Возбуждение ядерных изомеров на квазимонохроматическом пучке комптоновского источника
Возбуждение ядерных изомеров на квазимонохроматическом пучке комптоновского источника
О. В. Порядина$^1$, С. С. Белышев$^{1,2}$, А. А. Кузнецов$^{1,2}$, Н. Ю. Фурсова$^2$, В. В. Ханкин$^2$
Рассматриваются возможности возбуждения и индуцированного распада ядерных изомеров на базе перспективного квазимонохроматического источника комптоновского излучения ИКИ, разрабатываемого в Национальном центре физики и математики. Обсуждаются экспериментально подтвержденные случаи фотоиндуцированного девозбуждения изомеров, таких как ${}^{180m}$Ta, ${}^{108m}$Ag и ${}^{68m}$Cu, а также приводятся полученные количественные оценки для будущих фотоядерных экспериментов, в частности, на изотопах ${}^{165}$Ho и ${}^{199}$Hg. Показано, что планируемые параметры источника комптоновского излучения, такие как интенсивность и монохроматичность пучка, позволят в будущем проводить прецизионные измерения с высоким отношением сигнала к шуму. Полученные оценки скорости счета и числа регистрируемых $\gamma$-квантов на HPGe-детекторе подтверждают принципиальную возможность проведения активационных экспериментов, а также демонстрируют перспективность разрабатываемого комплекса в решении широкого спектра задач в области ядерной фотоники, включая исследования структуры ядра и механизмов распада изомеров.
Показать АннотациюОтносительная интенсивность низкочастотного сигнала КР нуклеиновых кислот, белков и липидов
Относительная интенсивность низкочастотного сигнала КР нуклеиновых кислот, белков и липидов
О. Д. Паращук$^1$, А. Ю. Сосорев$^1$, Т. С. Мустафин$^1$, А. А. Трубицын$^1$, И. В. Чичерин$^2$, У. Е. Пиунова$^2$, Д. Ю. Паращук$^1$
Компактность биомолекул во многом определяет их функциональность. Ранее было показано, что компактность ДНК и РНК может быть оценена из относительной интенсивности низкочастотной (НЧ) области спектров комбинационного рассеяния (КР), однако возможность применения такого подхода к комплексам и смесям ДНК с другими биомолекулами оставалась неопределённой вследствие неизвестного относительного вклада этих молекул в НЧ спектр КР. В настоящей работе сопоставлены экспериментальные спектры КР ДНК, белка, жирной кислоты, и показано, что интенсивность НЧ области существенно выше для нативной ДНК, чем для биомолекул двух других типов. Кроме того, показано, что при образовании комплекса между ДНК и белком, форма спектра КР комплекса близка к форме спектра ДНК, а относительная интенсивность НЧ области спектра уменьшается. Это свидетельствует о доминировании сигнала КР от ДНК и об увеличении компактности ДНК при комплексообразовании. Полученные результаты способствуют развитию методики оценки степени компактности различных биомолекул на основе анализа НЧ спектров КР и её применению к сложным биомолекулярным системам, например, ядрам клеток.
Показать АннотациюОбратная задача восстановления изображений в многоканальной оптической системе
Обратная задача восстановления изображений в многоканальной оптической системе
Е. И. Киселев$^1$, А. В. Разгулин$^1$, Н. Г. Ирошников$^2$
Рассматривается обратная задача восстановления многоканального изображения, искажённого вследствие дефокусировки и сопутствующей ей хроматической аберрации. Такая постановка возникает в прикладных задачах офтальмологии, связанных с диагностикой живых структур глаза человека оптическими методами in vivo. Предложена математическая модель, описывающая формирование многоканального изображения на основе системы интегральных уравнений типа свёртки. Для решения некорректной обратной задачи восстановления многоканального изображения разработан алгоритм на основе модифицированного итерационного неявного метода регуляризации Тихонова в сочетании с правилом выбора локализованного по частотам параметра регуляризации и критерием останова. Результаты работы программной реализации предложенного метода позволяют судить о его эффективности в обратной задаче восстановления многоканального изображения, в том числе для случая изображений большого разрешения, характерных для медицинских приложений.
Показать АннотациюЗависимость люминесценции комплексов NaYF4:Yb/Tm от режима и интенсивности оптической накачки при разных концентрациях активаторов и сенсибилизаторов
Зависимость люминесценции комплексов NaYF4:Yb/Tm от режима и интенсивности оптической накачки при разных концентрациях активаторов и сенсибилизаторов
С. А. Буриков$^1$, К. А. Бузанов$^1$, И. В. Пластинин$^2$, В. И. Панов$^1$, С. В. Кузнецов$^3$, В. Ю. Пройдакова$^3$, В. В. Воронов$^3$, Т. А. Доленко$^1$
В настоящей работе рассмотрено влияние концентраций ионов иттербия и тулия на зависимость интенсивности люминесценции наночастиц NaYF4:Yb/Tm от режима и интенсивности оптической накачки. Проанализированы два режима возбуждения люминесценции: непрерывный и импульсный. Установлено, что изменение концентраций иттербия и тулия не приводит к изменению хода кривой зависимости интенсивности люминесценции наночастиц от интенсивности оптической накачки как при импульсном, так и при непрерывном возбуждении.
Показать АннотациюОнлайн измерение концентрации азотной кислоты в технологических растворах методом спектроскопии комбинационного рассеяния
Онлайн измерение концентрации азотной кислоты в технологических растворах методом спектроскопии комбинационного рассеяния
А. А. Жеребцов$^1$, М. А. Таразанова$^1$, Г. А. Шарадзе$^2$, К. Н. Двоеглазов$^2$, Е. Ю. Павлюкевич$^2$, В. И. Панов$^3$, В. А. Петров$^4$, Г. С. Будылин$^4$
Концентрация азотной кислоты является одним из ключевых параметров, определяющих эффективность и устойчивость жидкоэкстракционных процессов, в том числе схем переработки отработанного ядерного топлива. Традиционные лабораторные методы контроля (титрование и др.) ограниченно пригодны для оперативного мониторинга в замкнутых и радиационно опасных системах, что обуславливает интерес к оптическим методам для контроля параметров в режиме реального времени. В работе представлена проточная измерительная установка, использующая спектроскопию комбинационного рассеяния, для онлайн-определения концентрации азотной кислоты в водной фазе в широком диапазоне концентраций. Система позволяла регистрировать спектры в геометрии обратного рассеяния с оптоволоконной доставкой и сбором излучения. Для обработки спектров рассмотрен вариант параметризации OH-полосы в области 3000--3800 см^{-1} с последующим использованием рациометрического спектрального показателя в качестве калибровочного признака, для которого рассмотрены линейная и полиномиальная (третьего порядка) калибровочные модели. Оценка точности методом перекрёстной проверки (leave-one-group-out) показала, что для водных растворов азотной кислоты без примесей медианное абсолютное отклонение определяемой концентрации составляет 0.14 M для линейной модели и снижается до 0.07 M при использовании полиномиальной аппроксимации. В присутствии уранил-иона (100 г/л по U) медианная погрешность возрастает до ~0.35 M, оставаясь ниже 10% в области концентраций свыше 3 M. Полученные результаты демонстрируют возможность применения спектроскопии комбинационного рассеяния с анализом формы OH-полосы для онлайн-контроля кислотности технологических растворов при необходимости учёта матричных эффектов металлов при построении калибровочных моделей.
Показать АннотациюСравнительное микроскопическое исследование поверхности магнитострикционных материалов
Сравнительное микроскопическое исследование поверхности магнитострикционных материалов
Т. П. Каминская, А. Е. Иешкин, А. А. Алероев, К. Ф. Миннебаев, А. А. Татаринцев, И. С. Терёшина
В работе проведено сравнительное исследование влияния частичного замещения железа кобальтом, а также влияния различных методов обработки поверхности на свойства магнитострикционного сплава Tb0.3Dy0.7Fe2 (терфенол-Д) со структурой фаз Лавеса. С помощью атомно-силовой, магнитно-силовой и сканирующей электронной микроскопии изучены структурные особенности поверхности после механической полировки, химического и ионного травления. Показано, что замещение атомов Fe на атомы Co оказывает значительное влияние на доменную структуру образцов. Проведённый анализ полученных результатов позволил определить оптимальные методы подготовки поверхности для исследования свойств высокострикционного сплава Tb0.3Dy0.7Fe2 и замещенного состава Tb0.3Dy0.7Fe1.8Co0.2.
