Модернизация телескопа «Синтез» в Крымской астрофизической обсерватории
Модернизация телескопа «Синтез» в Крымской астрофизической обсерватории
С. В. Назаров$^1$, А. В. Харченко$^2$
В 1978-м году в Крымской астрофизической обсерватории (КрАО) был введен в строй экспериментальный телескоп «Синтез». Целью его создания была отработка технологий сегментированной оптики, а также системы контроля пространственного положения зеркал, в том числе и с возможностью компенсации турбулентности в земной атмосфере благодаря быстрым подвижкам каждого зеркала по двум осям. В начале 2018-го года было принято решение о его восстановлении с созданием новой оптики и системы управления. В 2021-м году была изготовлена система управления, а на главной трубе телескопа закреплен временный 350 мм телескоп, что позволило приступить к первым тестовым и научным наблюдениям. Автоматизация наблюдений предъявляет повышенные требования к защите телескопа от множества факторов. Поэтому авторами был реализован ряд защитных функций, исключающих аварийные ситуации без участия человека. Научные задачи: фотометрия и астрометрия широкого круга объектов, алертные наблюдения (послесвечения гамма-всплесков, гравитационно-волновые события), поисковые работы (астероиды и кометы, новые и сверхновые, транзиенты и др.). В этой работе мы представляем подробное описание процесса восстановления, модернизации телескопа и первые результаты.
Показать АннотациюОсобенности обработки эксперимента по рассеянию меченых нейтронов энергии 14.1 МэВ на углероде
Особенности обработки эксперимента по рассеянию меченых нейтронов энергии 14.1 МэВ на углероде
Н. Ю. Милованов$^1$, И. Д. Дашков$^2$, Н. А. Федоров$^2$, Д. Н. Грозданов$^{2,3}$, Ю. Н. Копач$^2$, И. Н. Русков$^3$, В. Р. Ской$^2$, Т. Ю. Третьякова$^2$, А. -. Эрболот$^{2,5}$, С. .. Дабылова$^{2,6}$
Измерены угловые распределения рассеянных нейтронов в реакции n + 12C при начальной энергии нейтрона $14.1$~МэВ для случаев упругого рассеяния и неупругого рассеяния на первый возбужденный уровень (JP = 2+, E1=4.44 МэВ) ядра 12C. Эксперимент был произведен в рамках проекта TANGRA (TAgged Neutron and Gamma RAys), базирующегося в Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядерных исследований. Для регистрации нейтронов использовались 20 пластиковых детекторов, рассеянные нейтроны разных энергий разделялись методом времени пролета. Собранные данные были поправлены с помощью Монте-Карло симуляции эксперимента для учета многократного рассеяния в образце и конечного размера детекторов. Полученное угловое распределение нормировалось на экспериментальные данные других авторов, чтобы получить абсолютную величину, дифференциальное сечение рассеяния.
Показать АннотациюИсследование влияния агломератов с высоким содержанием Pu в МОХ-топливе на нейтронно-физические характеристики элементарной ячейки ядерного реактора
Исследование влияния агломератов с высоким содержанием Pu в МОХ-топливе на нейтронно-физические характеристики элементарной ячейки ядерного реактора
Е. П. Аверченкова, К. А. Силичева, Р. А. Внуков$^1$, В. В. Колесов$^1$, Е. А. Иванов$^2$
Рассмотрен вопрос, возможна ли в реакторах типа PWR и БН-800 полная загрузка активной зоны МОХ-топливом без уточнения дисперсной структуры. В работе смоделированы 2 элементарные ячейки реакторов БН-800 и PWR. Топливные ячейки реакторов рассмотрены в аксиальном и радиальном разбиении. Радиус плутониевых агломератов 30 мкм и 50 мкм, объемное содержание в моделях 7 %, 10 %, 22 %. Для определения влияния смоделированы элементарные ячейки без уточнения дисперсной структуры МОХ-топлива (гомогенные). Отслеживались следующие характеристики: отношение энерговыделений в агломератах к топливной матрице, Доплер-эффект, коэффициент размножения нейтронов. Анализ данных показал, что при увеличении объемной доли плутониевых агломератов в эффективной ячейке увеличивается отношение энерговыделений. При увеличении радиуса плутониевых агломератов отношение не изменяется. Аксиальная зависимости отношения энерговыделения отсутствует.
