Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»

Скачать 1.16 Mb.

Название	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
страница	2/11
Дата публикации	01.04.2015
Размер	1.16 Mb.
Тип	Отчет

100-bal.ru > Физика > Отчет

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

РЕФЕРАТ
Отчет 103 с., 1 раздел, 86 подразделов, 47 рис., 1 табл.

Ключевые слова: ускорители, ядерные реакции, структура атомных ядер, ионно-пучковые методы анализа материалов, детекторы, базы данных, сайты, образование.

Объект исследования – структура атомных ядер, ядерные реакции, физика электронных ускорителей, детекторов, методы исследования материалов с использованием пучков гамма квантов и заряженных частиц низких и средних энергий, совершенствование образования по фундаментальным и прикладным проблемам ядерной физики и физики ускорителей.
Цель работы.

Исследование структуры атомных ядер методами ядерной спектроскопии и ядерных реакций под действием γ-квантов и заряженных частиц низких и средних энергий.
Экспериментальные и теоретические исследования в области физики электронных ускорителей и пучков.
Разработка новых детекторов для регистрации частиц и рентгеновского и гамма-излучения.
Развитие новых методов исследования материалов с использованием пучков γ-квантов и заряженных частиц низких и средних энергий.
Обеспечение достижения научных результатов мирового уровня, подготовки и закрепления в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирования эффективных и жизнеспособных научных коллективов.

Методология проведения работы – применение ядерно-физических методов и ядерно-физических установок для исследования структуры атомных ядер, ядерных реакций, физики электронных ускорителей, детекторов, разработки новых методов исследования материалов с использованием пучков ускорителей, совершенствование образования по фундаментальным и прикладным проблемам ядерной физики и физики ускорителей.
Результаты работы.

Впервые получены экспериментальные данные по электромагнитным формфакторам высоколежащих нуклонных резонансов: S31(1620), P13(1720), D33(1700) при Q2 от 0.5 до 1.5 ГэВ2.

Установлено, что при малых значениях переданного импульса квазиупругий полюсной механизм реакции с тремя частицами в конечном состоянии правильно описывает энергетическую зависимость сечения и астрофизического фактора бинарной астрофизической реакции.

В рамках теории эффективного радиуса выведено аналитическое выражение для ядерной вершинной константы (ЯВК) распада (синтеза) ядра на два заряженных фрагмента с произвольным орбитальным моментом. Рассчитаны энергии связи, ЯВК и асимптотические нормировочные коэффициенты (АНК) для ядер ³H и ³He, а также низкоэнергетические параметры Nd-рассеяния.

Созданы модернизированные варианты программ метода получения параметров оболочечной структуры, учитывающие переходы в область континуума в реакциях передачи нуклона. Определен нейтронный дисперсионный оптический потенциал ядер ^58,60,62,64Ni и ^64,66,68,70Zn . Вычислены одночастичные энергии валентных состояний нейтронов в этих ядрах.

Проведены эксперименты по облучению гамма-квантами с энергиями до 67.7 МэВ десяти химических элементов. Создан банк спектров гамма-квантов наведенной активности. Для тяжелых атомных ядер получены выходы и интегральные сечения многочастичных фотоядерных реакций.

Измерены функции угловой корреляции в реакции ²⁴Мg(α,α)²⁴Mg(2+, 1.369 МэВ) при Е_α = 30.3 МэВ для углов θ_α от 24 до 160^о(лаб.).

Экспериментально исследованы зависимости основных параметров криогенных туннельных детекторов от рабочей температуры в интервале 1.25-1.8 К. Определены температурные зависимости скорости туннелирования квазичастиц и скорости потерь при нескольких напряжениях на детекторе. Обнаружено резкое уменьшение скорости туннелирования квазичастиц и усиление скорости их потерь при температурах свыше 1.6 К, обусловленные постепенным разрушением квазичастичной ловушки Al/Nb. Разработана методика цифровой фильтрации электронных шумов криогенных детекторов на базе АЦП-платы УРАН. Для генераторных сигналов получено 20% уменьшение ширины линии.

Разработан новый интерфейс управления общей поисковой системы: оптимизация, увеличение быстродействия и расширения функциональных возможностей по поиску и анализу ядерно-физических данных. Разработана новая структура таблиц базы данных (БД) и создано программное обеспечение для конверсии данных из БД EXFOR в БД параметров гигантского дипольного резонанса (ГДР).

Разработана архитектура системы управления и сбора данных детектора антинейтрино с использованием скоростных АЦП (время преобразования 1 нс) и сети СAN-bus с протоколом СANopen. Создан фильтр событий при регистрации мюонов для глубоководного нейтринного детектора ANTARES. Выполнено исследование угловых характеристик различных оптических модулей нейтринного телескопа NEMO при помощи компьютерного моделирования.

Исследованы механизмы ускорения распада долгоживущего изомера Hf-178m2 в dt и dd термоядерной лазерной плазме.

Предложен новый механизм увеличения электронной плотности на ядре Ве-7 внутри фуллерена.

