Издательский отдел ОИЯИ: Препринты и сообщения

На главную

Препринты

К тематическим категориям

Архив (1999 - 2019)

2020

P4-2020-40 (360.365)
Ефимов А. Д., Изосимов И. Н.
Описание состояний ираст-полосы в ¹⁵⁶Dy

На основе расширенной микроскопической версии МВБ1 получено описание свойств состояний ираст-полосы в ¹⁵⁶Dy до спина 18⁺. Ряд состояний этой полосы (6⁺, 8⁺ и 10⁺) заселяются из возбуждения 8⁺ (2,788 МэВ), заселяемого в результате β⁺/ЕС-распада из изомерного состояния 9⁺ в ¹⁵⁶Ho.

E1-2020-38 (459.324)
Кордун К. М. и др.
Первые измерения космических лучей для будущего проекта MCORD

Многоцелевой детектор (MPD) — это основной детектор для будущего ионного коллайдера на базе нуклотрона (NICA), расположенного в Дубне. Для полной функциональности MPD требуется дополнительная система, работающая вне пучка, для калибровки и подавления частиц космических лучей (в основном мюонов). Прототип такой системы для детектора MPD находится в стадии разработки. Он называется детектором космических лучей MPD (MCORD). Для калибровки результатов моделирования расширенного космического ливня (ECS) нужны результаты измерений реальных космических лучей, выполненных в месте расположения комплекса NICA. Описываются первые измерения космических лучей, выполненные с помощью простых детекторов CosmicWatch на основе небольших пластиковых сцинтилляторов размером 5 ⨯ 5 см с кремниевыми фотоумножителями (SiPM).

E1-2020-37 (336.473)
Белевич М. и др.
Детектор космических лучей для коллайдера NICA

Многофункциональный детектор (MPD) является главной частью нового ионного ускорительного комплекса (NICA), расположенного в Дубне. Для повышения производительности MPD было предложено добавить дополнительную триггерную систему мюонов для калибровки вне пучка субдетекторов MPD и подавления фона космических лучей во время эксперимента. Также система может быть очень полезна для астрофизических наблюдений за космическими ливнями, инициированными первичными частицами высоких энергий. В статье описываются основные цели работы детектора MCORD и ранняя стадия разработки MCORD на основе пластиковых сцинтилляторов с кремниевыми фотоумножителями (SiPM) для сцинтилляционного считывания и электронной системы на основе стандарта MicroTCA.

E3-2020-36 (509.849)
Ндлову Н. и др.
Измерение сечений реакций, индуцированных нейтронами высоких энергий, на кобальте и висмуте

Существует не много экспериментальных данных для библиотек нейтронных сечений реакций (n, xn) на различных материалах для энергий выше 20 МэВ. Для высоких энергий (выше 20 МэВ) этот набор (n, xn) реакций важен для мониторинга флюенса нейтронов и развертывания спектров ядерных реакторов будущего IV поколения. Были попытки измерить поперечные сечения природного кобальта и висмута при энергии падения нейтронов до 90 и 140 МэВ. Эти измерения были выполнены с использованием квазимоноэнергетической нейтронной установки в iThemba LABS (ЮАР). Кроме того, аналогичные эксперименты с использованием нейтронов высокой энергии были выполнены с природным иттрием в Лаборатории Сведберга в Швеции. Измеренные сечения сравниваются с некоторыми доступными данными о сечениях нейтронно-индуцированных реакций при высоких энергиях. Данные, полученные в обеих лабораториях, потребовали внесения поправок на вклад низкоэнергетического хвоста (континуума) в спектр падающих нейтронов в этих измерениях.

E13-2020-35 (399.280)
Банцер А. и др.
Электронная система считывания, разработанная для детектора MCORD для экспериментов на NICA

Одним из компонентов ионного ускорительного комплекса NICA, сооружаемого в ОИЯИ (Дубна), является MPD (Multi-Purpose Detector). Его работа отслеживается и управляется системой медленного контроля. Электронное оборудование этой системы размещено в телекоммуникационных серверных шкафах рэкового типа, расположенных на поддерживающей многоэтажной механической конструкции. Проект под названием «Прототип дозиметрической системы для электронного оборудования системы медленного котроля в экспериментах на комплексе NICA» начат для разработки прототипа дозиметрической системы постоянного мониторинга электронных устройств в составе системы медленного контроля оборудования MPD и его защиты от ионизирующих излучений. Система будет оснащена средствами оповещения для информирования уполномоченного персонала о пересечении безопасного порога излучения, выше которого оборудование может выйти из строя. В~статье описывается актуальное состояние этой системы и планы ее усовершенствования. Более подробно показана логическая структура управляющей программы и ее функционал.

E13-2020-34 (327.926)
Коласински П. и др.
Электронная система считывания, разработанная для детектора MCORD для экспериментов на NICA

Система многоцелевого детектора (MPD) является частью нового ускорительного комплекса (Nuclotron-based Ion Collider fAcility — NICA), расположенного в Дубне (Россия). Для соответствия всем функциям и требованиям MPD была разработана дополнительная триггерная система (старта и синхронизации), которая выполняет две основные задачи: она отвечает, во-первых, за калибровку субдетекторов MPD вне луча, а во-вторых, за идентификацию и отбрасывание частиц космических лучей. Кроме того, систему можно использовать для наблюдения космических ливней, инициированных первичными частицами высокой энергии. Для детальной разработки требований к детектору космических лучей MPD (MCORD) и других задач был сформирован консорциум NICA-PL. В консорциуме участвуют многие польские ведущие научные учреждения. В данной статье представлена электронная система считывания для проекта MCORD. Также кратко описываются тракт данных сигналов и все подсистемы обработки сигналов: сцинтилляторы, оснащенные детектором SiPM (кремниевые фотоумножители), аналоговые интерфейсы (AFE), HUB и система обработки MTCA.

E1-2020-33 (299.099)
Шута М. и др.
Распределение среднего потока нейтронов высокой энергии в подкритической сборке «Квинта», облученной протонным пучком с энергией 0,66 ГэВ с применением метода спектрального индекса актинида

Для оценки распределения нейтронных потоков высокой энергии в подкритической сборке «Квинта» (Объединенный институт ядерных исследований, Дубна) были пространственно распределены двадцать три образца природного урана. Образцы облучались с помощью нейтронов расщепления. Когда соотношение поперечного сечения деления и поперечного сечения захвата природного урана для выбранной из базы ядерных данных нейтронной энергии равно измеренному соотношению спектральных индексов актинида, тогда можно оценить среднее распределение нейтронного потока в сборке.

E1-2020-32 (191.893)
Белевич М., Канкевич П., Хлопик А.
Минимальное разрешение MCORD как следствие требований астрофизических наблюдений

Для полной функциональности многоцелевой детектор (MPD) нуждается в дополнительной системе запуска для калибровки вне пучка и подавления частиц космических лучей. Прототип системы измерения космических лучей для детектора MPD находится в стадии разработки и называется MPD Cosmic Ray Detector (MCORD). Он сможет обнаруживать мюоны, идущие со всех сторон от зенита до горизонта, с информацией о векторе направления частицы. Теоретически можно будет распознать внегалактический источник космической частицы, но только в случае космических лучей сверхвысокой энергии (UHECR), подключенных к расширенному космическому ливню (ECS). Нужно использовать оптимальное разрешение положения MCORD, чтобы идентифицировать возможные источники на поверхности небесной сферы.

P3-2020-31 (671.936)
Аксенов В. Л., Рзянин М. В., Шабалин Е. П.
Исследовательские реакторы ОИЯИ: взгляд в будущее

Изложена концепция нового пульсирующего реактора ИБР-3 («Нептун»), по своим параметрам превосходящего существующие и сооружаемые импульсные источники для исследований на выведенных пучках. Кратко обсуждаются научная программа, реализация которой затруднена или невозможна на существующих источниках, а также инфраструктура обеспечения экспериментов.

E2-2020-24 (700.144)
Зборовский И., Токарев М.В.
Самоподобие, фрактальность и принцип энтропии в столкновениях адронов и ядер на Tevatron, RHIC и LHC

Обосновывается z-скейлинг инклюзивных спектров как проявление самоподобия и фрактальности адронных взаимодействий. Установлено скейлинговое поведение рождения отрицательно заряженных адронов в Au+Au-столкновениях на RHIC в рамках программы BES-I. Скейлинговая функция ψ(z) как функция переменной подобия z зависит от модельных параметров – фрактальных размерностей и «удельной теплоемкости», а ее форма не зависит от энергии и центральности столкновения и типа инклюзивной частицы. В рамках теории z-скейлинга, учитывающего принцип максимума энтропии, оценена зависимость величины энергетических потерь конституентов от энергии и центральности столкновения и импульса регистрируемой частицы. Сформулирован новый закон сохранения, учитывающий фрактальные размерности и доли импульсов конституентов. Обсуждается возможность квантования фрактальных размерностей.

