Выпуск 1, 2020

Analysis of the recent nuclear data through a fast benchmarks highly enriched uranium study using the Monte Carlo code MCNP6.1

S. El Ouahdani$^1$, H. Boukhal$^1$, M. Bencheikh$^2$, A. Ahmed$^1$, M. Lahdour$^2$, A. Didi$^1$, H. EL Yaakoubi, M. Azougagh

In this work, we present our MCNP6.1 modeling of some critical fast experimental benchmarks, aiming to qualify our cross-section libraries derived from ENDF/B-VII.1, ENDF/B-VII, JEFF-3.1, JENDL-3.3, and JENDL-4.0. The analyzed benchmarks are characterized by simple geometries which helps to have taken precise results, and concerning the type: HEU-MET-FAST (Highly enriched uranium). Those benchmarks are extracted from the "International Handbook of Evaluated Criticality Safety Benchmark Experiments (IHECSBE)" published by the Nuclear Energy Agency [1]. A detailed comparison of the results of our simulation was made in order to highlight the influence of these nuclear data types on our calculations, due to its importance for the stability of nuclear reactors. We interpreted the difference between Calculation and Experiment (C – E) for the principal parameter keff through a comparison of the fission and capture rates of the major fissile elements. The different spectral indices F28/F25, F49/F25, F37/F25, C28/F25, and F23/F25 at the cores center are also calculated. For the majority of the studied HEU (Highly enriched uranium) benchmark cases, The ENDF/B-VII and JEFF-3.1 have a good agreement with the experimental ones, concerning the keff results. The average discrepancy from the experimental values for ENDF/B-VII is 0.42%, and 0.39% for JEFF-3.1. An overestimation was observed for most evaluations concerning benchmarks with Tungsten carbonate reflectors. The best results were obtained by JENDL-3.3, with a maximal discrepancy C – E estimated 0.47% concerning fission rate, and 4.25% for capture rate. In analyzing the spectral indices, for GODIVA and FLATTOP-25, the best results were obtained by JENDL-4.0 with a maximal discrepancy of 2.66%.

Monte Carlo simulation of a special phantom with Geant4 Application for Tomography

A. Bardane$^1$, J. Tajmouati$^1$, A. Maghnouj$^1$

In this paper, a simple procedure of exceptional geometrical form simulation is designed by using GATE (Geant4 Application Tomography Emission) software packages. the results obtained show that Signal-to-Noise Ration (SNR) of sinograms and images, resolution spatial and lines profile are almost perfect.

Spallation Target Design for Converting the Isfahan MNSR Reactor to an Accelerator Driven Subcritical System

M. Kheradmand Saadi$^1$, S. Bayat$^1$

There are many research reactors around the world that have been installed from many years ago and must be decommissioned sooner or later. Most of these reactors were fuelled with high enriched uranium and substantial amount ofinitialloaded fuel has not been exploited yet. The reactor conversion to an Accelerator Driven System (ADS) is one of the novel ideas for minor actinide utilization and reducing the spent fuel radio toxicity.The main objective of this study is dedicated to spallation target design in Miniature Neutron Source Reactor (MNSR) core conversion to an ADS one.The MNSR is a pool type research reactor, which was developed by china and installed in Isfahan nuclear technology center in 1994. After more than 25 years, the fuel burn-up could not be compensated more by adding shimming plates. The sub-criticality in MNSR reactor was attained by entirely removing the top plate shims as well as control rod and installing the spallation targetin interior space ofguide thimble. Different state of the art targets such as Tungsten, Lead, Bismuth, and LBE have been investigated and targetneutronic parametersincluding the spallation yield, neutron energy spectrum, deposited energy and the angular distribution of spallation neutronswere evaluated using MCNPX2.6 code. The results showed that the neutronic performance of Tungsten is somewhat greater than its competitors. On the other hand the maximum power density in Tungsten is about two times greater than Lead and LBE targets.

