В статье рассмотрена возможность наработки плутония, пригодного для радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ), в легководном реакторе со сверхкритическими параметрами теплоносителя. В качестве стартового материала использована смесь нептуниевой и америциевой фракции младших актинидов из состава трансурановых радиоактивных отходов. Предполагалось размещение стартового материала в центральной ТВС реактора. Показано, что накопление значимых количеств плутония с малым содержанием ²³⁶Pu (не выше 2 ppm) и с высоким содержанием ²³⁸Pu (не ниже 80%), возможно при окружении центральной ТВС слоем сборок, заполненных свинцом. Эти сборки должны создать барьер против быстрых нейтронов деления, способных повысить долю ²³⁶Pu через пороговую ²³⁷Np(n,2n)²³⁶Pu реакцию. Приведены расчетные оценки темпа накопления плутония, пригодного для РИТЭГ, в центральной (Np,Am)-ТВС, окруженной такими защитными сборками.

В работе проведено сравнение сигналов лазерно-ассистированной масс-спектрометрии для двух длительностей лазерных импульсов (15 нс и 80 пс) на примере дейтерированных вольфрамовых пленок и образцов титан−ванадиевого сплава. Представлена методика подготовки насыщенных дейтерием образцов, обеспечивающая хорошо повторяющийся во времени выход дейтерия при нескольких последовательных выстрелах лазером, что может быть использовано для юстировки диагностической системы. Получена экспериментальная зависимость интегрального выхода дейтерия из исследуемых материалов от плотности энергии в импульсе. Продемонстрирована высокая чувствительность методики, а также слабая зависимость от длительности импульса лазерного излучения. Отмечено значительное изменение концентрации дейтерия в приповерхностном слое вольфрамовой пленки в ходе контакта с атмосферой.

Исследуется влияние теплового движения ионов на спектры многозарядных ионов в плотной плазме. Получено аналитическое выражение для частоты скачков амплитуды ионного микрополя. Предложена модификация методики Frequency Fluctuation Model, позволяющая учесть зависимость частоты скачков ионного микрополя от сдвига энергии. Представлен новый подход к диагностике плотности плазмы по площади провала в центре спектральных линий. Приведены расчеты спектров примеси аргона в дейтериевой плазме.

На сегодняшний день разработано множество методов численного решения задач, в основе которых лежат обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) и уравнения в частных производных (УЧП). Самые распространенные из них это конечно-разностный метод, метод конечных элементов и метод конечных объемов. В данной работе реализован альтернативный численный подход, базирующийся на аппроксимации функций нейронными сетями с прямой связью. Полученное с использованием такого подхода решение, представляeт собой дифференцируемое аналитическое выражение чем существенно отличается от других методов, предлагающих либо дискретное решение, либо решение с ограниченной дифференцируемостью. В работе проведено исследование влияния параметров нейронной сети (таких, как функции активации и веса в функции ошибок) на скорость сходимости и точность полученной аппроксимации решения для трех типов дифференциальных уравнений: обыкновенные дифференциальные уравнения, интегрируемые дифференциальные уравнения в частных производных и неинтегрируемые дифференциальные уравнения в частных производных. В качестве модельных уравнений в работе рассматривались уравнения в частных производных Кортевега–де Вриза и Кудряшова–Синельщикова, а также обыкновенное дифференциальное уравнений второго порядка. В каждом вышеописанном случае найдены оптимальные соотношения между весовыми коэффициентами. Установлены наиболее эффективные функции активации для каждой задачи.

Рассматриваются процессы локализации пластической деформации в образцах из обедненного урана DU-0.75Ti, подвергаемых высокоскоростным сдвиговым деформациям. Сформулирована математичеческая модель, описывающая данный процесс в одномерном и двумерном случае. Предложен численный алгоритм, позволяющий проводить математическое моделирование рассматриваемых процессов. Проведена серия вычислительных экспериментов по высокоскоростному нагружению образцов из обеденного урана. Исследована динамика локализационного процесса в зависимости от начальной скорости пластической деформации. Получены значения полей температур, скоростей, напряжеий и деформаций. Исследовано влияние размерности задачи на ряд важнейших характеристик локализационного процесса.

В работе представлены результаты расчетов электродинамических характеристик коротких пятизазорных ускоряющих резонаторов IH-типа, предназначенных для линейного ускорителя протонов и легких ионов c отношением заряда к массе A/Z от 1 до 3.5 для источника заряженных частиц с энергией пучка 7.5 МэВ/нуклон, разрабатываемого в НИЯУ МИФИ и предназначенного для научного и прикладного назначения. Рассмотрены вопросы комплексного влияния геометрии трубок дрейфа и геометрии опоры трубок дрейфа на величину напряженности поля на поверхности резонаторов, величину мощности потерь в стенках резонаторов и распределение ускоряющего поля на оси с учетом влияния точности разбиения сеткой в ходе моделирования.

Для медицинского ускорителя на 6 МэВ был разработан компактный модифицированный источник электронов. Особенность данной пушки состоит в существенно уменьшенном конечном размере, за счет изменения схемы подвода питания. В данной работе было изучено проникновение магнитного поля внутрь катодного электрода в зависимости от радиуса отверстий для откачки и их количества, а также возможность последующего захвата электронов.

