На сегодняшний день гексаферрит стронция является одним из перспективных материалов для постоянных магнитов [1–3], электрических и микроволновых устройств [4–5] и др. В связи с этим представляет интерес исследование Ca-замещенного гексаферрита стронция. Поскольку кальций дешевле стронция и снизит стоимость производства материала. Однако требуется изучить влияние такого легирования на структуру и свойства гексаферрита. Гексаферрит также имеет перспективы как материал для биомедицинских применений. Однако при разложении гексаферрита в организме человека стронций может частично замещать кальций в костях. А избыток стронция и недостаток кальция могут, в свою очередь, приводить к негативным последствиям для организма [6–15] Поэтому в данной работе исследовались образцы Ca-замещенного гексаферрита стронция. Механохимическим методом с последующим отжигом при 1200°C получены образцы составов Sr_1–xCa_xFe₁₂O₁₉ (x = 0; 0.1; 0.2; 0.3; 0.5; 0.75 и 1). Проведены фазовый и рентгеноструктурный анализы образцов. Построены зависимости изменения периодов решетки и объема элементарной ячейки V гексаферрита стронция от степени легирования кальцием. Определена граница растворимости Ca в гексаферрите стронция при 1200°C. Проведено исследование магнитных свойств полученных образцов. Выявлено, что легирование кальцием не вызывает снижения намагниченности насыщения. Из чего сделан вывод, что легирование кальцием можно использовать для снижения стоимости производства материала и повышения его биосовместимости без риска снижения его функциональных свойств из-за снижения намагниченности.

Представлены результаты исследования влияния размера выделений гамма штрих γ' фазы в поликристаллическом жаропрочном никелевом суперсплаве EP741NP, полученном по PM HIP технологии с использованием быстрозакаленного PREP порошка, на их состав и распределение легирующих элементов между γ' выделениями и гамма γ матрицей. Методы металлографии, трековой авторадиографии по бору, активационной авторадиографии по углероду, SEM, EDX, OIM использовались для многоуровневого изучения особенностей структуры, выделений интерметаллидной γ' фазы, распределения бора, углерода, бориной, карбидной фаз в объеме металла при термическом старении, а также в области интенсивной коагуляции γ' выделений в области образования шейки (necking zone) вокруг мезо трещины вблизи зоны разрушения образца после высокотемпературного испытания на растяжение. Значительно большие размеры и вытянутая форма выделений γ' фазы вблизи зоны разрушения по сравнению с γ' выделениями в объеме материала, очевидно, обусловлены влиянием локализованной пластической деформации вокруг мезо трещины, в том числе интенсивным движением дислокаций, на коагуляцию выделений γ' фазы. Установлено, что сокращенный вариант химической формулы состава выделений γ' фазы соответствует формуле (Ni, Co)₃(Al, Ti). Полученные результаты по изменению концентраций легирующих элементов в γ' выделениях и их распределению между γ' и γ-фазами, с увеличением размера γ' выделений свидетельствуют, что спинодальный распад как основной механизм вышеуказанного изменения концентраций легирующих элементов и их перераспределения также применим при коагуляции (coarsening) γ' выделений и формировании мезо модулированной структуры при термическом старении суперсплава EP741NP, полученном по PM HIP технологии с использованием быстрозакаленнного PREP порошка.

В работе рассматривается использование метода Монте-Карло для определения мощности дозы γ-излучения и плотности потока бета-частиц, создаваемых радиоизотопными источниками питания на основе таких источников β-излучения как ⁹⁰Sr/⁹⁰Y и ⁹⁹Tc. Описываются особенности моделирования и результаты экспериментов, направленных на проверку точности и надежности полученных данных. Рассчитана эффективность различных видов защит для конкретной компоновки сборки источников питания. Предложен вариант наиболее эффективного материала в случае необходимости минимизации мощности дозы.

Проведен сравнительный анализ характеристик различных конфигураций компактных квадруполей на основе постоянных магнитов PMQ (Permanet Magnetic Quadrupole) для применения в компактных линейных ускорителях протонов (ЛУП) прикладного назначения. В широком диапазоне размеров элементов исследованы конфигурации классических вариантов (КВ), с различным количеством М сегментов из постоянных магнитов (ПМ), так и гибридных вариантов (ГВ) с полюсами из ферромагнетика (ФМ).

Рассматриваются интегральные уравнения статистической физики для одночастичной и двухчастичной функций распределения, ядра которых представлены бесконечными рядами неприводимых диаграмм. Разработан алгоритм вычисления первой неприводимой диаграммы, уточняющей уравнение Мартынова–Саркисова для молекулярной системы твердых сфер. Показано, что аппроксимацию Перкуса–Йевика прямой корреляционной функции пространственно-однородных жидкостей можно применять для прямой корреляционной функции граничных слоев жидкостей.

