулевом угле и содержит резерфордовскую асимптотику со всеми степенными поправками на больших углах отклонения [1]. Обсуждаются детальные свойства данных компонент, и их конкуренция на промежуточных углах. Приводится сравнение с теорией Мольера [2].
1. M.V. Bondarenco, Improved separation of soft and hard components in multiple Coulomb scattering // to be published.
2. G. Moliere // Z. Naturforsch. 2a (1947) 133; ibid., 3a (1948) 78.
3. H.A. Bethe // Phys. Rev. 1953, v. 89, р. 1256.
КРАЕВЫЕ ЭФФЕКТЫ В СПЕКТРЕ ИЗЛУЧЕНИЯ УЛЬТРА-РЕЛЯТИВИСТСКОГО ЭЛЕКТРОНА В КОНЕЧНОМ МАГНИТЕ.
Н.В. Бондаренко
Институт теоретической физики им. А.И. Ахиезера ННЦ ХФТИ НАН Украины, Харьков, Украина
Анализируются краевые эффекты в спектре излучения ультра-релятивистского электрона, проходящего через интервал, содержащий однородное магнитное поле. При отклонении электрона на угол, значительно превышающий обратный лоренц-фактор, спектр излучения распадается на вклады трех типов: I – чисто синхротронное излучение, пропорциональное длине магнита; II – независимые краевые вклады от входа и выхода из магнита; III – эффекты интерференции между границами. Показано, что различные вклады зависят от энергии фотона ω на разных масштабах. Обсуждаются связанные с этим наблюдаемые эффекты, в частности, возникающий в спектре локальный минимум. Предлагается упрощенный рецепт учета краевых эффектов при малых ω путем замены переменной в одном из вкладов.
ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ВТРАТ ВАЖКОЇ ЗАРЯДЖЕНОЇ ЧАСТИНКИ В ЗАМАГНІЧЕНОМУ ЕЛЕКТРОННОМУ ГАЗІ
В РАМКАХ КВАНТОВО-ПОЛЬОВОГО МЕТОДУ
О.В. Хелемеля, Р.І. Холодов
Інститут прикладної фізики НАН України, Суми, Україна
В рамках квантово-польового методу проведено аналіз енергетичних втрат важкою зарядженою частинкою в замагніченому електронному газі. Отримано загальний вираз для діелектричної сприйнятливості електронного газу в зовнішньому магнітному полі. Результати чисельно знайденої залежності енергетичних втрат замагніченого електронного газу від магнітного поля добре узгоджуються з аналітичними виразами в наближенні низьких температур
1. И.А. Ахиезер. К теории взаимодействия заряженной частицы с плазмой в магнитном поле // ЖЭТФ961,т. 40, в.3, с. 954-962.
2. O.V. Khelemelya, R.I. Kholodov. Quantum field methods in the electron cooling // Problems of Atomic Science and Technology.2013, N 3(85), p. 53-57.
ДО ПИТАННЯ ПРО ТОЧНІСТЬ ФОТОНЕЙТРОННИХ ПЕРЕРІЗІВ, ОДЕРЖАНИХ НА КВАЗІМОНОХРОМАТИЧНИХ ГАММА-ПУЧКАХ
Інститут електронної фізики НАН України, Ужгород, Україна
Співставлення перерізів парціальних фотонейтронних реакцій, виміряних для одних і тих же ядер на пучках квазімонохроматичних гамма-квантів, одержаних шляхом анігіляції позитронів в лабораторіях Сакле і Лівермора [1], виявили помітні систематичні розходження. В основному всі перерізи
(g,n) реакції були дещо більші в даних Сакле, але перерізи реакції (g,2n) – більші в Ліверморі. Розходження в результатах було пояснено різницею в сортуванні за нейтронною множинністю, тобто різницею в рахуванні 1n- і 2n-подійнейтронними детекторами. У роботі зроблена спроба прямим спектроскопічним методом, який виключає вклад каналу (g,2n) в канал (g,n), перевірити можливу інтерференцію вкладів реакцій (g,2n) і (g,n) на ядрі 142Се в даних Сакле [2].
Нами проведено вимірювання відношень виходів fexp=Y(Ce140)/Y(Ce142) реакцій 140Се(g,n)139Се і 142Се(g,n)141Се в області максимальних енергій гальмівного спектру Еgmax= 9...18 МеВ. Для порівняння ми перерахували перерізи, одержані в Сакле у виходи Y для ядер 140Се і 142Се і знайшли їх відношення fSacl=Y(Ce140)/Y(Ce142). Порівняння кривих fexp(Еgmax) і fSacl(Еgmax) показує, що вони з високою точністю повторюють одна одну. Оцінка вказує на те, що можлива похибка в результатах Сакле зв¢язана з реєстрацією
1n- і 2n-подій та знаходиться на рівні ~ 2%.