Разработан метод неразрушающего анализа поверхностных слоев с повышенной чувствительностью к углероду, азоту, кремнию и другим легким элементам. Метод основан на измерении спектров ядерного обратного рассеяния (ЯОР) протонов (Е_р~7.7 МэВ) образцами циркониевых сплавов с модифицированными поверхностными слоями и последующей компьютерной обработке, в результате которой определяются профили концентрации элементов.

Принят в эксплуатацию имплантатор ионов HVEE-500 с энергией ускоренных ионов до 500 кэВ. Разработаны методики ионно-имплантационного легирования наноуглеродных материалов на базе ионного имплантатора HV500 с энергией ускоренных ионов до 500 кэВ.

Разработана система текущего контроля успеваемости студентов (http://vserv.sinp.msu.ru/burma/). Система используется на кафедре общей ядерной физики физического факультета МГУ им М.В. Ломоносова.

Разработан источник рентгеновского тормозного излучения (hv ≤ 600 кэВ) с мощностью поглощённой дозы тормозного излучения в испытываемых образцах ~ 30 Гр/с на площади ~2.5 см². Проведены измерения характеристик пучка тормозного излучения:

Измерена зависимость величины пороговой дозы инициирования волнового процесса от мощности пучка ускоренных альфа-частиц в реакции Белоусова–Жаботинского и в некоторых биологических объектах.

Все перечисленные выше результаты работ сопоставимы с аналогичными работами, определяющими мировой уровень исследований.