Monte Carlo Simulation of the dose rate distribution of a Moroccan Panoramic Gamma Irradiator using the MCNPX Code

A. Aknouch$^1$, M. Mouhib$^2$, R. Sebihi$^3$, A. D. Didi$^4$, A. Boubkraoui$^5$, Y. El-ouardi$^6$

Gamma irradiation technology plays a very important role in the development of agriculture, due to its various advantages, such as the inhibition of germination, the appearance of new varieties, preservation...etc. To properly control and characterize irradiation operations, the dose rate distribution in the irradiation cells must be well controlled, The Monte-Carlo method was used for experiments the high cost to map the dose rate distribution in the irradiation cell each time, and to its precise dosimetric calculation. In this study the MCNPX code was used to simulate the irradiation cell of the National Institute of Agricultural Research (NIAR) of Tangier Morocco, the validation of the latter was based on a comparative assessment between the dose rates absorbed in the area calculated by MCNPX (Gy/min) and those measured values by alanine dosimeters. The comparative results showed a good agreement between the experiment and the simulation

Н. С. Зеленская

Спектроскопические амплитуды виртуальных распадов изотопов кремния 28(30)Si(JB)  р (t) + 27Al(JА) получены с волновыми функциями ядер 1d–2s-оболочки в модели Нильссона. Показано, что использование корректной спектроскопии ядер 1d–2s-оболочки и учет их деформации существенно влияет на величины и знаки спектроскопических амплитуд как протона, так и тритона.

В. В. Ханкин$^{1,2}$, В. И. Шведунов$^{1,2}$

На примере технологического ускорителя электронов со стоячей волной с максимальной энергией 10 МэВ изучен эффект обратной бомбардировки. Проведены расчёты динамики пучка, получены спектры обратных электронов, дана оценка мощности, выделяемой обратными электронами на катоде. Наблюдаемые эффекты хорошо согласуются с расчётами.

А. В. Кулицкий, Д. В. Гальцов

$^1$Moscow State University, Physics Faculty Аннотация: Рассматривается проблема построения ударных волн методом бустирования метрик черныхдыр и голых сингулярностей. Отмечается, что при бустировании могут возникать сингулярныечлены, препятствующие получению ударных волн, в частности, при отсутствии квазидекар-товых координат. При бустировании метрики Фишера черной дыры со скалярным зарядом исингулярным горизонтом найдено, что скалярное поле исчезает в результате бустирования, вотличие от черных дыр с электрическим и магнитным зарядами. Отмечается, что бустирован-ные метрики являются решениями линеаризованных уравнений Эйнштейна, в то время какисходные метрики являются точными нелинейными решениями этих уравнений. При бусти-ровании исчезает горизонт событий, поэтому бустирование голых сингулярностей приводитк тому же результату что и бустирование черных дыр. Это также подтверждается на примере ударноволнового решения, которое строится на основе гамма-метрики (Зипоя-Вурхиса). Наконец, показано, что при бустировании линеари-зованной метрики с параметром Ньюмена-Унти-Тамбурино (НУТ) вдоль струны Мизнера,получается ударная волна с недиагональной структурой гиратона.

А. В. Борисов, Т. Г. Кирильцева

Вычислены мощность и вероятность излучения электрона в постоянном фоновом тензорном поле, нарушающем лоренц-инвариантность. Исследованы угловое распределение и поляризация излучения. С использованием современных экспериментальных ограничений на напряженность фонового поля показано, что эффект излучения может проявиться в астрофизических условиях при сверхвысокой энергии электрона.

А. П. Леляков, О. В. Ханейчук

В настоящей работе найдено решение уравнений Эйнштейна для замкнутой нуль-струны с осевой симметрией, радиально увеличивающей свой размер. Подтверждена возможность выбора идеального газа нуль-струн в качестве доминантного источника гравитации при исследовании нуль-струнного механизма инфляции в пространствах Фридмана-Робертсона-Уокера. Показано отсутствие предельного перехода между найденным решением и решением для замкнутой нуль-струны в форме окружности, радиально изменяющей свой размер, что говорит об устойчивости конфигурации замкнутой нуль-струны в виде окружности при движении во внешнем гравитационном поле. Отмечено, что часть свойств газа нуль-струн, например, таких как способность к образованию доменной структуры, существование устойчивых поляризованных состояний (мультиструнных систем), не зависит от формы нуль-струны, однако динамика пробной нуль-струны в поле такой мультиструнной системы будет иметь особенности.

Д. А. Балакин

При изучении чувствительных к свету или быстро эволюционирующих объектов число фотонов, взаимодействовавших с объектом, часто невелико, что приводит к низкому качеству восстановленного изображения объекта исследования. В этой ситуации математические методы обработки измерений должны не только обеспечить минимальную погрешность, но и использовать всю доступную исследователю информацию об объекте исследования для дополнительного уменьшения этой погрешности. Источником информации, используемой вместе с результатами измерений для построения оценки распределения оптических характеристик объекта, могут быть представления исследователя о возможном виде распределения оптических характеристик объекта и о возможных реализациях шума. В статье рассмотрен вариант математического метода редукции измерения, позволяющий использовать такую информацию, моделируемую средствами {математического формализма субъективного моделирования, а также проверять с помощью данных измерений согласие с ними предложенной исследователем субъективной информации.

И. В. Божьев$^1$, А. С. Трифонов$^{1,4}$, Д. Е. Преснов$^{1,2,3}$, С. А. Дагесян$^1$, А. А. Дорофеев$^1$, И. И. Циняйкин$^1$, В. А. Крупенин$^1$

Предложен метод усиления сигнала для режима сканирующего зондового микроскопа, при котором одновременно с топографией измеряется распределение поверхностного потенциала образца с помощью локального зонда на основе полевого транзистора с каналом-нанопроводом. Применение метода особенно актуально при исследовании электрического потенциала поверхности в случае, когда она закрыта слоем диэлектрика, сильно ослабляющим электрическое поле детектируемых электрических зарядов. Метод заключается в нанесении поверх диэлектрического слоя тонкой пленки хрома (Rкв > 10 кОм), толщина 7 нм, состоящей из небольших проводящих гранул, разделенных туннельными барьерами. На примере изготовленных тестовых структур экспериментально показано, что можно восстановить сигнал, ослабленный диэлектрическим слоем, на 70 - 80%. Проведенные оценки показали, что порог чувствительности транзисторов, интегрированных на зонд сканирующего зондового микроскопа, лежит в пределах 2-5 мВ в единичной полосе частот на частоте 100 Гц

Ю. В. Старокуров, А. В. Быков, А. М. Салецкий

The results of studying the IR absorption spectra under the condition of impaired total internal reflection of 1,2-dichloroethane and 1,1,2,2-tetrabromoethane in porous glasses with different pore radii are presented. The changes in the intensities of the trans and gauche conformations in the studied systems were determined for different pore radii of glass R. The dependences of the differences of the free energies of trans and gauche conformations for 1,2-dichloroethane and 1,1,2,2-tetrabromoethane on the pore radius of porous glass were obtained. At R > 3.5 nm, an increase in the number of g-conformers is observed for 1,2-dichloroethane, while an increase in the number of t-conformers is observed for1,1,2,2-tetrabromoethane . Keywords: IR spectra, porous glasses, trans-, gauche conformation, 1,2 - dichloroethane, 1,1,2,2, -tetrabromoethane, free energy of conformation.

Б. О. Цыденов

В работе представлены результаты математического моделирования транспорта примеси загрязняющих веществ в Селенгинском мелководье озера Байкал во время развития осеннего термобара. Проведен анализ пространственных распределений загрязнения при различных ветровых сценариях. Вычислительные эксперименты продемонстрировали, что при охлаждении мелководья структура изолиний концентрации примеси зависит от направления ветра.

К. А. Семенцов$^1$, А. В. Большакова$^{1,2}$

В работе описана модель генерации волн в океане сейсмическими движениями дна. Особенностью модели является использование криволинейных неортогональных сигма-координат. Представлены результаты численных экспериментов, направленных на исследование механизмов генерации гравитационных волн пробегающими по дну поверхностными сейсмическими волнами.

Е. В. Воронина

Рассматриваются механизмы очага землетрясений Средиземноморского региона, не соответствующие модели очага в виде двойного диполя и описывающие сложное разрывообразование в области источника. Анализ проводится путем разложения наблюдаемого тензора сейсмического момента наиболее сильных землетрясений на составляющие в виде: изотропной части (ISO), двойного диполя (DC) и компенсированного линейного векторного диполя (CLVD). По наблюдениям за период (2000-2019) годы, в регионе произошло 121 землетрясение с магнитудой более 5.5; из них 57 событий не соответствуют модели двойного диполя. Для этих землетрясений были получены параметры CLVD и предложена физическая интерпретация результатов разложения тензора сейсмического момента. Подобный анализ проведен впервые. На основании полученных результатов были сделаны выводы об особенностях процессов разрушения и строения среды в очаговых зонах.