Безопасное обращение с ядерными материалами
В работе рассмотрены подходы к системе классификации РАО в США и РФ. Показано многообразие источников образования радиоактивных отходов. Обоснована необходимость классификации и категоризации РАО. Обозначены основные проблемы в области обращения с РАО в двух странах, представлены пути развития двух систем по улучшению деятельности обращения с РАО. Показаны основные принципы оценки устойчивости в области управления радиоактивными отходами INPRO и снижения потенциально возможного облучения персонала и населения ALARA. Проведены сравнения двух национальных систем классификации РАО и выполнена оценка соответствия международным рекомендациям МАГАТЭ.
Математическое моделирование в ядерных технологиях
С использованием уравнения состояния на основе теории возмущений рассчитаны теплофизические свойства основных продуктов горения органических веществ N2, O2, CO2, H2 при нормальных условиях и в области повышенных давлений. Проанализирована методика расчета вязкости индивидуальных веществ на основе уравнения Чепмена − Энскога с использованием значений радиальной функции распределения.
Рассматривается модель квантовомеханической системы, организованной по принципу нейронной сети. Роль нейронов играют квантовомеханические частицы эволюционирующие под действием
внешнего потенциала с двумя минимумами. В качестве спайка выступает инстантон. Связь между нейронами обеспечивается потенциалом взаимодействия . Несимметричность потенциала взаимодействия обеспечивает направленность связи. Таким образом полный гамильтониан системы имеет вид + . Система рассматривается при помощи вычисления интегралов по траекториям методом Монте-Карло. Показано, что при определенном выборе параметров в данной системе возможна передача активности в длинных цепочках нейронов.
В рамках теории функционала плотности проведен о исследование атомов тория, имплантированных в оксид кремния. Изучены зарядовые свойства Th в соединениях ThO2:nSiO2 и Th:nSiO2, где Th выступает в качестве примеси внедрения и замещения в кристобалите. Проведена геометрическая оптимизация структур с учетом межэлектронных взаимодействий, исследовано самосогласованное распределение электронной плотности, оценены бейдеровские эффективные заряды.
Ускорители заряженных частиц для ядерных технологий
Представлены характеристики создаваемых пучков ускорительного комплекса ФИАН “Пахра” по состоянию на ноябрь 2019 г. − выведенного электронного пучка и пучка вторичных электронов/позитронов − для тестирования и калибровок детекторов, применяемых в крупных ускорительных и астрофизических экспериментах. При энергиях 250–500 МэВ выведенного в зал № 1 из синхротрона С-25Р электронного пучка его энергетическое разрешение составляет δ ~ 1%, а интенсивность может меняться коллиматорами в диапазоне 103 –1010 c−1 . Квазимонохроматический пучок вторичных электронов, созданный в зале № 2, типично имеет энергию в диапазоне 50–300 МэВ, энергетическое разрешение соответственно δ = 14-2%, а интенсивность ~102 c−1 . Проведенное моделирование характеристик вторичного позитронного пучка позволило выбрать оптимальную геометрию установки и показало хорошее согласие с полученными затем экспериментальными данными.
Исследован вариант тракта транспортировки протонного пучка с энергией 60 МэВ для будущего онкоофтальмологического центра протонной луче вой терапии на изохронном циклотроне Ц-80 в ПИЯФ. Тракт при этом должен удовлетворять целому набору требований. На основе серии расчетов определены оптимальные параметры и состав элементов тракта. Показано, что такой тракт позволяет попеременно и оперативно переходить с режима наработки изотопов на циклотроне к режиму работы центра протонной лучевой терапии без кардинальной перестройки систем ускорителя.
Взаимодействие плазмы, пучков частиц и излучения с веществом
Рассматривается рождение долгоживущих заряженных частиц с массой порядка 100 ГэВ в ультрапериферических столкновениях протонов или тяжелых ионов на Большом адронном коллайдере (БАК). Предлагается новый метод поиска таких частиц с использованием передних детекторов коллабораций ATLAS и CMS. Оцениваются массы и времена жизни долгоживущих заряженных частиц, на которые таким образом можно поставить модельно независимые ограничения, исходя из текущих данных БАК.
Изучена реакция перезарядки π-p→nω(783)φ(1020), ω→ π+ π- π0 , φ→K+K- на модернизированной установке ВЕС (У-70, Протвино) при взаимодействии пучка π -мезонов с импульсом 29 ГэВ/c с бериллиевой мишенью. Отобрано 905 событий ωφ -системы. В распределении по инвариантной массе ωφ -системы наблюдается околопороговый сигнал с массой M ~1.9 ГэВ/c2 . В результате пятичастичного парциально-волнового анализа(ПВА) обнаружено доминирование в этой области масс скалярного состояния (Jps = 0++). В предположении резонансной природы сигнала его масса и ширина определены как M = 1814 ± 31 МэВ/c2, Г=182 ± 19 МэВ/c2.
Физика наноструктур
В настоящее время физика графена направлена на то, чтобы найти способ управления запрещенной зоной графена – это необходимо для применения графена в наноэлектронике. Целью данной работы является исследование систем, нарушающих инверсионную симметрию гексагональной решетки. В работе получены электронные свойства графеновых нанолент типа кресло и зигзаг и показана зависимость электронных свойств от краевых эффектов.
ISSN 2079-5637 (Online)