Аппроксимация функции пространственного распределения черенковского света широких атмосферных ливней в диапазоне первичных энергий 1-100 ПэВ
Аппроксимация функции пространственного распределения черенковского света широких атмосферных ливней в диапазоне первичных энергий 1-100 ПэВ
В. С. Латыпова, В. И. Галкин
В настоящей работе найдена аппроксимирующая функция, позволяющая описывать функцию пространственного распределения черенковского света индивидуальных широких атмосферных ливней от различных первичных ядер с энергиями 1-100 ПэВ и зенитными углами до 20 градусов с точностью не хуже 10\% в диапазоне расстояний 0-500 м от оси ливня. Аппроксимация изначально предназначалась для обработки событий эксперимента СФЕРА-2, но она также может быть применена для любого эксперимента, который использует функцию пространственного распределения на уровне поверхности Земли. Проведено сравнение с более простой аппроксимирующей функцией, также используемой при обработке эксперимента СФЕРА-2, и функцией, применяемой в эксперименте TAIGA.
Показать АннотациюРазработка феноменологической модели метамагнитного фазового перехода в соединениях La(Fe,Si)13
Разработка феноменологической модели метамагнитного фазового перехода в соединениях La(Fe,Si)13
Р. А. Макарьин$^1$, М. В. Железный$^{2,3}$, Д. Ю. Карпенков$^{1,2}$
В работе представлена феноменологическая модель, предсказывающая поведение магнитного материала вблизи фазового перехода первого рода при одновременном воздействии нескольких обобщенных сил: магнитного поля, температуры и внешнего давления. На сегодняшний день существует огромное разнообразие такого рода моделей, основывающихся на классическом термодинамическом подходе Бина и Родбелла 1962 года. Одним из основных их недостатков является использование линейной зависимости температуры Кюри от изменения объема кристаллической решетки, тем самым ограничивая их применимость в узком интервале температур и давлений. Согласно возникшей парадигме при создании принципиально нового поколения магнитных рефрижераторов предполагается настраивать температуру фазового перехода рабочего тела в широком интервале температур вплоть до криогенных. Последнее потребует приложение больших давлений до 1 ГПа. Предсказание поведения материала при таких экстремальных условиях потребовало уточнения построенных моделей: учет фононного вклада в потенциал Гиббса системы, и переработка влияния внешнего давления на поведение материал. Построенная модель позволила предсказать изменения температуры Кюри под действием внешнего давления и магнитного поля, оценить величину внутреннего гистерезиса, а также определить необходимую величину внешнего давления для минимизации полевой гистерезис при изотермическом процессе намагничивание - размагничивание.
Показать АннотациюМагнитооптические свойства Fe/полидифениленфталид/Fe тонкопленочных образцов
Магнитооптические свойства Fe/полидифениленфталид/Fe тонкопленочных образцов
А. В. Макаров, Е. Е. Шалыгина, Е. А. Ганьшина
В настоящее время электропроводящие полимеры, созданные в конце XX века, привлекают внимание исследователей благодаря разнообразию их механических и оптических свойств, а также высокой проводимости. Наиболее заслуживающим внимание полимером является полидифениленфталид – ПДФ. Анализ существующих данных показал, что к настоящему времени получена достаточно большая информация о физических свойствах ПДФ образцов, но практически отсутствуют данные о влиянии полимера, входящего в состав композитных многослойных магнитных систем, на их магнитооптические свойства. Кроме того, особый интерес заслуживает изучение ранее неисследованных спектральных зависимостей экваториального эффекта Керра (ЭЭК) для трехслойных систем Fe/ПДФ/Fe систем, с помощью которого можно получить информацию об электронной и магнитной структуре образцов. Следует отметить, что магнитные характеристики и особенности магнитополевого поведения Fe/ПДФ/Fe систем были исследованы и опубликованы авторами данной работы ранее в журнале «Физика твердого тела», том 60, выпуск 9. ст. 1693. Вместе с тем магнитооптические свойства этих систем практически не изучались. Учитывая этот факт, представленная работа посвящена магнитооптическому исследованию трехслойных Fe/ПДФ/Fe низкоразмерных тонкопленочных магнитных систем. В работе впервые представлены результаты исследования магнитооптических свойств трехслойных Fe/ПДФ/Fe низкоразмерных тонкопленочных магнитных систем. Измерения выполнены на магнитооптическом магнитометре с помощью экваториального эффекта Керра. Обнаружено, что значения поля насыщения, наблюдаемые для изучаемых тонкопленочных систем, зависят от толщины, как слоя железа, так и ПДФ слоя. Этот факт объясняется взаимодействием ферромагнитных слоев с ПДФ слоями. Обнаружено, что вид спектральных зависимостей экваториального эффекта Керра, наблюдаемый для Fe/ПДФ/Fe тонкопленочных систем с толщиной железа, равной 30 нм, подобен магнитооптическим спектрам, обнаруженным для ферромагнитных пленок. Вместе с тем величина магнитооптического эффекта зависит от толщины ПДФ слоя – в частности, уменьшается при увеличении толщины ПДФ прослойки. Этот факт объясняется уменьшением влияния слоя ферромагнитного металла на магнитооптический сигнал с ростом толщины неферромагнитной прослойки.
Показать АннотациюВзаимосвязь магнитных и магнитотепловых свойств наночастиц феррита ZnMn
Взаимосвязь магнитных и магнитотепловых свойств наночастиц феррита ZnMn
Н. Н. Лю$^1$, Ю. А. Алехина$^1$, А. П. Пятаков$^1$, М. Н. Жарков$^2$, Н. А. Пятаев$^2$, Н. С. Перов$^1$, Г. Б. Сухоруков$^{3,4}$, А. М. Тишин$^{1,5}$
Удельная скорость поглощения электромагнитной энергии SAR (Specific Absorption Rate) является наиболее важным параметром, характеризующим эффективность процесса нагрева при проведении процедуры магнитной гипертермии. Дальнейшее повышение эффективности преобразования электромагнитной энергии в тепловую невозможно без более глубокого понимания физических механизмов преобразования энергии и выработки новых подходов к увеличению величины SAR. Целью данной работы является экспериментальное изучение характера зависимости величины SAR от амплитуды магнитного поля для магнитных наночастиц (МНЧ) ферритов ZnMn и выявление вклада ненулевой ширины петли гистерезиса в нагрев МНЧ. МНЧ ферритов ZnMn были получены методом химического соосаждения. Проведенные экспериментальные исследования показывают, что в крупных МНЧ характер поведения величины SAR существенно изменяется по мере увеличения амплитуды электромагнитного поля (ЕМ) , что связано с изменением скорости увеличения площади петли гистерезиса при возрастании амплитуды ЕМ поля. Это позволяет сделать вывод о том, что в крупных МНЧ гистерезисный механизм нагрева является доминирующим и МНЧ размером более 13нм являются не менее перспективными, чем малые суперпарамагнитные частицы (<10нм). Сделан вывод, что с учетом критерия Брезовича выбор величины поля на уровне 100 Э более целесообразен для клинической практики применения данных МНЧ.
Показать АннотациюОсобенности структуры и эффекта Мессбауэра в твердых растворах системы $(1-x)$Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_3$—$x$Pb(Fe$_{2/3}$W$_{1/3}$)O$_3$
Особенности структуры и эффекта Мессбауэра в твердых растворах системы $(1-x)$Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_3$—$x$Pb(Fe$_{2/3}$W$_{1/3}$)O$_3$
Е. В. Глазунова$^1$, С. П. Кубрин$^2$, Л. А. Шилкина$^3$, И. А. Вербенко$^4$, Л. А. Резниченко$^5$
В данной работе проводится исследование твердых растворов системы $(1-x)$Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_3$—$x$Pb(Fe$_{2/3}$W$_{1/3}$)O$_3$ с помощью рентгенографии и Мессбауэровской спектроскопии. Для получения твердых растворов использовался метод двухстадийного твердофазного синтеза и спекания по обычной керамической технологии. Получены беспримесные ТР системы ($(1-x)$Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_3$—$x$Pb(Fe$_{2/3}$W$_{1/3}$)O$_3$. Выявлено отклонение параметров ячейки от правила Вегарда, что свидетельствует о расслоении структуры на микрообласти отличающиеся составом. Установлено возникновение кластеризации ионов Fe$^{3+}$ в B-подрешетке. Показано, что введение в систему PbFe$_{2/3}$W$_{1/3}$O$_3$ приводит к частичному упорядочению катионов в B-положении.
Показать АннотациюАнализ температурных зависимостей теплоёмкости клатратов седьмого типа на основе фосфора и никеля в температурной области 2 – 300 К
Анализ температурных зависимостей теплоёмкости клатратов седьмого типа на основе фосфора и никеля в температурной области 2 – 300 К
К. С. Пилипенко$^1$, А. В. Матовников$^1$, Н. В. Митрошенков$^1$, А. В. Шевельков$^2$, В. В. Новиков$^1$
Статья посвящена экспериментальному исследованию теплоёмкости CP(T) неорганических клатратов VII-го типа: SrNi2P4 и BaNi2P4 в низкотемпературном диапазоне 2 – 300 К. Изучаемые соединения были синтезированы с помощью двухэтапного ампульного метода. Наблюдаемые диффузные максимумы CP(T) около 5 K связаны с влиянием двухуровневых систем в подрешетке гостевых атомов. Совместный анализ температурной зависимостей теплоемкости обоих клатратов с использованием данных температурной зависимости параметров решётки в рамках модели Дебая-Эйнштейна позволил определить характеристические температуры клатратных каркасов, атомов гостей, а также параметров двухуровневых систем. Так же обсуждается взаимосвязь полученных параметров с особенностями кристаллические структуры клатратов VII-го типа.
Показать АннотациюРазработка методов томографии однофотонных детекторов, различающих число фотонов, и их апробация на простейших моделях".
Разработка методов томографии однофотонных детекторов, различающих число фотонов, и их апробация на простейших моделях".
С. Ю. Заруцкий$^1$, Г. В. Авосопянц$^{1,2}$, Б. И. Бантыш$^{1,2}$, Н. А. Борщевская$^{1,2}$, К. Г. Катамадзе$^{1,2}$
Однофотонные детекторы, в том числе различающие число фотонов, играют ключевую роль в экспериментальных исследованиях в области квантовой оптики и квантовой информатики. Однако такие детекторы имеют ряд недостатков, и выбор детектора всегда является компромиссным решением [1] между такими характеристиками как квантовая эффективность, мертвое временя и т.д. Ввиду этого при проведении измерений теряется и искажается часть информации, что негативным образом сказывается на получаемых экспериментальных данных. В проведенном исследовании предлагается метод для проведения томографии детекторов, различающих число фотонов. Посредством предложенного метода восстанавливаются основные характеристики детекторов и источников излучения. Выполняется проверка предлагаемого метода на простейших моделях.
Показать АннотациюМодельные подходы к верификации параметров процесса радиационной стерилизации костных имплантатов
Модельные подходы к верификации параметров процесса радиационной стерилизации костных имплантатов
А. О. Хуцистова$^1$, В. В. Розанов$^{1,2}$, И. В. Матвейчук$^2$, А. П. Черняев$^{1,3}$
С использованием программного пакета GEANT4 осуществлено моделирование процесса радиационной стерилизации костных образцов для двух наиболее распространенных источников – потока гамма-квантов и ускоренных электронов. Показано, что при стерилизации гамма-квантами даже при малой исходной энергии потока (0,5 МэВ) имеет место высокая степень равномерности распределения величины поглощенной дозы, а как следствие – равномерность получаемого стерилизующего воздействия. При такой же энергии пучка ускоренных электронов основная часть поглощенной дозы приходится на поверхностную область. Увеличение энергии пучка электронов до 3 МэВ позволяет получить более равномерное распределение величины поглощенной дозы по объему костного фрагмента, а применение двустороннего облучения обеспечивает эффективное стерилизующее воздействие даже на центральную область имплантата. Полученные результаты позволили выявить закономерности формирования картины распределения величины поглощенной дозы в зависимости от параметров электронного пучка, условий и геометрии процесса облучения и выработать на этой основе практические рекомендации по оптимизации режимов радиационной обработки костного имплантата с использованием быстрых электронов. Это позволит обеспечить равномерную обработку костных фрагментов с размерами, характерными для применения в костной пластике.
Показать АннотациюРасчетно-экспериментальные исследования потери массы полимерного материала под действием ультрафиолетового излучения в вакууме
Расчетно-экспериментальные исследования потери массы полимерного материала под действием ультрафиолетового излучения в вакууме
И. Б. Винтайкин
Исследовано влияние ультрафиолетового излучения на кинетику потери массы образца модельного полимерного композиционного материала в вакуумной камере при давлении $10^{-5}$ Па. Источником ультрафиолетового излучения служила дейтериевая лампа DDS-30. Для измерения кинетики потери массы использовался датчик потери массы на основе кварцевого микровесов. Проведен сравнительный анализ экспериментальных временных зависимостей потери массы образцов модельного материала, нагретых до ($70\pm 1$)~\textdegree C, и образцов при воздействии ультрафиолетового излучения, температура которых также поддерживается равной ($70\pm 1$)~\textdegree C. Результаты анализа показали, что одновременное воздействие на модельный материал в вакууме тепла и ультрафиолетового излучения приводит к увеличению скорости потери массы образца, особенно в начальный период воздействия --- в течение первых 10 часов после включения источника излучения. Последнее объясняется составом модельного материала. Для качественной интерпретации результатов эксперимента были предложены математические модели, описывающие кинетику потери массы как при тепловом воздействии, так и при комбинированном воздействии на материал образца тепла и ультрафиолетового излучения, а также модель конденсации продуктов выделения газа на чувствительном элементе датчика потери массы.
Показать АннотациюИзменения структуры поверхности стекла К-208 при облучении протонами средних энергий
Изменения структуры поверхности стекла К-208 при облучении протонами средних энергий
И. П. Малашин
Методами атомно-силовой микроскопии исследовано влияние протонного облучения на процесс изменения структуры поверхности стекла К-208, обусловленный образованием микротрещин и газонаполненных пузырьков. В качестве экспериментальных образцов выбраны пластины из стекла К-208, которые используются для защиты фотоэлементов солнечных батарей космических аппаратов. В результате анализа экспериментальных данных, полученных методами атомно-силовой микроскопии, установлено, что на поверхности стекла К-208, облученного в вакууме ($10^{-4}$ Па) протонами с энергией 20 и 30 кэВ при плотности потока $\varphi_p =6{,}0 \cdot 10^{10}$ см$^{-2}$с$^{-1}$ и флюенсе $\Phi_p = (10^{15} \div 6{,}6\cdot 10^{16})$ см$^{-2}$ образуются газонаполненные пузырьки и микротрещины, характерные размеры которых растут с увеличением флюенса. Показано, что для тех же значений $\varphi_p$ и $\Phi_p$ облучение стекла К-208 протонами с энергией 20 кэВ не приводит к образованию микротрещин.
Показать Аннотацию