В рамках проекта BELA (Based on ECR ion source Linear Accelerator), предназначенного для решения различных задач, создается инжекционный комплекс на базе нескольких ионных источников. Одной из задач является много пучковое облучение конструкционных материалов ядерных и термоядерных энергетических установок для анализа их радиационной стойкости. Тяжелые (Fe) и легкие (H2/He) ионные пучки будут облучать мишень в одной и той же камере одновременно. Для генерации пучков легких ионов разрабатывается компактный ионный источник на основе электронно-циклотронного резонанса (ЭЦР источник). Статья содержит описание исследований зависимостей работы ЭЦР- источника легких ионов с резонансной разрядной камерой от давления рабочего газа, величины и распределения магнитного поля, а также масс-зарядовый спектр пучка ионов гелия.

В статье представлены результаты моделирования динамики пучка кислорода 5⁺ в регулярной секции ускорителя-инжектора ЛУ-1 на энергию 7.5 МэВ/нуклон. Линейный ускоритель ЛУ-1 включает в себя несколько ионных источников, ускоряющую секцию с пространственно-однородной фокусировкой (ПОКФ) и две группы идентичных ускоряющих резонаторов типа IH (Interdigital H-type). Транспортировка пучка между ускоряющими секциями осуществляется с помощью каналов транспортировки пучка на низких (LEBT), средних (MEBT1 и MEBT2) и высоких энергиях (HEBT); последний канал служит для отведения пучка в бустерный синхротрон или сброса пучка в нагрузку. Приведены результаты расчетов динамики пучка кислорода 5⁺ с A/Z = 3.2 в ускоряющих и транспортирующих секциях ускорителя ЛУ-1.

Рассмотрена проблема распознавания и классификации нагрузок на выходе формирующих и передающих линий с распределенными параметрами (ЛРП) в устройствах мощной импульсной техники (МИТ) по амплитуде и форме выходного сигнала с применением математических моделей на основе методов машинного обучения и нейросетей. Разработано веб-приложение, распознающее паразитные параметры, возникающие в устройствах на основе ЛРП.

В статье исследуется захват и десорбция изотопов водорода при облучении образцов циркониевого сплава Э110 ионами дейтериевой плазмы. Установлено, что под действием облучения происходит водородный обмен между этим сплавом и газовой средой: часть дейтерия из облучающего потока захватывается в сплав, а из сплава частично десорбируется водород, содержащийся в нем изначально. В целом, содержание изотопов водорода в образце в результате водородного обмена увеличивается. Добавление к плазмообразующему газу 30 ат. % кислорода, а также повышение температуры образца с Т = 450 К до Т = 600 К замедляют захват дейтерия и ускоряют десорбцию водорода, приводя к снижению содержания изотопов водорода в образце. Увеличение дозы облучения сплава Э110 ионами дейтериевой плазмы интенсифицирует и захват дейтерия, и десорбцию водорода. На основании результатов экспериментов предложен механизм водородного обмена между циркониевым сплавом и газовой средой под действием ионного облучения. Процесс включает в себя три стадии: реакции на окисленной поверхности циркониевого сплава (гидратация поверхностного оксида и образование молекул воды); реакции на границе металл-оксид; транспорт изотопов водорода через поверхностный оксидный слой в обоих направлениях. Поверхностные реакции, инициированные облучением, запускают процесс водородного обмена.

Предложена новая методика обработки рентгеновских фотоэлектронных спектров, которая основана на модели мишени со стохастическим поверхностным слоем. Смоделированы рентгеновские фотоэлектронные спектры от многослойных многокомпонентных металлических мишеней с неоднородным поверхностным слоем для различных углов зондирования с учетом эффектов затенения поверхности. По усовершенствованной методике анализа поверхности методом РФЭС с угловым разрешением получен послойный фазовый профиль металлических образцов. Результаты подтверждены методом АСМ.

Наша недавняя работа о множественном расположении атомов бора в экзоэдральном и эндоэдральном фуллерене C₆₀ [1], выполненная в рамках метода Хартри−Фока с вторым порядком теории возмущений Моллера−Плессета MP2 (HF-MP2), вызвала комментарий со стороны [2], которые привели результаты своих расчетов в рамках теории функционала плотности (DFT) с использованием обменно-корреляционных функционалов различной сложности. В трех из пяти случаев, рассмотренных в нашей работе, расчеты DFT дают такие же основные состояния, как и в нашей работе, тогда как в двух других случаях оптимальные конфигурации оказались другими. Однако, в зависимости от выбора обменно-корреляционного функционала, оптимизация геометрии в рамках DFT также приводит к различным основным состояниям. Разница энергий между ближайшими конформациями в этих молекулярных комплексах довольно маленькая, и различные методы могут давать разные структуры в качестве основного состояния. В данной работе мы приводим аргументы в пользу того, что выполненные DFT расчеты не являются эталонными, и их результаты следует сравнивать с нашими (HF-MP2), а не противопоставлять. Мы также приводим данные по дополнительной HF-оптимизации геометрии с базисным набором 6-31G*, которые подтверждают основные состояния, полученные ранее на уровне HF/6-31G.