Показать АннотациюМемконденсатор на основе структуры Ti/HfOx/TiN для нейроморфных применений
Мемконденсатор на основе структуры Ti/HfOx/TiN для нейроморфных применений
И. Д. Кучумов$^1$, М. Н. Мартышов$^1$, А. С. Ильин$^1$, А. И. Новосельцев$^2$, Т. П. Савчук$^2$, П. А. Форш$^1$, П. К. Кашкаров$^{1,3}$
В данной работе представлена структура Ti/HfOx/TiN, способная переключаться как между резистивными, так и между емкостными состояниями. По данным импедансной спектроскопии предположена эквивалентная электрическая цепь, которая объясняет резистивные переключения ростом филамента в слое оксида гафния и предполагает наличие слоя TiON в приконтактной области HfOx/TiN, который может объяснить наличие сегнетоэлектрического переключения емкости. Емкостное окно при переключении емкости составляет 185 пФ, что дает увеличение емкости на 75%, а сопротивление при резистивном переключении возрастает в 10 раз. Эти особенности делают наш образец универсальной структурой, которая может быть как конденсатором, так и резистором с несколькими состояниями. Это позволяет кодировать больше информации в одной ячейке и создавать более сложные логические элементы. Также может быть решена проблема паразитных токов, что кардинально улучшает энергоэффективность и надежность масштабируемых массивов памяти.
Показать АннотациюРазвитие медицинской физики в России
Развитие медицинской физики в России
А. П. Черняев$^{1,2}$, А. А. Ким$^{1,2}$, Е. Н. Лыкова$^{1,2}$, Ф. Р. Студеникин$^{1,2}$, А. А. Щербаков$^{1,2}$
Настоящий обзор посвящен истории развития медицинской физики в России и Московском университете. В нем выделены основные исторические вехи ее развития. Особо отмечена историческая роль Московского университета в развитии физических методов и технологий в медицине. Отмечены яркие идеи российских ученых, положенные в основу высокотехнологичных приборов и систем, работающих в медицине, а также яркие моменты истории развития ядерно-физических технологий для этих целей. Описываются этапы создания и совершенствования радиационных высокотехнологичных физических установок, методов и технологий в отечественной медицине. Прослеживаются тенденции развития радиационных технологий в медицине в России и мире, а также потребности российского здравоохранения для его устойчивого развития в нынешних условиях. В обзоре описано состояние кадрового обеспечения этого направления медицины и представлены принципы построения системы подготовки и переподготовки кадров в Московском университете дляреализациизадачиразвитияивнедрениявмедицинскуюпрактикурадиационныхтехнологий. Проводится анализ тенденций применения ядерно-физических методов в российской медицине. Предлагаются эффективные подходы обеспечения технологической независимости экономики нашей страны.
Показать АннотациюКомпьютерная модель первичной адгезии тромбоцитов к фактору Виллебранда в терминальной артериоле
Компьютерная модель первичной адгезии тромбоцитов к фактору Виллебранда в терминальной артериоле
А. В. Беляев
Секреция фактора фон Виллебранда воспаленным эндотелием считется одним из биофизиче ских путей инициации тромбоза микрососудов при инфекционных заболеваниях. На начальном этапе этого процесса прикрепление первого слоя тромбоцитов к фактору фон Виллебранда является основой, а механические и гидродинамические явления оказывают заметное влияние на динамику тромбоза. В настоящей работе методами компьютерного моделирования исследованы особенности биомеханики адгезии тромбоцитов к воспаленному эндотелию в микрососуде. Расчеты проведены в диапазоне гемодинамических параметров, характерных для артериол малого размера. Результаты показывают, что адгезия тромбоцитов становится более интенсивной с увеличением скорости кровотока вследствие синхронного проявления двух физических механизмов.
Показать АннотациюОптимизация орбитальных параметров космических аппаратов в задаче измерения гравитационного поля Земли
Оптимизация орбитальных параметров космических аппаратов в задаче измерения гравитационного поля Земли
А. И. Филеткин
Разработан аналитический метод оптимизации орбитальных параметров космической группировки для измерения гравитационного поля Земли (ГПЗ). Метод основан на поиске циклов повторяемости подспутниковых трасс при невозмущённом кеплеровском движении с условием кратности целого числа оборотов спутника за целое число узловых дней. Путём сопоставления результатов аналитического и численного подходов получена функциональная зависимость, позволяющая определять высоту орбиты космического аппарата с точностью до 30 метров для возмущённого движения. В работе рассматриваются две временные шкалы интегрирования орбиты: полный цикл покрытия (30 дней) и подцикл (7 дней). Для найденных оптимальных конфигураций выполнено полномасштабное интегрирование орбитального движения и восстановление ГПЗ, что позволило оценить влияние орбитальных параметров на точность восстановленного поля.
Показать Аннотацию