В работе рассмотрен процесс лазерного легирования нержавеющей стали порошками на основе железа, содержащими Fe–Co–Cr–Mo и добавками нано карбидов тантала. Показано, что коэффициенты трения модифицированных слоев содержащих ТаС значительно ниже, а износостойкость выше, чем без карбидов и в 2.2 раза выше материала основы. Установлено, что производительность лазерного легирования с поперечными колебаниями луча выше, чем при обработке расфокусированным лучом в 2–3 раза.

Высокотемпературные сверхпроводящие (ВТСП) композитные ленты второго поколения – перспективные материалы для разработки источников высоких магнитных полей, в том числе для ускорителей и токамаков, где сверхпроводники могут подвергаться длительному воздействию радиационного излучения. Такое воздействие приводит к появлению дефектов в сверхпроводниках, наличие которых может приводить как к снижению токонесущей способности ВТСП вследствие деградации сверхпроводящего слоя, так и к увеличению, вследствие образования дополнительных центров пиннинга для вихрей магнитного поля. В данной работе было проведено моделирование процессов дефектообразования при облучении протонами с энергией Е = 6–20 МэВ как одиночной ленты, так и стопки из 10 ВТСП лент. Полученные результаты были проверены экспериментально при облучении стопки из 10 ВТСП лент протонами с энергией E = 6 МэВ и флюенсом до 5 ⋅ 10¹⁵ см^–2. Для экспериментальных исследований использовалась промышленная ВТСП лента SuperOx с двусторонним медным покрытием толщиной 20 мкм. Показано, что для облучения протонами с энергией E = 6 МэВ, излучение практически не проходит сквозь одиночную ленту, что подтверждается тем фактом, что критический ток сверхпроводника падает только в первом слое стопки ВТСП-лент, а величина критической температуры для этого слоя отличается менее чем на 0.5% по сравнению с необлучённой лентой. Сделан вывод, что в реальных системах ВТСП-ленты могут быть легко защищены от излучения с энергией Е = 6 МэВ, но при увеличении энергии требуется более сложная конструкция защиты.

Исследована эффективность фото-активированного выделения водорода в кислотном растворе на катоде p-Si с нанесенной тонкой пленкой катализатора из аморфного сульфида молибдена. Установлено значительное влияние метода формирования пленки катализатора на качество фотокатода. Наибольшие фототоки обнаружены в случае нанесения каталитической пленки традиционным методом импульсного лазерного осаждения из мишени MoS₂. Варьирование условий реакционного импульсного лазерного осаждения из мишени Мо в сероводороде не позволяло реализовать высокую эффективность получения водорода. Выявлены возможные причины различия функциональных характеристик созданных фотокатодов.

Приведены промежуточные результаты работы над программой теневой диагностики слоя изотопов водорода в криогенной мишени непрямого облучения. Мишень представляет собой сферическую оболочку с намороженным на ее внутренней поверхности криогенным слоем изотопов водорода и необходима для исследований ЛТС на установке мегаджоульного уровня энергии. Перед лазерным выстрелом по мишени необходимо провести ее диагностику на соответствие требуемым параметрам.

Методом Монте-Карло в рамках двумерной модели слоистого ВТСП выполнены расчеты кривых намагниченности гранулированного высокотемпературного сверхпроводника при различном размере гранул. В данном подходе рассчитывается вклад в намагниченность только гранул, вклад межгранульных промежутков мал и не учитывается. Получены убывающие зависимости поля необратимости от температуры при фиксированном размере гранулы и возрастающие зависимости поля необратимости от ее размера при фиксированной температуре. Исследована зависимость остаточной намагниченности от времени при разной температуре. Показано, что скорость релаксации не зависит от размера гранулы в низкой температуре, но уменьшается с ростом размера (при размере гранулы меньше 3 мкм) в высокой температуре, когда существенным становится крип магнитного потока.

Представлены результаты численного моделирования характеристик сверхпроводящего CORC-кабеля в условиях циклической синхронной нагрузки электрическим током и магнитным полем при охлаждении жидким неоном. Проведен расчет распределений магнитного поля и токов в системе, механических напряжений и деформаций, энергетических потерь, возникающих при перемагничивании магнитным полем и электрическим током. Показаны особенности электродинамических и теплофизических процессов, происходящих в системе при синхронной токовой и магнитополевой нагрузке при различных углах намотки ВТСП лент. Моделирование выполнено методом конечных элементов в пакете программного обеспечения Comsol Multiphysics. Модель ориентирована на расчет магнитной системы сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии в составе коллайдера протонов и тяжелых ионов NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility), строящегося на базе Лаборатории физики высоких энергий (ЛФВЭ) им. В.И. Векслера и А.М. Балдина Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ).

Обсуждаются результаты применения метода меченых нейтронов для проведения дистанционного неразрушающего анализа элементного состава вещества на конвейере. Метод меченых нейтронов состоит в облучении исследуемого вещества быстрыми нейтронами с энергией 14 МэВ, с последующей регистрацией характеристического излучения гамма-квантов. Мечение нейтронов осуществляется альфа-детектором, встроенным в нейтронный генератор.