Методом Монте-Карло выполнены расчеты намагниченности сверхпроводящего висмутового купрата с различными концентрациями пиннинга. Предложена параллельная вычислительная схема, позволяющая моделировать образцы большого размера путем разбиения их на ячейки и проведения моделирования на нескольких ячейках одновременно. Выполнена валидация получаемых на параллельной схеме результатов путем сравнения с результатами для классической линейной схемы. В рамках разработанной параллельной модели рассчитаны релаксационные кривые образцов сверхпроводника с различными концентрациями пиннинга. Оценена скорость релаксации магнитного потока.

Методом Монте-Карло в рамках двумерной модели слоистого ВТСП получено распределение магнитного поля в плоскости образца, формирующееся при протекании транспортного тока. Рассчитаны скорости вихрей в каждой точке образца. Получена зависимость максимальной скорости вихрей от количества центров пиннинга в образце. Результаты будут использованы в дальнейших расчетах отклика сверхпроводника на импульсное воздействие тока, превышающего критический.

Получены первые результаты по расчету намагниченности слоистого анизотропного сверхпроводника (ВТСП) с центрами пиннинга в наклонном магнитном поле. Расчеты выполнены методом Монте-Карло для вихревой системы. Показано, что ширина петли перемагничивания убывает с увеличением угла между внешним полем и осью анизотропии. Также показано, что кривая намагниченности сверхпроводника идет выше при большем наклоне магнитного поля (увеличивается второе критическое поле).

Методом Монте-Карло рассчитаны петли перемагничивания образцов сверхпроводника YBa₂Cu₃O_7–x со сложными периодическими дефектными структурами с разной степенью разупорядочения. Продемонстрировано негативное влияние локального беспорядка на ширину петли перемагничивания и остаточную намагниченность образцов. Показано, что основной механизм потери магнитных свойств заключается в образовании каналов для выхода свободных вихрей из образца, однако распределения с большими расстояниями между соседними макродефектами лучше сопротивляются разупорядочению.

Оценена возможность расширения применения установки компактного источника нейтронов DARIA на базе сильноточного линейного ускорителя протонов на область наработки радиоизотопов для нужд ядерной медицины. Первичная область применения данной установки–широкий спектр нейтронных исследований для фундаментальных и прикладных целей. Произведен расчет потенциально нарабатываемых на ускорителе проекта DARIA активностей изотопа ¹⁸F аналитически и при помощи программных пакетов. Представлены результаты расчетов и выводы о возможности использования ускорителя для наработки медицинских радиоизотопов.

В настоящей работе представлены результаты экспериментальных и численных исследований теплового поведения сдвоенной неизолированной галетной ВТСП обмотки (дабл-панкейка) при инициации переходных процессов с использованием локального теплового возмущения. Представлены экспериментально измеренные вольтамперные характеристики обмотки при различных токах нагревателя. С использованием численной модели проведено определение уровня теплового и электрического контактов между витками обмотки, продемонстрированы различия в тепловом поведении обмотки при различных уровнях межвиткового контакта.

В работе приведены результаты численного моделирования магнитных полей в дипольных магнитах для каналов транспортировки пучка средней и высокой энергии медицинского комплекса протонной лучевой терапии, разрабатываемого в рамках реализации проекта “ЛУЧ-ПРОТОН”. Моделирование проведено в специализированной среде для электромагнитных расчетов на основе численных методов. На основании полученных результатов определены электротехнические параметры и масс-габаритные характеристики трех типов магнитов. Программным способом обеспечена возможность параметризации элементов магнитопровода и обмоток, позволяющая осуществлять корректировку созданных моделей магнитных элементов в соответствии с изменяющимися техническими требованиями к самим элементам.

В настоящее время в НИЦ “Курчатовский институт” в рамках реализации проекта “Луч-Протон” ведется создание ускорительного комплекса (УК) протонно-лучевой терапии. В основе комплекса лежит протонный синхротрон, рассчитанный на ускорение протонов до энергий в диапазоне от 70 до 250 МэВ. В качестве инжектора предполагается использование импульсного линейного ускорителя с пространственно-однородной квадрупольной фокусировкой (RFQ) с рабочей частотой 162.5 МГц. Параметры пучка протонов на выходе RFQ: энергия 5 МэВ, ток 30 мА, длительность 1.2 мкс. Система диагностики пучка является одним из ключевых элементов, обеспечивающих полноценное функционирование ускорительного комплекса. Для обеспечения возможности измерения параметров пучка в различных частях ускорителя необходимо использование разных по типу и конструкции детекторов. Данная работа посвящена разработке проволочного профилометра, предназначенного для размещения в кольце синхротрона, а также выводных каналах. Представлено описание концепции создаваемого проволочного профилометра, его конструкции, а также 3D-модели, выполненной в программе SolidWorks.

Описан процесс разработки полоскового короткозамкнутого датчика положения пучка для линейного ускорителя ионов, основанный на компьютерном 3D-моделировании и стендовых испытаниях опытного образца. Рассчитаны параметры опытного образца, влияющие на определение положения пучка.

Интегрирующий трансформатор тока позволяет проводить неразрушающие измерения заряда коротких электронных сгустков. В данной статье описан процесс разработки интегрирующего трансформатора тока, рассмотрено влияние электрической емкости и материала ферритовых сердечников на отклик датчика. Экспериментально подтверждена линейность амплитуды и независимость формы отклика от заряда сгустка.

Рассмотрена структура накопительного кольца типа квази-замороженного спина, состоящая из магнитных элементов и фильтров Вина. При этом учтено вращение спина под действием Электрического Дипольного Момента (ЭДМ) и Магнитного Дипольного Момента (МДМ) с компенсацией МДМ-вращения. Получены основные характеристики структуры, такие как направление инвариантной оси и частота спин-прецессии. Рассмотрены спиновые характеристики идеальной структуры и структуры с ошибками выставки элементов, такими как поворот магнитов вокруг продольной оси.

Рассматривается объединение коротких секций структуры Separated Drift Tube Linac (SDTL) в единую резонансную систему. Рассмотрены особенности объединения секций на различных рабочих частотах. Реализована методика оптимизации параметров ячеек связи (ЯС) и приведены результаты оптимизации для различных конфигураций ЯС. Показана возможность реализации на рабочем виде колебаний системы π/2 как противофазного, так и синфазного распределений ускоряющего поля в соседних секциях.

Выполнены расчеты поля газового тормозного излучения, создаваемого электронным пучком синхротрона при торможении частицами остаточного воздуха вакуумной камеры. Расчеты проведены для вакуумной камеры накопительного кольца синхротрона с энергией электронов 6 ГэВ, что соответствует энергии пучка синхротронов ESRF, Франция и проектируемого ускорителя СИЛА, Россия. Рассмотрена радиационная обстановка вблизи направления распространения газового тормозного излучения, учтены вторичные заряженные частицы и фотонейтроны, образованные вследствие развития электромагнитных каскадов в совокупности с фотоядерными реакциями. Моделирование радиационных полей, возникающих при работе синхротрона, выполнялось методом Монте-Карло с помощью программного пакета GEANT4. Приводятся угловые и спектральные распределения газового тормозного излучения вблизи вакуумной камеры, а также результаты для мощности эффективной дозы вблизи оси линии вывода синхротронного излучения.

Целью предполагаемой работы является определение взаимосвязи между Нуклотроном и коллайдером НИКИ, включающей в себя модификацию магнитооптической структуры Нуклотрона для создания синхротрона с двумя функциями в одном ускорителе: бустера поляризованных пучков протонов и дейтронов для инжекции в коллайдер и независимого кольца синхротрона-накопителя для проведения прецизионных экспериментов по исследованию ЭДМ легких ядер и поиску аксиона.

В работе описаны мероприятия, проводимые в процессе изготовления двухсекционной ускоряющей структуры для проекта линейного ускорителя электронов прикладного назначения. Получены теоретические зависимости электродинамических характеристик от геометрических параметров СВЧ элементов. Измерены значения этих характеристик для изготовленной структуры.

Разработана программа расчета мощности генератора для сверхпроводящих ускоряющих резонаторов с учетом мощности потерь в стенках резонатора, нагрузки током пучка заряженных частиц и дополнительными расходами ВЧ мощности, вызванными смещениями частоты из-за колебаний давления гелия, микрофонного эффекта и из-за эффекта Лоренца. Программа входит в комплекс средств моделирования высокочастотных ускоряющих структур линейных ускорителей заряженных частиц, является модулем программного продукта LinacCalc.

Исследованы особенности структурообразования и трибологические свойства многослойных покрытий, содержащих нанослои MoS₂ и WS₂. Для формирования покрытий использован метод импульсного лазерного осаждения из мишеней MoS₂ и WO₃ в реакционном газе H₂S при повышенной температуре подложки. Выбранная толщина слоев (~100 нм) исключала смешивание элементов Mo и W между слоями, а применение мишени MoS₂ позволяло дополнить осаждение атомарного потока внедрением в растущее покрытие наношаров Мо. Установлено, что в осаждаемых слоях формировалась слоистая кристаллическая структура, содержащая разно ориентированные нанопластины 2H–MoS₂ и 2H–WS₂. Разрыва в структуре и атомной упаковке наноламелей 2H–MoS₂ и 2H–WS₂ на границе слоев не обнаружено. Исследования трибологических свойств в условиях пониженной влажности среды (относительная влажность 8%) показали, что реализованная в покрытии оригинальная многофазная структура обеспечивала достаточно высокие антифрикционные свойства при трении скольжения. Коэффициент трения при скольжении стального шарика по подложке Si с многослойным покрытием MoS₂/WS₂ толщиной ~2 мкм составлял 0.015–0.02.

Проведены измерения временных аннигиляционных спектров во льду и в воде. Показано, что накопление структурных дефектов в твердой фазе, во льду, связанное с поглощением скрытой теплоты плавления, начинается только при небольшом перегреве (+0.1…+0.4°C) поверхности льда над точкой фазового перехода. Это хорошо видно по характеру изменения параметров временных аннигиляционных спектров: при отрицательных температурах вариация параметров практически отсутствует, а при превышении 0°C изменения сразу заметны.

В статье рассмотрены процессы формирования кристаллической фазы в быстрозакаленных аморфно-кристаллических лентах сплава Ti₅₀Ni₂₅Cu₂₅ (ат. %) при электроимпульсной обработке (ЭИО) единичным импульсом электрического тока с длительностью воздействия 1 мс. Получена последовательная серия образцов обработанных лент с повышением степени разогрева до и после достижения температуры рекристаллизации аморфной части лент при плотностях электрического тока от 680 до 900 А/мм². Исследования микроструктуры поперечного сечения обработанных образцов и калориметрических эффектов при протекании мартенситных превращений (МП) показали согласование величины и характера МП с наблюдаемой микроструктурой лент после ЭИО с различной степенью отжига. Увеличение энерговклада при ЭИО приводит к формированию в ленте более однородной кристаллической структуры, характеризующейся преимущественно столбчатыми кристаллами, которые растут от поверхностей ленты во внутреннюю часть и соприкасаются в ее средней части. При увеличении энерговклада температуры МП повышаются, температура пика аустенитного превращения в обработанных образцах изменяется от 39.0°С в исходном состоянии до 64.5°С при плотности тока 891 А/мм². После ЭИО с плотностью тока более 758 А/мм² в образцах при термоциклировании в интервале мартенситного превращения присутствует эффект памяти формы.

В данной работе исследовано усиление спектров комбинационного рассеяния (КР) единичных диэлектрических (полистирольных) микросфер, покрытых тонкой (10 нм) металлической оболочкой, осажденных на серебряные покровные стекла. Обнаружено, что воздействие лазером мощностью 10–20 мкВт вызывает термическую активацию, которая приводит к резкому увеличению интенсивности спектров КР, а также к их видоизменению. Этот эффект имеет необратимый характер, что указывает на структурные изменения в металлической оболочке. После термоактивации становится возможным регистрировать спектры при гораздо более низких мощностях возбуждения, что существенно повышает чувствительность метода.

В работе представлены результаты металлографичеких, пирометрических исследований зон упрочнения и триботехнические испытания образцов, закаленных полупроводниковым лазером, при обработке стали 25 прямоугольным пятном с размерами 32 × 8 мм. Пирометрические измерения зон воздействия лазерного пятна на сталь показали изменения температуры поверхности в пределах 1170–1250°C в зависимости от режимов лазерной закалки. По уравнениям регрессии построены поверхности отклика системы, определяющие глубину и ширину зон термоупрочнения от скорости сканирования и мощности излучения. Расчетные величины глубины зон закалки и температур поверхности отличались от измеренных их значений на 4–9%. Испытания для определения интенсивности изнашивания и коэффициентов трения были выполнены на машине трения с вертикальной осью вращения по схеме: “прямоугольный плоский образец с лазерной широкополосной закалкой, материал основы–торец кольцевого контробразца втулки (сталь 45) при нормальном давлении 1 МПа. Износостойкость образцов повышалась с увеличением микротвердости дорожек закалки.

Исследуется механизм генерации черенковского сверхизлучения, источником которого являются модулированные переменные поверхностные токи в массиве удлиненных нанотрубок, образующих трехмерную структуру. Cкорость распространения для огибающей токов в нанотрубках больше скорости света в коаксиальной волноводной среде. Поверхностные токи генерируются с помощью мощных коротких электрических импульсов (z–υt) в коаксиальном волноводе. Эффективная диэлектрическая проницаемость внутри коаксиального волновода определяется исходя из модели Максвелла–Гарнетта с поправкой приближения Клаузиуса–Моссотти.