Выпуск 4, 2016

А.П. Черняев$^{1,2}$, П.Ю. Борщеговская$^1$, А.А. Николаева$^1$, С.М. Варзарь$^1$, В.Т. Самосадный$^3$, Г.А. Крусанов$^1$

В работе приводится описание роли радионуклидных технологий среди ядерно – физических методов, используемых в медицине. Анализируется состояние и перспективы развития ядерных технологий с использованием радионуклидов в медицине, в частности для брахитерапии. Приводится анализ современного состояния применения радионуклидных установок в медицине.

A Comparison on Absorption Coefficients for Secondary Electron Emission Obtained from Two Different Formulas

Zhang Peng

In this work, the absorption coefficients for secondary electron emission, and , that appeared respectively in the two different formulas, and , were derived with a standard deviation rate analysis method based on a Monte Carlo simulated secondary electron yield， . Both the energy dissipation in depth for primary electrons, , and the depth distribution for the number of secondary electrons including cascade electrons, , were obtained by the same Monte Carlo method, in which the discrete inelastic scattering model was employed. The calculation results for Cu and Mg show that the -curve differs significantly from the -curve, and thus as well as from , for varied incidence angles (00-800) and low-energy primary electrons (up to 3 keV). The absorption coefficient -values derived from a realistic depth distribution of cascade secondary electrons, , then describe more accurately the nature of attenuation behavior of secondary electrons than -values that associated with the approximate formula.

Н.Д. Гаврилова$^1$, И.А. Малышкина$^1$, В.К. Новик$^2$

При исследовании диэлектрической дисперсии монокристалла BaTiO$_3$ и воздействии на кристалл только измерительным полем наблюдался эффект кратковременного изменения частоты дисперсии – снижение ее значения приблизительно на три порядка с последующим возвращением к прежнему значению. Высказано предположение о возможном механизме этого явления, связанном с изменением динамики процесса экранирования.

И.А. Знаменская, Д.А. Нерсесян, Н.Н. Сысоев, Е.Ю. Коротеева, Я.Н. Ширшов

В работе представлены результаты оптических исследований высокоскоростных струй жидкости, истекающих из струеформирующего сопла при давлении 400 МПа. Целью работы является получение новой информации о течении двухфазной среды при экстремальных условиях, а также анализ возможности оптимизации конструкции устройства. Рассматривается процесс выхода высокоскоростной струи жидкости из фокусирующей трубки установки гидроабразивной резки Flow WaterJet Mach3, ее развитие и стационарное течение. Теневым методом исследовались начальная стадия выхода головной части струи из сопла, а также динамика движения лидера струи в течение первых 200-400 мкс после открытия клапана при рабочем давлении насоса 400 МПа. Для изучения процесса формирования струи проведена съемка высокоскоростной камерой Photron FASTCAM SA5, обеспечивающей временное разрешение съемки до 1 000 000 кадров в секунду с экспозицией 1 мкс, и тепловизором FLIR SC7000, обеспечивающим временное разрешение съемки до 400 кадров в секунду с экспозицией 1 мс. Измерены пространственно-временные характеристики струи, выходящей из фокусирующей трубки. В результате цифровой обработки серий изображений струи измерены скорость и ускорение головной части струи в стартовом процессе.

А.В.Хахалин, О.Н. Градобоева

Методом Монте-Карло и новым методом определения хиральности водных сред и их классификации впервые исследованы хиральные свойства малых водных кластеров (H$_2$O)$_n$, K$^+$(H$_2$O)$_m$ и Na$^+$(H$_2$O)$_m$ ($n = 4–8$, $m = 5–10$) при температуре 1 К. Установлена возрастающая зависимость вероятности всех исследованных водных кластеров быть хиральными при увеличении их размера. Выявлено, что малый водный кластер без примесей не имеет преобладания одного из направлений закрученности (правого или левого). Так же обнаружено, что добавление примесных ионов K$^+$ или Na$^+$ не изменяет равновесного распределения правых и левых конфигураций в 10000-ой выборке

П.И. Пронин, Н.Э. Смирнов

Найдены условия интегрируемости уравнений электромагнитного поля и их волновые решения. Исследованы эффекты, вызванные воздействием дислокаций на распространение электромагнитных волн в твердом теле: изменение направления распространения электромагнитной волны в сплошной среде; вращение плоскости поляризации электромагнитной волны в сплошной среде; возбуждение продольных компонент электромагнитной волны в сплошной среде и связанное с этим изменение интенсивности электромагнитной волны. Получено уравнение энергетического баланса для электромагнитного поля в сплошной среде со стационарным распределением дислокаций и показано, что электромагнитная волна возбуждает в твердом теле экситонные моды, локализованные на дислокациях.