В настоящее время в литературе существуют формулы для определения фактора Фано в полупроводниковом материале из экспериментальных данных. Однако существующие формулы не учитывают вклад флуктуаций индуцированного заряда на электродах детектора, обусловленных захватом ловушками электронов и дырок, и вклад флуктуаций индуцированного заряда, обусловленных функцией распределения генерации электронно-дырочных пар в объеме полупроводникового детектора. В данной работе получена формула для энергетического разрешения полупроводникового детектора, которая позволяет определить вклады в энергетическое разрешение различных процессов и их зависимость от свойств полупроводникового материала детектора и характеристик регистрируемой частицы. Полученная формула для энергетического разрешения полупроводникового детектора позволяет сформулировать условия, при соблюдении которых из характеристик выходного сигнала можно извлечь информацию о факторе Фано и флуктуациях индуцированного заряда на электродах детектора, обусловленных захватом ловушками электронов и дырок, и функцией распределения генерации электронно-дырочных пар в объеме полупроводникового детектора. В качестве примера, в работе из экспериментальных данных определен фактор Фано в полупроводниковом материале CdTe.

В области ускорительной физики при необходимости проводить измерение энергетического спектра электронов с энергией более 100 кэВ может применятся метод поглощающих фильтров. В данной работе разработана модификация метода поглощающих фильтров для измерения дельта-образных спектров электронных пучков, основанная на фитировании статистическими распределениями исходных экспериментальных данных и результатов моделирования прохождения пучка через фильтры. Новый метод позволяет существенно повысить точность и качество обработки экспериментальных данных и удовлетворительно согласуется с результатами измерений магнитным спектрометром.

Исследовалась спин-орбитальная динамика в ускорителе COSY. В численном эксперименте было подтверждено, что спиновая декогерентность пучка определяется нелинейной частью решения уравнения принципа автофазировки. Было показано, что эффекты спиновой декогерентности определяются тремя параметрами структуры ускорителя: горизонтальной и вертикальной хроматичностью, а также нелинейным коэффициентом сжатия орбит.

Приведены результаты разработки ускоряющей структуры с устройством ввода мощности для установки радиационной терапии. Проведена настройка моделей, определены электродинамические характеристики.

В рамках построения модели фотоэмиссии пикосекундных электронных сгустков в присутствии сильного электромагнитного поля разработана диффузионная модель, позволяющая описывать заполнение электронами металлической подложки предварительно обедненного полупроводникового слоя фотокатода. С учетом и без учета внешнего электрического поля получены аналитические зависимости распределения концентрации электронов в полупроводниковом слое, а также временные зависимости заряда полупроводникового слоя. Показана принципиальная возможность определения времени релаксации – времени, за которое заряд полупроводникового слоя уменьшится до заданного уровня, – что является очередным шагом развития модели фотоэмиссии.

Разработан волноводный тракт для ионного источника на электронно-циклотронном резонансе на рабочую частоту 2.46 ГГц. Произведено численное моделирование основных элементов тракта. Проведена оптимизация трехшлейфового штыревого согласователя, позволяющего согласовать нагрузку с источником СВЧ-мощности, и волноводного разрыва по постоянному току, рассчитанного на постоянное напряжение 80 кВ.

Недостаточная изученность процессов, происходящих при обработке материалов импульсными плазменными потоками, не позволяет оценить основные параметры модифицированного слоя. Ввиду этого, для каждого материала производят экспериментальный подбор режима для получения оптимальной толщины и микротвердости слоя закалки. В данной научной работе исследовались элементный и фазовый составы, микротвердость и толщина слоя закалки конструкционных сталей 45, 20Х и 40ХН2МА, облученных при различных длительностях и количестве импульсов.

Рассмотрены вопросы деградации мишеней генераторов нейтронов, содержащих изотопы водорода в окклюдированном состоянии при их импульсно- периодическом нагреве ускоренными дейтронами. Проанализирован возможный характер деградации мишени во времени в процессе работы нейтронного генератора.

Метод малоулового рентгеновского рассеяния позволяет исследовать структуру растворов белков, полимеров и металлических наночастиц в диапазоне 1–200 нм. Развитие новых и усовершенствование имеющихся алгоритмов для анализа экспериментальных данных малоуглового рассеяния представляет собой важную и актуальную задачу. В данной работе представлен ряд алгоритмов, позволяющих находить функции распределения рассеивающих неоднородностей по размерам, восстанавливать профили интенсивности отдельных компонент в белковых смесях, оценивать размеры области кристалличности и межплоскостные расстояния в частично упорядоченных системах. Ряд алгоритмов реализован в виде программ с использованием кроссплатформенной графической библиотеки Qt, что значительно расширяет круг их потенциальных пользователей. Эффективность работы алгоритмов продемонстрирована на ряде экспериментальных данных малоуглового рассеяния.