1. S.S. Dietrichetal. // J. At. DataandNucl. DataTables. 1998, v. 38, p. 199.
2. A. Lepretreetal. // Nucl. Phys. 1976, v. A258, p. 350.
QUANTUM EXPRESSION FOR FREQUENCY OF COHERENT RADIATION
OF CHARGED PARTICLE MOVING THROUGH A PERIODIC MEDIUM
A.V. Shchagin
Kharkov Institute of Physics and Technology, Kharkov, Ukraine Belgorod State University, Belgorod, Russia
Properties of Vavilov-Cherenkov radiation were obtained by Frank and Tamm in classic approach. Shortly after, Ginzburg described these properties in quantum approach. Later, expressions for frequencies of coherent bremsstrahlung and parametric X-ray radiation in periodic medium were obtained by Ter-Mikaelian in classic approach. In present paper, general expression for quantum frequency of coherent radiation of charged particle moving through a periodic medium is obtained, including coherent bremsstrahlung and parametric X-ray radiation of particle moving in a crystal. Quantum and classic expressions for radiation frequency are compared and analyzed.
КВАНТОВОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ ЧАСТОТЫ КОГЕРЕНТНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ ЗАРЯЖЕННОЙ ЧАСТИЦЫ, ДВИЖУЩЕЙСЯ
ЧЕРЕЗ ПЕРИОДИЧЕСКУЮ СРЕДУ
А.В. Щагин
Харьковский физико-технический институт, Харьков Украина
Белгородский государственный университет, Белгород, Россия
Свойства излучения Вавилава-Черенкова в однородной среде были получены Франком и Таммом в классическом приближении. Вскоре Гинзбург описал эти свойства в квантовом приближении. Позднее, выражения для частот когерентного тормозного и параметрического рентгеновского излучения в периодической среде были получены Тер-Микаеляном в классическом приближении. В настоящей работе получено квантовое общее выражение для частоты когерентного излучения заряженной частицы, которая движется в периодической среде, включая когерентное тормозное и параметрическое рентгеновское излучение частицы в кристалле. Сравниваются и анализируются классические и квантовые выражения для частоты излучения.
CHARGE-EXCHANGE RADIATION
A.V. Shchagin
Kharkov Institute of Physics and Technology, Kharkov, Ukraine Belgorod State University, Belgorod, Russia
In the charge-exchange accelerators, negatively charged accelerated ions loss their electrons in a thin charge-exchange target and become positively charged ions. In the present paper, radiation arising at charge-exchange of non-relativistic ions a thin transparent charge-exchange target is considered. The formula for spectral and angular distribution of the number of quanta emitted by the hydrogen ion that change its charge from -1 to +1 is obtained. It is shown that the distributions of charge-exchange radiation are independent of the target properties. This means that the charge-exchange radiation is different from the transition radiation. The yield of the charge-exchange radiation exceeds one of the transition radiation that is emitted by the ion with permanent charge with the same velocity.
ПЕРЕЗАРЯДНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
А.В. Щагин
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина Белгородский государственный университет, Белгород, Россия
В перезарядном ускорителе отрицательно заряженный ускоренный ион теряет электроны в тонкой перезарядной мишени и превращается в положительно заряженный ион. В настоящей работе рассматривается излучение, возникающее при перезарядке нерелятивистского иона в тонкой прозрачной перезарядной мишени. Получена формула для спектрального и углового распределений числа квантов, которое излучается при изменении заряда иона водорода с -1 до +1. Показано, что эти распределения не зависят от свойств перезарядной мишени. Это означает, что перезарядное излучение не является переходным излучением. Выход перезарядного излучения превышает выход переходного излучения, которое испускается ионом с неизменным зарядом, движущимся с той же скоростью.
X-RAY RADIATION FOR BEAM DIAGNOSTICS
A.V. Shchagin
Kharkov Institute of Physics and Technology, Kharkov, Ukraine Belgorod State University, Belgorod, Russia
In recent years, the optical transition radiation is successfully applied for beam diagnostics. However, distortions appear at decreasing of the beam size and increasing of beam current because of diffraction and coherent effects respectively. The influence of these effects can be suppressed at using of radiation of the particle in X-ray range. In present paper, the possibility for application of few kinds of X-ray radiation for observation of beam profile is analyzed. The fields of applicability of characteristic X-ray radiation, parametric X-ray radiation, and diffracted transition X-ray radiation are found and discussed.
РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПУЧКА
А.В. Щагин
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Белгородский государственный университет, Белгород, Россия
В последние годы для диагностики пучков заряженных частиц успешно применяют оптическое переходное излучение. Однако при этом с уменьшением размеров и увеличением тока пучка появляются искажения, обусловленные дифракционными и когерентными эффектами соответственно. Влияние этих эффектов можно подавить, если использовать излучение частицы в рентгеновском диапазоне. В работе анализируются возможности применения нескольких видов рентгеновского излучения для наблюдения профиля пучка релятивистских частиц. Найдены и обсуждаются области применения характеристического рентгеновского излучения, параметрического рентгеновского излучения, подвергшегося дифракции переходного рентгеновского излучения.
Секция 10. Физические и экологические вопросы эксплуатации имодернизации ядерно-физических установок
Session 10. Physical and environmental aspects of operation and upgrading of nuclear-physical installations
ПРОГНОЗ СТОХАСТИЧЕСКИХ РАДИАЦИОННых РИСКов
персонала ннц хфти, состоящего на идк в 2016 году
А.В. Мазилов, И.А. Стадник
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Рассмотрены модели UNSCEAR-94 и BEIR-VII оценки радиационных рисков возможных онкологических заболеваний. Приведены сравнительные результаты расчетов радиационных рисков по моделям UNCSEAR-94 и BEIR‑VII с различными значениями параметров (средними, нижней и верхней границе 95% ДИ).
Показаны данные анализа персонала ННЦ ХФТИ, состоящего на индивидуальном дозиметрическом контроле в 2016 г.: полово-возрастной состав, распределение по стажу на ИДК и накопленной дозе.
Проведен сравнительный анализ сформированных групп радиационного риска персонала по двум моделям.
Показан анализ состава групп повышенного радиационного риска, сформированных по каждой из моделей.
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ АНАЛИЗИРУЮЩЕГО МАГНИТА ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ
И.С. Гук, А.О. Мыцыков
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Подавляющая часть технологических ускорителей электронов для радиационной обработки материалов и изделий не оснащается системами измерения энергии. Однако ряд технологических процессов с использованием ускорителей с энергией 5...30 МэВ требует не только измерения средней энергии ускоренных электронов, но и контроля энергетического разброса электронов в пучке (см., например, [ 1]).
В работе рассмотрены проблемы создания анализирующего магнита для измерения энергии и спектра электронов на технологическом ускорителе электронов с энергией около 10 МэВ. Обосновывается выбор схемы и конструкции магнита. Приводятся результаты моделирования движения электронного пучка в анализаторе спектра.
1. В.II. Борискии, И.С. Гук, А.Н. Довбня, Р.Н. Дронов, Г.Г. Ковалев, С.Г. Кононенко, Л.К. Мякушко, А.Ю. Мыцыков, В.Л. Попенко, Л.В. Репринцев, В.П. Ромасько, А.С. Тарасенко, В.И. Татапов, В.А. Шендрик, В.II. Щербинин. Система энергетического фильтра для ускорителя «ЭПОС» // ВАНТ, серия «Ядерно-физические исследования. 2012, №3, с. 39-43.
ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПУЧКОВ ТЕПЛОВЫХ И ЭПИТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ НА УСКОРИТЕЛЬНОМ КОМПЛЕКСЕ ЛУЭ-300
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Предложена схема формирователя пучков тепловых и эпитепловых нейтронов, состоящего из замедлителя, отражателя, поглотителя, коллиматора и фильтра, сопровождающего гамма-излучения. Приводятся результаты экспериментальных исследований оптимальных толщин замедлителя и фильтра, сопровождающего гамма-излучения. Обсуждаются варианты биологической защиты формирователя при расположении его вне бункера ускорителя.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВАЦИИ ОБРАЗЦОВ ИЗ ДЕЛЯЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ НА ЛИНЕЙНОМ УСКОРИТЕЛЕ ЭЛЕКТРОНОВ
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Рассмотрены варианты создания устройства на выходе линейного ускорителя электронов для активации образцов из делящихся материалов. Активная зона этого устройства состоит из радиатора тормозного излучения ускоренных электронов, замедлителя и отражателя нейтронов, системы охлаждения образца и системы мониторирования электронного пучка, попадающего на образец.Приводятся результаты экспериментальных исследований при выборе оптимальных толщин замедлителя и отражателя, обеспечивающих максимальный выход запаздывающих нейтронов при заданном среднем токе электронов, попавших на образец.