Н.Н. Боголюбов, А.В. Солдатов

Предложен вариационный подход, позволяющий получать регулярным способом последовательность улучшаемых оценок сверху для энергии основного состояния разнообразных моделей поляронов, удерживаемых во внешнем электростатическом потенциале. Предлагаемый подход применим для произвольной величины электрон-фононного взаимодействия и допускает обобщение на случай систем поляронного типа, находящихся во внешнем постоянном магнитном поле.

А.Л. Делицын

Рассмотрена задача о локализации собственных функций оператора Лапласа в области, состоящей из двух прямоугольников, связанных малым отверстием. Доказана локализация собственной функции в одной из подобластей. Оценена скорость сходимости собственного значения исходной задачи к собственному значению подобласти.

А.Л. Делицын

Рассмотрено применение метода смешанных конечных элементов к задаче сочленения коаксиального и радиальных волноводов. Задача сводится к внутренней краевой задаче с нелокальными краевыми условиями. Проведено сравнение результатов вычислений, проведенных методом смешанных конечных элементов с формулой Отто в низкочастотном диапазоне.

А. В. Куров

В работе показано, что при весьма общих условиях для данной коммутативной частично интегрируемой системы существует целый класс совместимых с ней пуассоновых структур на фазовом многообразии, которые связаны оператором рекурсии. Доказано существование координат действие-угол в окрестности инвариантного подмногообразия такой системы.

Н.Н. Колесников

Используется реалистическое безмодельное описание энергий тяжелых и сверхтяжелых ядер, на основании которого показывается, что а) заряд $Z^*$ наиболее стабильного изобара растет пропорционально массовому числу $A$: $Z^* = aA + b$, где $a = 0.355, b = 9.3$; б) энергия $\beta$-распада изобара $Q_{\beta}(A, Z)$ пропорциональна разности $Z - Z^*$: $Q_{\beta} = k(Z - Z^*) + D$, где $k = 1.13~\mbox{МэВ}$, а $D$ зависит от четности $A$; в) энергия $\alpha$-распада изобара независимо от четности ядра растет пропорционально разности $Z - Z^*$: ${Q_\alpha }\left( {A,Z} \right) = Q_\alpha ^*\left( A \right) + \lambda \left( {Z - {Z^*}\left( A \right)} \right)$, где $\lambda = 2k\left( {1 - 2a} \right) = 0.65~\mbox{МэВ}$; г) приведенная энергия $\alpha$-распада $Q_\alpha ^*\left( A \right)$ минимальна при $A = A_0 = 232$, причем $Q_\alpha ^*\left( {{A_0}} \right) = 4.9~\mbox{МэВ}$, а при $A \neq A_0$ линейно растет: $Q_\alpha ^*\left( {{A_0}} \right) = \varepsilon \left| {A - {A_0}} \right|$, где $\varepsilon = 0.212$ при $A < A_0$ и $\varepsilon = 0.0838$ при $A > A_0$. На основе полученных формул рассчитываются энергии $\alpha$-распада для всех тяжелых и сверхтяжелых ядер при среднеквадратичном отклонении $0.2~\mbox{МэВ}$. Показывается, что вблизи $A = A_0$ находится область наиболее стабильных (тяжелых и сверхтяжелых) ядер, а при $A > 280$ --- область повышенной стабильности.

О.Е.Наний$^1$, А.И.Одинцов$^1$, А.П.Смирнов$^2$, А.И.Федосеев$^1$

Теоретически проанализирована проблема устойчивости генерации многокаальных лазеров, которые находят применения в системах оптической связи со спектральным мультиплексированием. Предложена расчетная модель, позволяющая определять частоты и инкременты автоколебательных возмущений в зависимости от ключевых параметров лазера и характеристик кросс-насыщения каналов. Показано, что в типовых условиях эрбиевого волоконного лазера многоканальная генерация с большим числом каналов (более 10), хотя и сохраняет устойчивость, но из-за весьма малых инкрементов затухания возмущений характеризуется большими флуктуациями мощностей каналов, вызываемых малыми техническими флуктуациями параметров лазера.

М.Г. Давыдова$^1$, П.В. Короленко$^{1,2}$, Ю.В. Рыжикова$^1$

Выполнен анализ устойчивости фрактальных признаков в оптических спектрах квазипериодических многослойных систем при внесении в их структуру детерминированных изменений. Показано, что на скейлинг в характеристиках многослойных систем существенное влияние оказывает трансформация суммационного принципа их построения, переход к модели аппроксимантов и изготовление слоев на основе метаматериалов.

В.А. Климанов$^{1,2,3}$, А.Н. Моисеев$^4$, М.А. Колыванова$^{2,3}$, В.Л. Ромоданов$^1$, А.П. Черняев$^2$

В работе с помощью метода Монте-Карло, используя комплекс EGSnrc, выполнен расчет дозовых ядер (dose kernel) в воде в геометриях дифференциального тонкого луча (point spread function) и тонкого луча (pencil beam) для фотонов со спектром гамма-терапевтического аппарата РОКУС. Спектр фотонов аппарата РОКУС был определен также методом Монте-Карло. Полученные данные по дозовым ядрам аппроксимированы отдельно для радиального распределения первичного и рассеянного компонентов дозовых ядер суммами экспоненциальных функций, деленными на квадрат радиуса для дифференциального тонкого луча и деленными на радиус для тонкого луча. Такие аппроксимации делают возможным прямое применение хорошо известных модельных методов расчета 3-мерных дозовых распределений в дистанционной лучевой терапии, разработанных ранее в работах A. Ahnesjo с коллегами. Для проверки предложенных аппроксимационных формул в работе предложена оригинальная методика, которую можно использовать также для независимого оперативного контроля дозовых распределений на оси пучков , что является важным шагом в программе «Гарантия качества лучевой терапии»

В.П. Охлопков

В данной работе проведены расчеты результирующей приливной силы со стороны Юпитера, Земли и Венеры, действующей на Солнце. Рассматривая приливные силы как разность сил притяжения, действующих на крайние по диаметру точки Солнца и на центр Солнца, показано, что имеются большие вариации результирующей приливной силы (РПС) в моменты времени линейных конфигураций планет Венеры, Земли и Юпитера и что максимальные значения вариаций РПС очень хорошо соответствуют минимальным значениям планетного индекса JEV, введенного автором в предшествующих работах.

Т.О. Чаплина, А.В. Кистович, Е.В. Степанова

Рассмотрено аналитическое представление формы поверхностей раздела фаз для составного вихря, образованного закручиванием в цилиндрическом контейнере фиксированного количества воды, с заданным объёмом легкой несмешивающейся примеси на её поверхности. Получены точные аналитические выражения, в нулевом приближении характеризующие форму границ раздела фаз в составном вихре, проведено сравнение с экспериментальными данными. Показано, что рассчитанная и измеренная формы поверхностей раздела удовлетворительно согласуются между собой. Исходя из необходимости качественного сравнения, необходимо сформулировать дополнительные требования к методике проведения экспериментальных исследований формы масляного тела в составном вихре и ее устойчивости в зависимости от управляющих параметров задачи, а также тре-бования к технике визуализации течения в целом

С.А. Доленко, И.Н. Мягкова, И.Г. Персианцев

Настоящая работа посвящена предварительному анализу результатов сегментации многомерных временных рядов следующих данных: параметров солнечного ветра, межпланетного магнитного поля и Dst-индекса при помощи искусственных нейронных сетей в период с ноября 1997 по март 2014 года. Показано, что данный метод исследования позволит продвинуться в понимании динамики состояний магнитосферы Земли.