P9-2020-22 (2.121.268)
Будагов Ю. А. и др.
Сотрудничество ОИЯИ с научными учреждениями Республики Белоруссии в области сверхпроводящих ускорительных резонаторов

Ученые и специалисты Республики Белоруссии из НИИ ЯП БГУ, БГУИР, ФТИ и НПЦ по материаловедению НАН Белоруссии совместно с физиками ОИЯИ разработали, изготовили и испытали при температуре жидкого гелия 4,2 К три опытных образца ускорительного сверхпроводящего ниобиевого резонатора эллиптического типа на частоту 1,3 ГГц для ускорителей электронов и позитронов. Работа инициирована в рамках проекта Международного линейного коллайдера (ILC – International Linear Collider). Впервые в Белоруссии был достигнут сверхпроводящий режим работы резонаторов и получено максимальное значение нагруженной добротности резонатора, равное 2,8101 · 10⁹, при абсолютном согласовании резонатора с СВЧ-трактом – КСВ = 1,0000.

P2-2020-18 (423.909)
Шиндин Р. А. и др.
Представление зарядово-обменного процесса nd → p(nn) под углом 0^° в рамках упругого рассеяния np → np на 180^°

Рассмотрена проблема спиновой физики, связанная с различием представлений упругого взаимодействия между нейтроном и протоном. Взаимодействие можно назвать процессом упругой перезарядки np → pn либо расценить как реакцию np → np рассеяния нейтрона. Преобразование от одного представления к другому обеспечивает унитарный оператор Майораны. В рамках импульсного приближения дважды определена квазиупругая реакция перезарядки нейтрона на дейтроне. В представлении nd → p(nn) при рассеянии протона на угол θ получена формула Дина. C помощью представления nd → (nn)p квазиупругого рассеяния нейтрона (образующего с нейтроном-спектатором nn-пару) под углом π – θ определена альтернативная формула.

P9-2020-17 (381.476)
Карамышев О. В. и др.
Исследования и разработка сверхпроводящего циклотрона SC230 для протонной терапии

Представлен концептуальный проект компактного сверхпроводящего циклотрона SC230, ускоряющего пучок протонов до энергии 230 МэВ, для протонной терапии и медико-биологических исследований.
SC230 — изохронный четырехсекторный циклотрон на основе магнита броневого типа с магнитным полем в центре 1,7 Тл. Сверхпроводящие обмотки будут заключены в криостат, все остальные части циклотрона «теплые». Ускорение осуществляется на четвертой кратности частоты ускоряющей высокочастотной системы, состоящей из четырех резонаторов, расположенных в долинах циклотрона. В ускорителе планируется использовать внутренний источник типа Пеннинга с горячим катодом. Вывод осуществляется при помощи электростатического дефлектора, расположенного в зазоре между секторами, и двух пассивных магнитных каналов.

P10-2020-15 (1.411.432)
Дедович Т. Г., Токарев М. В.
Критерии восстановления фракталов и подавления фоновых событий SePaC-методом

В работе анализируются SePaC-методом фракталы и различные фоновые события (перемешанные, случайные, распределенные по закону Гаусса, а также по степенному и экспоненциальному законам) с целью поиска и реконструкции фрактальных структур. Показано, что часть фоновых событий восстанавливается как фракталы. Рассмотрены распределения различных событий по фрактальной размерности. Установлено, что распределения для фракталов и фоновых событий различаются. Введены величины, описывающие особенности фрактальных структур, и проведено их сравнение для фракталов и фоновых событий. Предложены критерии для подавления фона, и представлены результаты их применения. Установлено, что при использовании этих критериев по отдельности происходит изменение распределений фоновых событий по размерности, а при комбинации критериев заметно подавляется фон.