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИМЕЮЩЕГОСЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МОЩНОГО И ЭФФЕКТИВНОГО НЕЙТРОННОГО ИСТОЧНИКА НА ОСНОВЕ РАЗРЯДА В СКРЕЩЕННЫХ ПОЛЯХ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ
С.А. Черенщиков
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
В последнее время все шире проводятся эксперименты по созданию устройств ядерного синтеза на основе встречных пучков легких ионов. Исследования проводятся на основе схемы ускорения ионов к центру устройства с использованием пространственной компрессии и в ряде случаев с применением магнитного поля. Препятствием к увеличению мощности эффективности и долговечности подобных устройств является необходимость применения сетчатого внутреннего отрицательного электрода. В докладе рассматривается возможность использования в качестве такого электрода магнитно-изолированного стержня или электронного облака генерируемого магнетронной пушкой. Для экспериментов и в качестве источников нейтронов могут быть переоборудованы клистронные посты без использования дефицитных комплектующих и подобные им установки. В докладе рассмотрено два подхода к ускорению ионов: электростатический и резонансный. Эти подходы отличаются необходимыми величинами магнитного поля и напряжения. При большем напряжении необходимое магнитное поле снижается и, наоборот, при низком напряжении необходимо большее магнитное поле по объему и индукции. Делаются оценки достижимых нейтронных потокови эффективности такого источника. Рассматривается возможность наработки изотопов и использования такого источника для борзахватной онкотерапии.
ПЕРЕХОД ВТОРИЧНО-ЭМИССИОННОЙ МАГНЕТРОННОЙ
ПУШКИ С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМ
В СИЛЬНОТОЧНЫЙ ПЛАЗМЕННЫЙ РЕЖИМ
С.А. Черенщиков
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
При исследовании магнетронной пушки с холодным катодом с инициацией газовым разрядом режима вторичной эмиссии был обнаружен быстрый переход в сильноточный режим [1]. Этот режим рассматривался как нежелательный, укорачивающий импульс тока вторичной эмиссии. Вместе с тем представляет интерес исследовать этот режим, как для генерации плазмы, так и генерации сильноточного электронного пучка в весьма разреженном газе. Эксперименты проводились на установке «Рассвет», приспособленной для испытаний в режиме сильных токов. Наблюдался быстрый (в ряде случаев за время менее 0,1 мкс) переход к сильноточному режиму с током до 20 кА при напряжении до 20 кВ и низком начальном давлении остаточного газа порядка 0,02 Па, сопровождаемый ярким свечением плазмы. Полученный результат может дать надежный, быстрый и долговечный метод зажигания коммутаторов низкого давления с холодным катодом. Результат представляет особый интерес в связи с недавно обнаруженным сильноточным диффузным нераспыляющим режимом магнетронного разряда [2], что требует дополнительных исследований этой связи. Кроме того, при быстром формировании плазмы возможна генерация низкоэнергетических электронных пучков с током десятки килоампер для поверхностной модификации материалов.
1. S.A. Cherenshchykov, V.D. Kotsubanov, I.K. Nikolskii // Problems of Atomic Science and Technology. Series «Plasma Physics» (15), 2009. №1. p. 162.
2. Г.В. Ходаченко и др. // Физика плазмы. 2012, т. 21, с. 78.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МОЩНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИСТОЧНИКА НА ОСНОВЕ МАГНЕТРОННОЙ ПУШКИ В РЕЖИМЕ ВТОРИЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИИ
С.А. Черенщиков
ННЦ «Харьковский физико-технический институт»
НАН Украины, Харьков, Украина
Большинство современных ускорителей заряженных частиц имеют в своем составе мощные высокочастотные источники питания. Основным их элементом до настоящего времени практически исключительно являются электровакуумные приборы с накаливаемым катодом. С необходимостью применения накаливаемого катода связаны многие недостатки таких приборов. Это, прежде всего, дороговизна и недостаточный срок службы. Аналогичное положение имеет место и в области термоядерных исследований с магнитным удержанием плазмы и ее высокочастотным нагревом.
Возможной альтернативой накаливаемому катоду может стать холодный вторично-эмиссионный катод, применение которого будет способствовать преодолению таких недостатков. Эксперименты по генерации высокочастотной мощности проводились с использованием магнетронной пушки с металлическим холодным катодом. Анод пушки применялся в качестве управляющего электрода схемы индуктивной трехточки. Управление возбуждением вторичной эмиссии осуществлялось импульсным питанием соленоида.
Была получена мощная генерация на частоте колебательного контура, близкой к 10 МГц, регистрируемой цифровым осциллографом. Оценка режима генерации проводилась по зажиганию и яркой вспышке большой трубчатой люминесцентной лампы. Экспериментально продемонстрирована принципиальная возможность создания мощного электровакуумного высокочастотного источника без накаленного катода.