Данная работа посвящена особенностям конструирования сильноточных газоразрядных ламп с применением в качестве перспективных материалов разрядной оболочки кварцевого стекла и монокристаллического сапфира, рассмотрена технология получения герметичных соединений с использованием магнетронного нанесения металлизированных слоев титана с последующей пайкой. Проведен термодинамический анализ возможности протекания химических реакций на границе титан – материал оболочки, посредством математической модели изучен механизм получения однородных слоев металлизации, описана специфика индукционной пайки кварцевого стекла с коваром припоями на основе олова и получения соединения сапфир – сплав 29НК в вакуумных печах.

В работе приведены результаты механических испытаний кольцевых образцов из модельного циркониевого сплава Zr–Nb–Sn–Fe с гидридами различной ориентации при комнатной температуре и результаты последующей фрактографии изломов. Определены макро- и микропараметры, наиболее подходящие для количественного описания характера изломов образцов из циркониевых сплавов. Сопоставлены различные коэффициенты ориентации гидридов с пластичностью материала и параметрами изломов. Выявлены преимущества и недостатки отдельных коэффициентов. Получена оценка порогового напряжения разрушения приповерхностного радиального гидрида при комнатной температуре.

Рассмотрена молекулярная система твердых сфер, граничащих с твердой идеально гладкой поверхностью. Взаимодействие частиц с поверхностью задается потенциалом твердых сфер. Одночастичная функция распределения, задающая локальную плотность, находится решением интегрального уравнения Фредгольма второго рода. Ядро и правая часть уравнения Фредгольма вычисляется аналитически в приближении Перкус–Йевика. Получено аналитическое решение модифицированного синглетного уравнения с учетом нелокальных взаимодействий.

Методом Монте-Карло рассчитаны вольтамперные характеристики сверхпроводящего диска в рамках двумерной модели слоистого ВТСП при подаче тока по схеме Corbino при постоянном внешнем магнитном поле в 1000 Э. Получена напряженность на нескольких соосных кольцах образца и выведен критический ток для трех диаметров, температур и плотностей дефектов. Исследовано влияние концентрации точечных дефектов и температуры на скорость движения вихрей Абрикосова.

Суммируются результаты исследований процессов при быстрой регулировке выходной энергии линейного ускорителя для протонно-лучевой терапии за время одного ВЧ импульса. Рассматриваются как особенности формирования необходимого импульса ВЧ питания, так и распространения ВЧ импульса в безынерционной дисперсной структуре на бегущей волне. Особое внимание уделено динамике частиц в нестационарном электромагнитном ВЧ поле. Применение рассматриваемого метода регулировки позволит многократно повысить скорость сканирования по глубине объекта облучения.

Предложен метод обработки и анализа близости по типоопределяющим характеристикам больших совокупностей M>10⁴ различных типов Q>10² эмпирических дискретных векторов случайных частот ВСЧ ≡ ν(⋅)=ν₀, ... ,ν_l, полученных по выборкам малого объема 10⩾n=∑_i=1ν_i(k=i) случайных отсчетов k = 0, 1, …, l со средними по всем выборкам kˉ<5. Метод основан на взаимно однозначном соответствии ВСЧ и его типоопределяющей характеристики–идентификатора I(ν,a)>0 – линейной статистики в форме скалярного произведенияν и неслучайного вектора a. Дискретные многомодальные эмпирические распределения C(I(ν,a)),, представляющие последовательности упорядоченных по I(ν,a) сгруппированных пиков, позволяют анализировать и прогнозировать характеристики пиков и образующих их ВСЧ с малыми частотами их реализаций при данном M.

Продемонстрирована возможность применения матричного детектора [Beckstead J.A. et al. // Rev. Sci. Instrum. 1997. V. 68 (1). P. 328], в качестве дополнительного инструмента корреляционных исследований колебаний плотности и полоидального магнитного поля плазмы методом зондирования пучком тяжелых ионов на токамаке Т-15МД. Найдено оптимальное положение и размер детектора, определен размер его ячейки. Для четырех значений тороидального магнитного поля BT = 1.2; 1,5; 1.7; 2.0 Тл рассчитаны траектории зондирующих частиц и оценена область плазмы, доступная для измерений. Показана осуществимость одновременных измерений с помощью матричного детектора и основного инструмента измерений−энергетического анализатора, открывающая возможность исследования радиальных и полоидальных пространственных корреляций среднего масштаба, сравнимого с малым радиусом плазмы. Получены оценки пространственного разрешения измерений и ослабления сигнала тока пучка при его прохождении сквозь плазму.