P13-2020-14 (1.421.378)
Пепелышев Ю. Н. и др.
Концепция импульсного реактора периодического действия ИБР-4

Действующий в Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ высокопоточный импульсный реактор ИБР-2М с плотностью потока нейтронов на уровне ∼ 10¹³см^-2 · с^-1 к концу 2030-х годов исчерпает свой ресурс и будет остановлен. Главный недостаток предлагаемых вместо ИБР-2М источников — необходимость проведения значительных опытно-конструкторских работ при серьезных финансовых затратах и трудно прогнозируемых конечных результатах. В работе дана концепция нейтронного источника ИБР-4 с топливом на основе двуокиси плутония. Суть концепции состоит в следующем: при разработке и создании нового источника в полной мере используются уже готовые и апробированные на других ядерных установках технические решения. В этом случае источник реализуем, надежен и безопасен при минимальных объемах опытно-конструкторских работ и финансовых затратах. При частоте 5 с^-1 и мощности 5 МВт плотность потока тепловых нейтронов в ИБР-4 достигает 5,8 · 10¹³ см^-2 · с^-1, а при частоте 10 с^-1 и мощности 10 МВт источник позволяет получить рекордные потоки тепловых нейтронов на уровне 1,1 · 10¹⁴ см^-2 · с^-1.

P3-2020-13 (177.634)
Шабалин Е. П., Рзянин М. В.
Анализ динамики импульса мощности реактора «Нептун»: сравнение моделей расчета

Рассматривается динамика импульса мощности в импульсном реакторе периодического действия с учетом быстрой обратной связи. Расчетный метод включает в себя систему связанных уравнений, основанных на приближении одноточечной кинетики и двух моделях термоупругого поведения топливных стержней: приближении одномерного осциллятора и, что более реалистично, подходе, учитывающем распространение упругой волны в стержне. Показано, что реалистичный выбор параметров в осцилляторной модели дает результат, согласующийся с данными волновой модели.

P16-2020-12 (124.008)
Крылов В. А., Павлик Е. Е., Тимошенко Г. Н.
Градуировка многосферного спектрометра нейтронов в открытой геометрии

Описана процедура градуировки многосферного спектрометра нейтронов с источником ²⁵²Cf в открытой геометрии, и получен градуировочный коэффициент, усредненный по шести сферам. Результаты подтверждены восстановлением исходного спектра ²⁵²Cf по показаниям спектрометра.

P18-2020-7 (960.632)
Густова М. В. и др.
Определение микроэлементов и радионуклидов в грибах из разных регионов России

Проведен анализ элементного состава дикорастущих грибов, собранных в окрестностях разных городов России. 27 химических элементов и отдельных радионуклидов (³²⁸U, ¹³⁷Cs и др.) аналитически определены с помощью ядерно-физических методов анализа: рентгенофлуоресцентного, гамма-активационного, гамма-спектрометрического и трекового. Выявлены зависимости содержания элементов и радионуклидов от вида гриба. Показано различие коэффициентов накопления элементов в грибах разных экологических групп. Изучена кинетика десорбции ¹³⁷Cs из разных частей плодового тела грибов в водную фазу. Сделано предположение о возможности нахождения на поверхности гриба космической пыли.

P13-2020-6 (833.968)
Пепелышев Ю. Н., Попов А. К., Сумхуу Д., Рогов А. Д.
О пределах колебательной неустойчивости импульсных реакторов периодического действия

На основе экспериментальных и модельных исследований, проведенных на реакторах ИБР-2 и ИБР-2М, показано, что импульсные реакторы периодического действия (ИРПД) имеют принципиальные ограничения по устойчивости. При этом деградационные изменения в активной зоне ИРПД приводят к сильному ослаблению быстрой мощностной обратной связи, что вызывает появление колебательной неустойчивости. В целях безопасности мощность ИРПД даже для свежего топлива ограничена уровнем 2—3 МВт. Также отмечается сильная нестационарность параметров быстрой мощностной обратной связи с энерговыработкой, которая приводит к соответствующим изменениям динамики импульсного реактора. Для обеспечения безопасной работы ИБР-2М требуются всесторонние исследования.

2020-2 (1.706.780)
Краткий обзор важнейших научных результатов объединенного института ядерных исследований в 2019 году

P5-2020-1 (1.547.748)
Дикусар Н. Д.
Полиномиальный прогноз на трехточечных сетках

В рамках недавно предложенного метода базисных элементов (МБЭ) сделан новый подход к решению задачи полиномиального прогноза и экстраполяции шестого порядка для гладких функций. Прогноз на один шаг вперед определяется с помощью двух многочленов пятой степени. Формулы для коэффициентов МБЭ-многочленов зависят от шага сетки, значений функции и ее первой производной в узлах двух трехточечных сеток. Метод проверен численным решением задачи Коши для ОДУ. Эффективность численного интегрирования обеспечивается трехкратным вычислением правой части уравнения и порядком точности O(h⁵). МБЭ-прогноз может служить основой для разработки и создания эффективных алгоритмов численного решения задач Коши для ОДУ, включая жесткие.

наверх