Отче т о деятельности российской академии наук в 2003 году (стр. 11 из 56)
Анализ направлений прихода космических лучей, зарегистрированных Якутской установкой ШАЛ, обнаруживает значимую (больше
) анизотропию в интервале энергии (1-2).1019 эВ, характеризуемую избыточным потоком частиц, максимум которого находится в области небесной сферы с координатами 1.7h<a<3.7h; 45º<d<60º. Такой характер анизотропии ожидается, если вклад внегалактических источников в наблюдаемый поток космических лучей возрастает с ростом энергии Е и становится преобладающим при E>1019 эВ над вкладом галактических источников. (ИКФИА СО РАН)В рамках разработанного сценария двухэтапного коллапса железных ядер массивных звезд предложена интерпретация событий, наблюдавшихся 23 февраля 1987 года в подземном сцинтилляционном детекторе LSD за 4.7 часа до регистрации нейтрино от сверхновой SN1987A детекторами IMB, Kamiokande и БПСТ (Баксанский подземный сцинциляционный телескоп), как эффекта, инициированного потоком электронных нейтрино, испускаемых на первой стадии коллапса. (ИЯИ РАН, ИТЭФ)
Полученный на установке МГУ ШАЛ спектр по числу мюонов с энергией >10 ГэВ совместно со спектром по числу электронов позволил установить ограничения на представленность различных групп ядер в первичных космических лучах до и после излома (при ~3.1015 эВ) в рамках модели адронных взаимодействий QGSJET. Показано, что диффузионная модель позволяет воспроизвести не только спектры отдельных групп ядер, полученные на установке KASCADE, но и энергетический спектр всех частиц в диапазоне 1014-1018 эВ.
Во время серии крупных вспышек на Солнце в конце октября - ноябре 2003 года на спутнике КОРОНАС-Ф получена уникальная информация о солнечных нейтронах, g-излучении с энергией до 100 МэВ, электронах с энергией до 12 МэВ, протонах с энергией до 300 МэВ, а также о вариациях потока и спектра частиц в радиационных поясах Земли. (НИИЯФ МГУ)
При исследовании ускорения космических лучей на фронте ударной волны, порожденной взрывом сверхновой, показано, что максимальная энергия ускоренных частиц сильно зависит от скорости ударной волны и может достигать 1017 Z эВ в молодых сверхновых и падать до 1010Z эВ в конце стадии Седова эволюции остатка сверхновой (Z – заряд ускоряемого иона). Форма усредненного энергетического спектра космических лучей, инжектированных из остатков сверхновых в межзвездную среду, близка к E-2. (ИЗМИРАН)
Показано, что измерения распределения поверхностной яркости по видимому диску остатка сверхновой SN 1006, выполненные в рентгеновском диапазоне (2–10 КэВ) космической обсерваторией Chandra, полностью согласуются с предсказаниями нелинейной теории ускорения космических лучей в остатках сверхновых. (ИКФИА СО РАН)
Физика и техника ускорителей и других ядерно-физических установок
В сотрудничестве с китайскими коллегами были спроектированы и построены установки электронного охлаждения на 35 кВ и 300 кВ (ЭХ-35 и ЭХ-300, соответственно) для комплекса ускорителей тяжелых ионов в Ланчжоу. В 2003 году установка ЭХ-35 была собрана и испытана в Китае, а установка ЭХ-300 прошла испытания в ИЯФ и выслана в Китай. Установка ЭХ3-300, работающая при токе 3 ампера, включила в себя много новых решений, разработанных в ИЯФ СО РАН, и не имеет аналогов в мире.
По контракту с Центром СИ BESSY-2 спроектирован, изготовлен и успешно испытан сверхпроводящий поворотный магнит с максимальным полем 9.35 Тесла и радиусом поворота порядка метра. Поворотный магнит с такими параметрами изготовлен впервые в мире и является крупным шагом вперёд на пути создания компактных магнитов с предельно высокими полями для источников синхротронного излучения. (ИЯФ СО РАН)
Впервые суммарная продолжительность работы базовых установок (нуклотрона, циклотронов У-400 и У-400М, фазотрона и реактора ИБР-2) превысила 14 000 часов. На нуклотроне впервые с помощью модернизированного криогенного ионизатора «Крион-2» обеспечена инжекция и ускорение пучков высокозарядных ионов (Ar16+ и Fe24+) с высокой интенсивностью. Стабильная и эффективная работа ионных источников с пучком ионов 48Са при рекордно низком расходе этого дорогостоящего изотопа (0.8 мг/час) обеспечила 5250 часов работы циклотрона У-400 для успешного синтеза 115 элемента. Около 30% работы фазотрона было направлено на лечение онкологических больных (98 чел. за год). (ОИЯИ)
Плановое время работы ускорителя У-70 в двух сеансах составило 2024 часа с интенсивность до 1,65·1013 прот/цикл. Впервые в рабочем режиме реализован медленный вывод высокоинтенсивного пучка на установку ФОДС-2, что позволило создать уникальный пучок поляризованных протонов с энергией 40 ГэВ. Смонтировано «теплое» электрофизическое оборудование на канале сепарированных К-мезонов и пусковые работы на канале запланированы на 2004 год. Осуществлен физический пуск элементов нового линейного ускорителя - инжектора бустера на энергию 30 МэВ (УРАЛ-30М) и получен коэффициент прохождения пучка близкий к 100% в цепочке: ионная пушка-согласующий канал-секция С1-секция С2. (ИФВЭ)
Ускорительный комплекс ТВН ИТЭФ отработал 4050 час. В бустерном синхротроне УК увеличена энергия ускоренных ионов С4+ до 370 МэВ/а.е.м. В накопительном кольце У-10 достигнута интенсивность накопленного пучка ядер углерода >1010 частиц, превышающая интенсивность инжектируемого пучка более чем в 40 раз. В Центре ПЛТ 91 онкологический больной получил курс лучевой терапии. На сегодняшний день в Центре прошли облучение 3642 больных. (ИТЭФ)
Общая продолжительность работы ускорителя Московской мезонной фабрики составила 2400 часов для обеспечения физической программы, комплекса протонной терапии и производства радиоизотопов для медицины. Достигнута эффективность работы ускорителя свыше 95% за рабочую смену при интенсивности пучка 100 мкА. На стенде получена рекордная интенсивность пучка поляризованных ионов Н- 3.8 мА в импульсе при длительности 180 мкс и частоте следования 5 Гц. Выполнены первые измерения на нейтронном времяпролётном спектрометре РАДЭКС: измерены потоки быстрых и промежуточных нейтронов в интервале энергии от 1 кэВ до 2 МэВ на 50-метровой пролетной базе и спектры гамма-излучения с энергией до 1.5 МэВ. (ИЯИ РАН)
Новая аппаратура и методики, использование методов
ядерной физики в других областях науки и технологий
Обнаружено явление задержки мартенситных превращений в сплаве Cu-Al-Ni в процессе его облучения нейтронами реактора, а также устойчивое уменьшение температур мартенситных переходов с нарастанием флюенса нейтронов. Данные свидетельствуют о разупорядочении кристаллической структуры сплава и нарушении когерентности межфазных границ при облучении. Данные могут быть использованы для прогнозирования работы устройств из материалов с памятью формы в нейтронных полях. (ПИЯФ РАН)
На модернизированной установке ГОЛ-3 достигнут существенный прогресс в увеличении времени удержания плазмы при высокой ионной температуре. При плотности плазмы (1-3)1021м-3 найдены условия, при которых плазма оставалась макроскопически устойчивой, а полученное время жизни плазмы (порядка 1 мс) соответствовало расчетному для многопробочной ловушки в условиях эксперимента. Высокая ионная температура (больше 1 кэВ) является следствием быстрого коллективного нагрева ионов при инжекции мощного электронного пучка в гофрированную ловушку (ИЯФ СО РАН).
Проведены эксперименты по исследованию одной из физических схем газодинамического термоядерного синтеза, в котором обжатие и нагрев термоядерной мишени осуществляется с помощью заряда химического взрывчатого вещества. В экспериментах 2.5 мг дейтериево-тритиевой смеси (DТ) сжималось до плотности r@100г/см3 и было нагрето до температуры Т@0.35 кэв. Полная энергия, переданная (DТ) газу от заряда химической взрывчатки, составила ~ 100 кдж, а достигнутый нейтронный выход @2×1013 н. Для такой массы (DТ) смеси полученные параметры инерциального синтеза в настоящее время являются рекордными. (РФЯЦ ВНИИЭФ)
В рамках проблемы “Физика очага землетрясений и физика разрушения горных пород” на экспериментальном комплексе СКАТ-ТКОС реактора ИБР-2 проведены измерения структуры, текстуры, а также упругих, деформационных и тепловых свойств поликристаллического кварцита при одновременном воздействии деформирующего усилия и температуры до 620˚С. Впервые проведено комплексное исследование пород с разных глубин литосферы. Установлено, что основным фактором, контролирующим анизотропию упругих свойств оливиносодержащих мантийных пород при высоких всесторонних давлениях (выше 200 МПа), является кристаллографическая текстура оливина (ОИЯИ)
Пространственно-когерентные свойства Х-пинча как источника рентгеновского излучения в области длин волн 2-5+Å применены для получения рентгеновских изображений слабопоглощающих биологических объектов с использованием методов фазового контраста. Получены изображения ряда биологических объектов. Выполнены первые эксперименты по радиографии объектов с использованием излучения в жесткой области спектра (с длинами волн короче 1 Å). (ФИАН)
Расширен диапазон исследованных термодинамических и кинематических свойств ударно-сжатого жидких аргона и ксенона в мегабарной области давлений с применением полусферического криогенного устройства. На прямой ударной волне измерены плотность жидкого аргона » 4.4 г/см3 и температура 23200 К при давлении ударного сжатия 126 ГПа. В отраженной ударной волне достигнута плотность сжатого жидкого аргона 6,4 г/см3 при давлении @ 300 ГПа. Измерена плотность жидкого ксенона 11 г/см3 и температура 32000 К при давлении ударного сжатия 175 ГПа. Измерена температура ударного сжатия жидкого ксенона в области давлений до 95 ГПа на длине волны 430 нм, а в двух экспериментах при давлениях ~ 95 ГПа и 175 ГПа с помощью высокоскоростного 4-х канального пирометра на длинах волн 406, 498, 550 и 600 нм. В отраженной ударной волне достигнута плотность ксенона 13.4 г/см3 при давлении ударного сжатия Р=340 Гпа. (РФЯЦ ВНИИЭФ)