Предложен проект малогабаритного импульсного генератора нейтронов с лазерным источником дейтронов с магнитной изоляцией, в котором в качестве источника ускоряющего напряжения используется модификация импульсного высоковольтного трансформатора. При этом подавление электронной проводимости осуществляется магнитным полем, возбуждаемым в первичном контуре трансформатора. Приводятся оценки электродинамических параметров диодной системы генератора. Показана возможность осуществлять генерацию нейтронов с использованием ядерной реакции Li(p,n)Be, что открывает перспективы эффективного использования генератора нейтронов в радиационной терапии.

Разработана численная модель для расчета магнитных и механических характеристик сверхпроводящей системы тороидального магнитного поля сферического токамака. Рассмотрены три конфигурации: соленоид Принстона-D и две различные винтообразные непрерывные конфигурации соленоида. Получены распределения магнитного поля соленоидов и распределения механических напряжений, которым они подвержены. Показано, что соленоид Принстона-D является наименее оптимальным: модуль индукции магнитного поля на его обмотках на порядок превосходит модуль индукции в случае непрерывных соленоидов, что приводит к значительно меньшему – на 34% – максимально возможному пропускаемому току. Механические напряжения в первом случае также заметно выше. Также показано, что два варианта винтообразной конфигурации отличаются друг от друга незначительно.

Предметом представленного исследования является процесс изменения ориентации оси поляризации пучка, которое проводится в рамках разработки техники обнаружения электрического дипольного момента дейтрона на существующем ускорителе, в частности на ускорителе NICA (ОИЯИ, Дубна), при его функционировании в режиме накопительного кольца. Исследование входит в состав разработки процедуры калибровки так называемого эффективного фактора Лоренца пучка; как таковое, оно сопряжено с другими задачами по ориентировке оси поляризации в ускорителе. Процесс исследуется по двум вопросам: (1) определение скорости переориентации оси, требуемой для выполнения условий эксперимента, (2) влияние на поляризационную когерентность пучка. По результатам исследования даны предварительные ответы на поставленные вопросы.

В работе изучается прохождение критической энергии на протонном синхротроне У-70. Стабильность движения обеспечивается методом скачка критической энергии при неизменных значениях бетатронных частот. Проведено моделирование продольного движения с учетом высших порядков коэффициента уплотнения орбиты, различных импедансов и интенсивностей сгустка. Представлены экспериментальные данные сеанса.

В работе представлены результаты разработки конструкции резонатора-дебанчера, предназначенного для линейного ускорителя протонов и легких ионов c отношением заряда к массе A/Z от 1 до 3.5 и энергией пучка 7.5 МэВ/нуклон, разрабатываемого в НИЯУ МИФИ и предназначенного для научного и прикладного назначения. Приведены результаты моделирования электродинамических, тепловых и механических процессов, моделирования мультипакторного разряда и обсуждаются вопросы конструкторской проработки модели c учетом технологического оборудования, которое может быть использовано при изготовлении.

На базе НИЦ “Курчатовский институт” в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры производится разработка источника синхротронного излучения 4-го поколения на базе накопительного электронного синхротрона на энергию 6 ГэВ и лазера на свободных электронах на основе “теплого” линейного ускорителя, который будет использоваться и как инжектор электронов для накопительного синхротрона. Неотъемлемой частью накопительного синхротрона является инжекционная система, обеспечивающая ввод электронных сгустков в синхротрон. Требование к схеме инжекции, помимо высокой эффективности инжекции и сохранения высокого качества пучка, состоит в том, чтобы свести к минимуму пространство, которое необходимо для размещения ее компонентов и обеспечить точную повторяемость параметров ее магнитных элементов. Инжекция электронов с энергией 6 ГэВ предъявляет жесткие требования к импульсным кикер магнитам ввиду короткой длительности импульса (~3 мкс) подаваемого на них высокого напряжения. Выполнено моделирование процесса многооборотной горизонтальной инжекции с помощью инжекционной системы состоящей из септум и четырех кикер магнитов.

В статье приведены результаты разработки компактного комптоновского источника рентгеновского излучения (ИКИ) на 70–120 МэВ в НИЯУ МИФИ в рамках проекта ИКИ НЦФМ “ИНОК”. Одним из перспективных вариантов источника является компактный ускорительно-накопительный комплекс, который основан на линейном ускорителе электронов и накопительном кольце. В состав линейного ускорителя входит фотопушка с 3.6 ячейками, обеспечивающая энергию около 10 МэВ, и две регулярных секции на стоячей волне с регулируемым приростом энергии. В работе обоснован выбор определенной магнитной структуры для накопительного кольца, а также рассмотрена оптимизация динамической апертуры и времени жизни по эффекту Тушека с использованием генетических алгоритмов. Приведены результаты расчета динамики для одного сгустка электронов. Результаты показывают необходимость внедрения системы быстрой обратной связи в накопительное кольцо.

Проанализированы генерация и динамика обратных электронных потоков в мощной вакуумной нейтронной трубке, приводящих к интенсивному нагреву элементов разрядного узла вплоть до их плавления. Рассмотрен вклад каждой компоненты обратного электронного потока в нагрев разрядного узла.

На основе измерений кинетики плавления ледяных шаров на воздухе при комнатной температуре (≈22°С) и в охлажденной (≲1∘{\CYRS}) воде с учетом измерений температуры как на поверхности шаров, так и внутри них, удалось оценить толщину фронта плавления льда. В обоих случаях входящий тепловой поток поглощается льдом в виде скрытой теплоты плавления внутри слоя, который мы называем фронтом плавления. Для описания кинетики таяния ледяных шаров построена модель этого процесса, учитывающая, что подвод тепла происходит через всю поверхность шара, причем площадь его поверхности уменьшается в ходе плавления. Измерения температуры на поверхности ледяных шаров и температуры внутри них дали ≈0.4 и 0°С соответственно. Модель имеет простое аналитическое решение. Рассмотрение кинетики плавления шаров на воздухе требует учета поправок, связанных с испарением воды. Измерение кинетики таяния в холодной воде производилось посредством измерения веса притопленного ледяного шара, внутрь которого вмораживался небольшой свинцовый шарик. Подгонка экспериментальных данных согласно предложенной модели позволила оценить толщину фронта плавления льда. В обоих случаях (таяние льда на воздухе и в воде) она оказалась равной примерно 3 мм.

Исследовано влияние ультрамелкозернистой структуры вольфрама со средним размером зерен 300 нм на образование блистеров на поверхности при высокодозном облучении ионами He⁺ с энергией 30 кэВ. Для сравнительных исследований использовали мелкозернистый вольфрам. Исследована микроструктура и морфология поверхности образцов.

Методом Монте-Карло в рамках двумерной модели слоистого высокотемпературного сверхпроводника рассчитана напряженность электрического поля в образце при действии прямоугольного импульса тока, превышающего критический. В модель введен нагрев образца под действием протекающего тока. Расчеты сделаны при разной величине магнитного поля и силе тока в импульсе. Определено влияние внешнего магнитного поля на форму отклика сверхпроводника на прямоугольный токовый импульс.

В работе рассмотрен процесс лазерного упрочнения образцов стали 42ХН2МА с использованием непрерывного излучения и поперечных колебаний луча с частотой 223 Гц. Определено влияние режимов обработки на параметры отклика системы глубину и ширину зон лазерной закалки. Показано, что применение поперечных колебаний луча повышает микротвердость, площадь закаленного слоя его равномерность и сохраняет геометрическую форму профиля шлица по сравнению с обработкой дефокусированным пучком. Износостойкость зон упрочненных лазерным лучом значительно выше материала основы.

Методом высокоскоростной лазерной наплавки нанесено покрытие порошком сплава никеля 1350-00 на тонкостенные трубки из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Наплавку выполнялась с помощью непрерывного излучения иттербиевого волоконного лазера мощностью до 10 кВт на роботизированном комплексе. Определена геометрия газопорошковой струи для сопла фирмы “Fraunhofer”. Определено влияние мощности лазерного излучения и количество подаваемого порошка на структуру получаемых покрытий. Проведены металлографические исследования полученных образцов. Показано, что при выполнении лазерной наплавки на оптимальных режимах формируется практически беспористое покрытие с минимальным проплавлением материала основы, обеспечивающим металлургическое сплавление. По данным рентгеноспектрального микроанализа химический состав наплавленного покрытия практически не отличается от химического состава используемого порошка. Толщина наплавленного слоя в зависимости от режимов наплавки регулируется в пределах (100–300) мкм за один проход. Линия сплавления одинакова по строению, что показывает высокую однородность тепловложения при наплавке. Размер зоны термического влияния в материале подложки в зависимости от режимов наплавки изменяется в пределах (50–200) мкм.

В работе рассмотрен процесс лазерной наплавки образцов стали 40Х13 с использованием непрерывного излучения и поперечных высокочастотных колебаний луча с частотой 224 Гц. Определено влияние лазерной наплавки на изменение коэффициентов трения, давления заедания от скорости скольжения и износостойкость. Показано, что применение предварительно нанесенного первого слоя существенно улучшало качество наплавки основного покрытия.