По результатам проведенных исследований представлена к защите 1 докторская диссертация и защищена 1 кандидатская диссертация. Опубликовано 2 учебных пособия, разработано 4 новых учебных курса. На базе НИИЯФ МГУ проведены 40-ая Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (ФВЗЧК-2010) и семинар по программе Школы молодых ученых «Физика нейтрино и астрофизика». На установках и ускорителях НИИЯФ МГУ проводят исследования более 15 студентов и аспирантов. Полученные результаты являются составной частью готовящихся 15 дипломных работ. На всероссийских и международных конференциях сделано 19 докладов, опубликовано и подготовлено 19 статей в высокорейтинговых журналах.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ		15
ВВЕДЕНИЕ		16
1 Содержание выполненных работ		17
	1.1 Разработка методов описания нерезонансных механизмов в реакциях с рождением нуклонных резонансов при больших переданных импульсах	17
	1.1.1 Введение	17
	1.1.2 Полученные результаты	17
	1.1.3 Заключение	18
	1.2 Исследование поправок на взаимодействие в конечном состоянии в методе «Троянского коня», служащего для определения сечений астрофизических ядерных реакций, и установление оптимальных кинематических условий для эффективного применения этого метода. Расчет ЯВК и АНК для ядер 3H и 3He и низкоэнергетических параметров nd- и pd-рассеяния на основе обобщенного разложения эффективного радиуса, а также путем решения уравнения Шредингера для различных потенциалов. Исследование роли кулоновского взаимодействия в системе трех нуклонов	19
	1.2.1 Исследование поправок на взаимодействие в конечном состоянии в методе «Троянского коня», служащего для определения сечений астрофизических ядерных реакций, и установление оптимальных кинематических условий для эффективного применения этого метода	19
	1.2.1.1 Постановка задачи	19
	1.2.1.2 Методы решения задачи	20
	1.2.1.3 Полученные результаты и выводы	20
	1.2.2 Расчет ЯВК и АНК для ядер ³H и ³He и низкоэнергетических параметров nd- и pd-рассеяния на основе обобщенного разложения эффективного радиуса, а также путем решения уравнения Шредингера для различных потенциалов. Исследование роли кулоновского взаимодействия в системе трех нуклонов	20
	1.2.2.1 Постановка задачи	20
	1.2.2.2 Методы решения задачи	21
	1.2.2.3 Полученные результаты и выводы	22
	1. 3 Модернизация метода получения параметров оболочечной структуры, учитывающая переходы в область континуума в реакциях передачи нуклона. Расчет в рамках дисперсионной оптической модели энергий одночастичных уровней изотопов ^58,60,62,64Ni и ^64,66,68,70Zn	24
	1.3.1 Постановка задачи	24
	1.3.2 Полученные результаты	24
	1.3.3 Заключение	28
	1.4 Извлечение величин выходов и интегральных сечений наблюдаемых многонуклонных фотоядерных реакций. Создание банка спектров гамма-квантов наведенной активности	29
	1.4.1 Постановка задачи	29
	1.4.2 Методика исследований	29
	1.4.3 Основные полученные результаты	29
	1.4.4 Выводы	30
	1.5 Измерения функции угловой гамма-альфа – корреляции в рассеянии альфа-частиц на 24Mg с образованием 24Mg в основном и 2+ возбужденном состояниях	31
	1.5.1 Введение	31
	1.5.2 Методика исследования	32
	1.5.3 Описание полученных результатов и выводы	34
	1.6 Исследование сверхпроводящих туннельных переходов рентгеновского излучения и определение температурной зависимости параметров криогенных детекторов в интервале температур 1.25 К-1.6 К. Разработка методики цифровой фильтрации сигналов	39
	1.6.1 Экспериментальное исследование зависимости параметров туннельных детекторов от рабочей температуры	39
	1.6.1.1 Постановка задачи	39
	1.6.2 Разработка методики цифровой фильтрации сигналов	40
	1.6.2.1 Постановка задачи	40
	1.6.2.2 Описание методики работ и полученных результатов	41
	1.7 Разработка структуры БД, создание интерфейсных форм и прикладных программ для электронной карты. Подготовка фонда данных на основе международного массива “EXFOR”, создание единого электронного фонда данных об основных параметрах ГДР	42
	1.7.1 Постановка задачи	42
	1.7.2 Основные полученные результаты	42
	1.7.3 Выводы	43
	1.8 Разработка архитектуры компьютерной модели системы сбора данных детектора антинейтрино	45
	1.8.1 Постановка задачи	45
	1.8.2 Структура системы управления и сбора данных детектора	45
	*1.8.3 Отбор событий реакции обратного бета распада*	47
	1.8.4 Обеспечение работы ФЭУ	48
	1.8.5 Аналоговый усилитель-дискриминатор-сумматор	49
	1.8.6 Общие спецификации	50
	1.8.7 Механические спецификации	52
	1.8.8 Интеллектуальные счетчики логических сигналов	52
	1.8.9 Блок выработки триггера	53
	1.8.10 Спектрометрический тракт	55
	1.8.11 Система медленного контроля и управления	56
	1.8.12 Заключение	57
	1.9 Определение наиболее эффективных механизмов возбуждения ядер в плазме с учетом спектров электронов и рентгеновского излучения плазмы. Разработка комплекса высокоточных компьютерных программ для расчетов электронной оболочки атомов и ионов «из первых принципов» и сечений неупругого рассеяния электронов на ядре	58
	1.9.1 Постановка задачи	58
	1.9.2 Методы расчета	59
	1.9.3 Новая интерпретация экспериментальных данных	61
	1.9.4. Аналитическая модель	63
	1.9.5 Заключение	64
	1.10 Разработка методики ядерного обратного рассеяния для анализа содержания легких элементов в перспективных материалах	66
	1.10.1 Введение	66
	1.10.2 Полученные результаты	66
	1.10.3 Заключение	72
	1.11 Ввод в эксплуатацию имплантатора ионов	74
	1.11.1 Краткое описание установки HVEE-500	74
	1.11.2 Заключение	77
	1.12 Разработка ионно-имплантационных методик легирования приповерхностных слоев наноуглеродных материалов	78
	1.12.1 Введение	78
	1.12.2 Глубина и толщина модифицированного слоя	78
	1.12.3 Генерация дефектов типа атомов смещения	79
	1.12.4 Ионизационные потери	80
	1.12.5 Выводы	81
	1.13 Разработка автоматизированной системы проверки знаний студентов и размещение ее на сайте	82
	1.13.1 Автоматизированная система проверки знаний	82
	1.13.2 Развитие сайта "Ядерная физика в Интернете"	84
	1.13.3 Анализ статистики сайта "Ядерная физика в Интернете"	85
	1.13.4 Заключение	86
	1.14 Исследование и оптимизация свойств пучка линейного электронного ускорителя на энергию 1.2 МэВ. Проведение экспериментов по генерации рентгеновского излучения с использованием внутренней тормозной мишени	87
	1.14.1 Постановка задачи	87
	1.14.2 Описание экспериментальной установки	87
	1.14.3 Измерение характеристик пучка тормозного излучения	89
	1.14.4 Выводы	92
	1.15 Исследование влияния мощности дозы на воздействие ускоренных частиц на некоторые биологические объекты и на самоорганизующуюся систему – реакцию Белоусова–Жаботинского	93
	1.15.1 Введение	93
	1.15.2 Методика эксперимента	93
	1.15.3 Полученные результаты и выводы	94
	1.16 Статистические сведения о результатах выполнения государственного контракта на 2-ом этапе	96
	1.17 Технико-экономическая оценка рыночного потенциала результатов, полученных при выполнении НИР на 2-ом этапе	102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ		102
Список использованных источников		103

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Санкт-петербургский государственный электротехнический университет «лэти» им. В. И. Ульянова (ленина)		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... «Разработка новых методов индивидуальной коррекции сводно-радикального статуса при бактериальных инфекциях»

Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»

1.8.3 Отбор событий реакции обратного бета распада

1.8.4 Обеспечение работы ФЭУ

1.8.5 Аналоговый усилитель-дискриминатор-сумматор

1.8.6 Общие спецификации

1.8.7 Механические спецификации

1.8.8 Интеллектуальные счетчики логических сигналов

1.8.9 Блок выработки триггера

1.8.10 Спектрометрический тракт

1.8.11 Система медленного контроля и управления

Похожие: