Анализатор спектров рентгеновского и гамма-излучений
на основе CdTe p-i-n детекторов – «Радиант»
А. X. Хусаинов, ,
, ,
, ,
, ,
Аннотация
На основе оригинальной технологии изготовления CdTe p-i-n детекторов высокой разрешающей способности, разработанных в ФГБУ «ПИЯФ» НИЦ «Курчатовский институт», создан портативный анализатор рентгеновского и гамма-излучения. Анализатор состоит
из блока детектирования с CdTe p-i-n детектором, блока амплитудного анализатора и оригинального программного обеспечения. Анализатор успешно решает задачи элементного анализа состава вещества в полевых и промышленных условиях, задачи МАГАТЭ
по обнаружению и анализу ядерных материалов.
Работа выполнена в Отделении нейтронных исследований (ОПЯД).
Analyzer of Rentgen and Gamma Ray Spectra Based
on CdTe p-i-n Detectors – "Radiant"
A. Kh. Khusainov, A. V. Derbin, V. A. Solovei, V. N. Muratova,
V. G. Muratov, S. V. Bakhlanov, T. A. Antonova, M. P. Zhukov,
V. V. Lysenko, E. V. Fedorov, L. A. Silanteva, N. T. Kislitskiy
Abstract
On the basis of original manufacturing techniques CdTe p-i-n the detectors of high resolution developed in PNPI NRC "Kurchatov Institute", the portable analyzer of rentgen and gamma rays spectrum is created.
The analyzer consists of the block of detecting with CdTe p-i-n the detector, the block of the peak analyzer and the original software, analyzers successfully solve problems of the element analysis
of structure of substance in field and industrial conditions, problems IAEA on detection and
the analysis of nuclear materials.
The work has been performed at the Neutron Research Department (DSND).
Препринт № 000, 16.07.2015 г.
Email: *****@***spb. ru
Моделирование траекторий атомов водорода и дейтерия
в поляризованных источниках
, ,
, ,
Аннотация
Работа выполнена в рамках эксперимента PolFusion, направленного на исследование
dd-ядерного синтеза с поляризованными исходными дейтронами. Основными элементами экспериментальной установки являются источники поляризованных атомов водорода
и дейтерия. Для получения высокоинтенсивных поляризованных пучков необходимо построение математической модели источников с вычислением и оптимизацией траекторий атомов в высокоградиентных магнитных полях. Существенным достижением данной работы является отказ от цилиндрической (двумерной) симметрии модели и переход на полное трехмерное моделирование траекторий. В работе приводятся описание принципов построения программы моделирования траекторий и результаты моделирования различных поляризованных источников.
Работа выполнена в Отделении физики высоких энергий (ЛКСТ) при поддержке гранта РНФ (проект № 14-12-01056).
Trajectories Calculations for Hydrogen and Deuterium
Atoms in the Polarized Sources
K. A. Ivshin, P. A. Kravtsov, S. G. Sherman, A. N. Solovyev,
I. N. Solovyev, A. A. Vasilyev, M. E. Vznuzdaev
Abstract
This work has been done for the PolFusion experiment. The experiment is devoted to investigation of the nuclear dd-fusion reaction with polarized initial particles. The experimental setup consists of two polarized hydrogen or deuterium sources. Mathematical model of the polarized source is highly required to obtain high intensity polarized beams using calculation and optimization of the atomic trajectories in high gradient magnetic fields. A significant achievement of the described model is calculation of three-dimensional trajectories instead of cylindrical two-dimensional calculations used in former models. Basic approaches of the trajectories calculations are described along with the calculation results for various polarized sources.
The work has been performed at the High Energy Physics Division (CSTD) and supported by the RSE (Project 14-12-01056).
Препринт № 000, 09.10.2015 г.
Email: *****@***spb. ru
Относительная биологическая эффективность протонов:
феноменологические модели и клиническое применение
,
Аннотация
В настоящей работе проводится обзор экспериментальных и теоретических работ
по определению относительной биологической эффективности протонов с целью последующей разработки программы исследований в данном направлении на базе оборудования и установок ФГБУ «ПИЯФ» НИЦ «Курчатовский институт». Показано, что имеющиеся методы перехода от поглощенной дозы к биологической не являются достаточно точными для применения в клинической практике, а пробел в понимании механизма действия протонов на вещество свидетельствует о необходимости проведения дополнительных исследований в этой области.
Работа выполнена в Отделении перспективных разработок (ЛРФ).
Relative Biological Effectiveness:
Phenomenological Models and Clinical Implementation
N. A. lvanov, Zh. S. Lebedeva
Abstract
An overview of theoretical works and experimental results of proton relative biological effectiveness determination was done. The aim of the study is to setup the investigation program
at PNPl of NRC "Kurchatov Institute" in this field. It was shown that methods of conversion between absorbed and biological doses are not enough accurate to be used in clinical practice. An additional research are needed to fill the gap in understanding of the mechanisms of proton interaction with biological objects.
The work has been performed at the Knowledge Transfer Division (RPL).
Сообщение № 000, 25.09.2015 г.
Email: *****@***spb. ru
Условия синтеза фуллеренов
Аннотация
Рассмотрены электрофизические методы производства фуллеренов. Приведены основные характеристики устройств для синтеза фуллеренов с помощью электрической дуги и
с использованием плазмотрона. Рассматриваются условия, влияющие на синтез фуллеренов. На основе анализа этих условий сформулированы направления для увеличения выхода фуллеренов в процессе синтеза.
Работа выполнена в Отделении нейтронных исследований (группа РФТТ, ЛНФХИ).
The Conditions of Fullerene Synthesis
A. A. Zakharov
Abstract
Electrophysical methods of fullerene production are considered. The main characteristics
of electric arc and plasmatron devices for fullerene synthesis are described. The conditions affecting the synthesis of fullerenes are discussed. On the base of the analysis of these conditions
the promising ways to increase the yield of fullerenes in the synthesis process are formulated.
The work has been performed at the Neutron Research Department (RPSS, LNPCR).
Препринт № 000, 06.10.2015 г.
Email: *****@***spb. ru
Увеличение временного ресурса газоразрядных детекторов методом плазмохимического травления осадков кремния в 80% CO2 + 20% CF4
, ,
, ,
,
Аннотация
В работе представлен метод удаления осадков соединений кремния с анодной проволочки в газоразрядном пропорциональном счетчике. Процесс старения анодной проволочки в счетчике с рабочими газовыми смесями 70 % Аr + 30 % СO2 и 60 % Аr + 30 % СO2 + 10 % CF4 стимулировался путем облучения b-источником 90Sr. Для ускорения процесса старения газовая смесь подавалась в счетчик через трубку с герметиком, нанесенным на ее стенки. В результате падение амплитуды сигнала в детекторе на 70 % наблюдалось уже при накопленном заряде Q = 0,03 Кл/см. Плазмохимическое травление кремниевых осадков на проволочке в газовом разряде 80 % CF4 + 20 % СО2 привело к полному восстановлению рабочих характеристик детектора и увеличению его временного ресурса. Анализ качества поверхности проволочки после ее восстановления был выполнен при помощи сканирующего электронного микроскопа, а также методом рентгенофлуоресцентного анализа. Согласно полученным результатам достигнута хорошая очистка поверхности от образований SiO2, вызванных процессами старения в рабочем объеме детектора.
Работа выполнена в Отделении физики высоких энергий (ОТД).
Life Time Extension of the Gas Discharge Detectors with Plasma Etching
of the Silicon Deposits in 80% CO2 + 20% CF4
G. E. Gavrilov, V. M. Vakhtel, A. G. Krivshich, V. A. Andreev, D. A. Maysuzenko,
T. A. Tavtorkina, A. A. Fetisov, N. Yu. Shvetsova
Abstract
A method of the silicon compounds elimination from the anode wire of the aged gas discharge proportional counter has been presented. Aging of the counter with the 70% Ar + 30% CO2 and
60% Ar + 30% CO2 + 10% CF4 working mixtures was stimulated by b-source 90Sr. To accelerate the process of anode aging the flow of the gas mixture to the counter passes through the pipe with RTV coated wall. As a result the amplitude of the signal is decreased by 70% when at the accumulated value of charge is very small and is only Q = 0.03 C/cm. The plasma etching of the silicon compounds on the wire surface with a 80% CF4 + 20% CO2 gas discharge leads to full restoration of the detector performance and increases tis lifetime. An electron scanning microscopy and X-ray spectroscopy analysis of the recovered wire surface have been performed. In accordance with obtained results a good quality of wire cleaning from SiO2 compounds is observed.
The work has been performed at the High Energy Physics Division (TDD).
Препринт № 000, 15.10.2015 г.
Email: *****@***spb. ru
Схема уровней ядра 163Dy
Аннотация
Существующая схема нижних уровней ядра 163Dy включает 103 уровня в интервале
0–6 270 кэВ, размещает 477 переходов и имеет нормированный c2 = 2,25, причем схема, содержащая 55 нижних уровней в интервале 0–1 950 кэВ, включает 302 перехода и имеет
c2 = 2,75. Использование программы построения схемы уровней с помощью ритцевских комбинаций позволило ввести в дополнение к 55 уровням 58 новых уровней, разместить
502 перехода и построить схему уровней с c2 = 1,71.
Работа выполнена в Отделении нейтронных исследований (ЛЯС).
163Dy Decay Level Scheme
S. L. Sakharov
Abstract
The low-lying level scheme of 163Dy includes 103 levels in the range 0–6 270 keV, places
477 transitions and have normalized chi-squared c2 = 2.25, with the scheme containing 55 the most low-lying levels in the range 0–1 950 keV including 302 transitions and having c2 = 2.75. Use of a computer code for constructing level scheme with the aid of Ritz combinations obtained from sums and differences of the energies of levels and non-placed transitions enabled one to introduce 58 new levels, to place 502 transitions and to construct level scheme with c2 = 1.71.
The work has been performed at the Neutron Research Department (NSL).
Report № 000, 28.10.2015 г., англ. текст
Email: *****@***spb. ru
Способ очистки растворов фуллерена С60 от примеси С120О
, ,
Аннотация
Разработан простой и эффективный способ удаления оксидных примесей из фуллерена C60, включающий термообработку кристаллического порошка фуллерена при температуре
160–170 °С в динамической атмосфере инертного газа с последующим удалением образовавшейся примеси С120О из концентрированного раствора методом агрегатирования. Способ позволяет количественно получать фуллерен С60 чистотой лучше, чем 99,5 %,
с минимальным содержанием примеси оксида димера С120О. Способ отличается от известных минимальными потерями фуллеренового материала и обладает возможностью масштабирования, т. е. возможно получение чистого фуллерена С60 в граммовых количествах.
Работа выполнена в Отделении нейтронных исследований (ЛНФХИ).
The Purification Fullerene C60 Solutions Method from the C120O Impurity
V. P. Sedov, A. A. Szhogina, N. A. Kulikova, L. I. Lisovskaya
Abstract
The simple and effective method of removal the oxide impurities from fullerene C60, is developed.
It includes crystal powder fullerene heat treatment at temperature 160–170 °C in the inert gas dynamic atmosphere with the subsequent formed impurity C120O removal from the concentrated solution by the aggregating method. The method allows quantitatively to receive fullerene C60 by cleanliness better, than 99.5 % with the minimal contents of a dimeric oxide C120O impurity. The method differs from earlier described by the minimal losses of fullerene material. The method has an opportunity of scaling that is preparing pure fullerene С60 in gram amounts.
The work has been performed at the Neutron Research Department (LNPCR).
Сообщение № 000, 20.11.2015 г.
Email: *****@***spb. ru
Аппаратно-программные средства для управления режимами работы
и комплексного контроля параметров системы высоковольтного обеспечения дифференциального ЭДМ-спектрометра ПИЯФ
, , ,
Аннотация
В работе описывается аппаратно-программное обеспечение дифференциального ЭДМ-спектрометра ПИЯФ с разнополярным высоковольтным напряжением до 200 кВ. Определены требования к средствам контроля параметров системы «высоковольтный источник – нагрузка» и выбран принцип их работы в условиях спонтанных пробоев в высоковольтных цепях. Предложен и опробован алгоритм программного обеспечения для осуществления управления и контроля.
Работа выполнена в Отделении нейтронных исследований (ЛФН, ОАЭР)
Hardware and Software for Controlling the Modes of Operation
and Comprehensive Monitoring of Parameters to Ensure High-Voltage System
of Differential EDM Spectrometer
A. O. Polyushkin, I. A. Krasnoshchekova, V. V. Marchenkov, V. A. Solovei
Abstract
This paper describes hardware and software of differential EDM spectrometer PNPI bipolar high voltage up to 200 kV. Requirements for system parameters of the high-voltage source – load has been defined. Algorithm of the work in conditions of spontaneous breakdowns in high-voltage circuits has been chosen. Data acquisition system (DAQ) for high-voltage measurement and control has been designed and tested.
The work has been performed at the Neutron Research Department (NPL, APED).
Препринт № 000, 09.12.2015 г.
Email: *****@***nw. ru
Новая магнитная ловушка из постоянных магнитов
для хранения ультрахолодных нейтронов
, ,
, А. 3. Андреев, ,
,
Аннотация
Описана конструкция новой магнитной ловушки из постоянных магнитов, предназначенной для хранения ультрахолодных нейтронов для проведения эксперимента по измерению времени жизни нейтрона. В предложенном варианте конструкции ловушки по сравнению
с первым вариантом особое внимание уделено системе запирания нейтронов в ловушке для их хранения. Оптимизация данной системы позволит поднять запирающее в ловушке нейтроны магнитное поле, тем самым даст возможность значительно увеличить число нейтронов, хранящихся в ее объеме, и, соответственно, повысить статистическую точность измерения времени жизни нейтрона.
Работа выполнена в Отделении нейтронных, исследований (ЛМАП).
New Magnetic Trap From Permanent Magnets
for Storage of Ultracold Neutrons
B. A. Bazarov, V. F. Ezhov, N. A. Kovrizhnykh, V. L. Ryabov,
A. Z. Andreev, A. G. Glushkov, V. A. Knyazkov, G. B. Krygin
Abstract
The design of the new magnetic trap from permanent magnets intended for storage of ultracold neutrons for carrying out experiment on measurement of the neutron lifetime is described.
In comparison with the first option of the design of the trap the main attention is paid to system
of locking of neutrons in the trap for their storage which optimization will allow to rise, locking neutrons in the trap, magnetic field and thereby, will give the chance considerably to increase number of the neutrons which are stored in its volume and, respectively, to increase the statistical accuracy
of the measurement of the neutron lifetime.
The work has been performed at the Neutron Research Department (MBL).
Препринт № 000, 03.12.2015.г.
Email: *****@***spb. ru