Показать АннотациюПоиск запрещенного распада нейтрального пиона в 3 фотона в эксперименте NA62 (ЦЕРН)
Поиск запрещенного распада нейтрального пиона в 3 фотона в эксперименте NA62 (ЦЕРН)
К. Ю. Горшанов
Цель настоящей работы заключается в оценке чувствительности эксперимента NA62 к поиску запрещенного распада $\pi^{0}\rightarrow3\gamma$, который позволяет протестировать принцип C-инвариантности в электромагнитных взаимодействиях. Текущий верхний предел на вероятность данного распада составляет $3.1\times10^{-8}$ с доверительным интервалом $90\%$. В качестве источника $\pi^{0}$ в настоящей работе используется распад $K^{+}\rightarrow\pi^{+}\pi^{0}$. Была разработана идея отбора событий с тремя регистрирующимися продуктами после распада $\pi^{0}$ на установке эксперимента NA62. Детектор эксперимента NA62 и физические процессы в нем моделировались методом Монте-Карло с помощью специализированного пакета Geant4. Оценка чувствительности эксперимента без учета фоновых событий оказалась на один порядок лучше, чем текущее ограничение на запрещенный распад. Были изучены основные фоновые процессы. Главный вклад в фоновые события вносит распад $K^{+}\rightarrow\pi^{+}\pi^{0}, \pi^{0}\rightarrow2\gamma$, когда фотон взаимодействует с экспериментальной установкой до калориметра, происходит образование электрон-позитронной пары, и 2 изолированных электромагнитных ливня в калориметре трактуются как 2 независимых фотона. Для подавления данного фона было реализовано отдельное вето. Была выделена сигнальная область и произведено сравнение Монте-Карло моделирования и экспериментальных данных вне сигнальной области. Получена оценка числа фоновых событий внутри сигнальной области. При строгих критериях отбора наблюдается нехватка Монте-Карло данных. Продолжается изучение фоновых событий с целью их усиленной Монте-Карло генерации.
Показать АннотациюРазработка оболочки для расчёта чувствительности ускорительных экспериментов в GNA на основе эксперимента DUNE.
Разработка оболочки для расчёта чувствительности ускорительных экспериментов в GNA на основе эксперимента DUNE.
А. В. Степанова$^{1,2}$, Л. Д. Колупаева$^2$
Настоящая работа посвящена моделированию нейтринных ускорительных экспериментов в программном обеспечении GNA с целью изучения их чувствительности к параметрам осцилляций нейтрино. Создана универсальная оболочка, которая на основе конфигурационного файла с входными данными эксперимента создаёт ожидаемые спектры чисел событий с учётом осцилляций нейтрино и рассчитывает на их основе чувствительности к иерархии масс нейтрино, к значению фазы комбинированной чётности δCP и к величине угла θ23 . Для расчёта чувствительности выбран эксперимент NOvA, проводящий регистрацию нейтрино с 2014 года, и планируемый крупномасштабный эксперимент DUNE. Проведено сравнение полученных в GNA чисел событий с официальным Монте-Карло моделированием коллабораций NOvA и DUNE. Из расчёта чувствительностей определено, что NOvA на уровне значимости большем, чем 5σ сможет отклонить гипотезу об обратной иерархии масс нейтрино при максимальном нарушении комбинированной чётности (δCP = −π/2) при экспозиции 36 × 10^20 POT в режиме нейтрино и 36 × 10^20 РОТ в режиме антинейтрино. Показано, что DUNE для любого возможного значения фазы δCP на уровне значимости 5σ сможет определить иерархию масс нейтрино с воздействием 1.1 × 10^21 POT/год при поэтапном плане после 2-3 лет экспозиции. Чувствительность DUNE на уровне значимости в 3σ в рамках гипотезы о сохранении CP-чётности достигается для 50% значений из диапазона δCP через 7 лет набора данных. Также при анализе данных Азимова получена чувствительность NOvA и DUNE к отклонению гипотезы о максимальном смешивании для угла θ23 .
Показать АннотациюЭкспериментальное изучение процессов деформирования и фильтрации в низкопроницаемых породах-коллекторах ачимовских отложений при реализации метода направленной разгрузки пласта
Экспериментальное изучение процессов деформирования и фильтрации в низкопроницаемых породах-коллекторах ачимовских отложений при реализации метода направленной разгрузки пласта
В. И. Карев, Ю. Ф. Коваленко, В. В. Химуля
В статье описаны исследования реологических и фильтрационных характеристик низкопроницаемых пород ачимовских отложений Уренгойского газоконденсатного месторождения в ходе моделирования реализации метода направленной разгрузки пласта (НРП). Эксперименты проводились на Испытательном стенде трехосного независимого нагружения Института проблем механики РАН. Представлены результаты проведенного физического моделирования реально возникающих в окрестности скважин напряжений при применении метода направленной разгрузки пласта. Проведен статистический анализ влияния процесса ползучести на проницаемость исследуемых горных пород. Установлены закономерности изменения фильтрационных характеристик исследуемых пород ачимовских отложений в ходе моделирования реализации метода НРП. На основе проведенных экспериментальных исследований сделаны выводы о способах недопущения негативных процессов в пластах и намечены пути повышения продуктивности скважин.
Показать АннотациюКритерий бесконечной гамма обратной связи в модели Дваера
Критерий бесконечной гамма обратной связи в модели Дваера
А. С. Седельников$^{1,2}$, Д. И. Землянская$^{2,3}$, Е. М. Стадничук$^{2,4}$
Лавины убегающих электронов, ускоряемые электрическим полем в грозовых облаках, являются одним из источников гамма вспышек земного происхождения (Terrestrial Gamma-ray Frlashes, TGF). Однако, электронов, образующихся в лавинном процессе, оказывается недостаточно для описания TGF, экспериментально наблюдаемых из космоса. На динамику лавин существенное влияние также оказывают механизмы обратной связи. Одним из них является гамма обратная связь, вклад которой увеличивается с ростом напряжённости электрического поля. В основе гамма обратной связи лежит явление разворота фотонов тормозного излучения, образующегося при ускорении электронов в поле облака. Эти фотоны могут рождать новые электроны в начале области образования лавины, что приводит к образованию вторичных лавин. В настоящей работе получен критерий образования бесконечной обратной связи за счёт разворота тормозных гамма квантов.
Показать АннотациюМоделирование взаимодействия солнечной радиации с элементами растительности при помощи метода Монте-Карло
Моделирование взаимодействия солнечной радиации с элементами растительности при помощи метода Монте-Карло
И. Д. Сергеев, Н. Т. Левашова
Целью данной работы является математическое моделирование переноса радиации в элементах растительного покрова, геометрия которых близка к реальным, с помощью программной реализации метода Монте-Карло. Информация об отраженной растением радиации нужна для моделирования фотосинтетической активности деревьев, а следовательно, для моделирования потоков углекислого газа, поглощаемых или выделяемых растениями, что является одной из важнейших задач экологии. По определению метод Монте-Карло — это метод моделирования случайных величин и процессов для вычисления характеристик их распределений. Процесс переноса излучения в неоднородных средах моделируется как случайная марковская цепь столкновений фотонов с веществом, и целью метода Монте-Карло является нахождение среднестатистических характеристик этого процесса. В данной работе в качестве объекта используется небольшая веточка березы. В связи с возможностью использования для проведения расчетов современных многопроцессорных систем, возникает необходимость обеспечения распараллеливания вычислений, что может позволить существенно снизить время проведения расчетов.
Показать АннотациюИсследование устойчивости по Хайерсу-Уламу системы стохастических дифференциальных уравнений в модели автоволнового процесса видообразования в эволюции организмов.
Исследование устойчивости по Хайерсу-Уламу системы стохастических дифференциальных уравнений в модели автоволнового процесса видообразования в эволюции организмов.
Е. П. Георгиевская, Н. Т. Левашова
В настоящей работе представлены результаты исследования устойчивости стохастического дифференциального уравнения, использующегося в модели накопления генных мутаций в процессе эволюции организмов. В ходе численной реализации была выявлена необходимость в получении критерия, которому должны отвечать параметры задачи, для того, чтобы решение оставалось в границах, определяемых физическим смыслом. Для решения данной задачи было проведено исследование стохастического уравнения на устойчивость по Хайерса-Улама. Полученный в результате критерий хорошо согласуется с численным экспериментом.
Показать АннотациюИспользование метода Монте-Карло для расчёта ряда изомеров некоторых нейромедиаторов
Использование метода Монте-Карло для расчёта ряда изомеров некоторых нейромедиаторов
Я. С. Гусев
В работе изложен и применён современный, эффективный и экономичный с точки зрения вычислений численный метод решения уравнения Шредингера в части построения ряда энергетических изомеров молекул нейромедиаторов глицин и дофамин с целью исследования их внутреннего строения. Построен ряд энергетических изомеров этих молекул, включающий как уже известные конфигурации, так и принципиально новые.
Показать Аннотацию