Картинка
Новини Про Інститут Головні результати Структура Аспірантура Закупівлі Контакти Конференції ІПФ Профспілка

 Досягнення по рокам: 2016 2015 2014 2013 2012 2011 | 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2001 1997 1991 |

Найважливіші досягнення Інституту прикладної фізики НАН України (2010)

Ядерна фізика, фізика високих енергій і фізика плазми

Вперше побудовано релятивістську теорію резонансів, пов'язаних з виходом віртуальної частинки на масову оболонку, для процесів спонтанного гальмового випромінювання електрона у полi ядра та розсіювання електрона на електроні (позитроні, мюоні) в імпульсному лазерному полі. Показано, що висота та ширина резонансних піків у відповідних поперечних перерізах  визначається частотою, часом імпульсу й інтенсивністю лазерної хвилі. Показане, що для типових імпульсних лазерів, використовуваних на прискорювачі SLAC (Princeton Rochester, SLAC, Tennessee collaboration), а також у Брукхейвенскiй національнiй лабораторії (Brookhaven National Laboratory) резонансні перерiзи можуть на декілька порядків величини перевищувати відповідні поперечнi перерізи без зовнішнього поля.

(С.П. Рощупкiн, О.А. Лебедь, О.О. Падусенко)

Залежність відносини резонансного диференціального перерізу СТВ електрона на ядрі до перерізу гальмового випромінювання ( без зовнішнього поля) від швидкості електрона при фіксованому положенні його імпульсу в початковому  й кінцевому станах і спонтанного фотона (θ́ = 120˚, φ́ = 10˚ -  суцільна лінія; θ́ = 120˚, φ́ = 60˚– штрихована лінія). Частота зовнішньої хвилі ω = 2,35  еВ, тривалість імпульсу τ = 1,5 ps, напруженість поля в піку імпульсу F0 = 6·109 В/см, відношення часу спостереження до тривалості імпульсу ρ = 5.

Розроблено безцезієве джерело негативних іонів водню на основі трубчатого розряду, що підтримується плазмовою інжекцією з інверсного газомагнетрону. В конструкції джерела реалізовано транспортування негативних іонів з об’єму плазми до емісійного отвору, що дозволило суттєво покращити емісійні характеристики іонного джерела. Одержано рекордні значення емісійної густини  струму іонів Н- (600 мА/см2) для безцезійових джерел з об'ємною генерацією іонів.

При напрузі екстракції 22 кВ одержано струм Н- іонів 60 мА. Довжина імпульсу 1,2 мс, частота ~10 Гц.

Досягнуті значення густини іонного струму та струму іонів Н-, являються кращими серед джерел негативних іонів водню з обємною генерацією що використовується в провідних лабораторіях США та Европи.

(В.А. Батурін, П.А. Литвинов, С.О. Пустовойтов, О.Ю. Карпенко)

Безцезієве джерело негативних іонів водню

Вперше теоретично досліджено народження електрон-позитронної пари електроном в зовнішньому магнітному полі поблизу порогу процесу. Вивчено кінематику процесу та знайдено порогові значення імпульсів частинок. Показано, що переважає процес з орієнтацією спіну початкового електрона вздовж магнітного поля. Знайдена оцінка імовірності процесу в одиницю часу складає 1013 c-1 Процес утворення електрон-позитронної пари електроном ультрарелятивістської енергії спостерігався в полі інтенсивної лазерної хвилі на прискорювачі SLAC і досі не має повного теоретичного опису. Як відомо, за умови ультрарелятивістської енергії частинок конфігурація зовнішнього електромагнітного поля не суттєва, тому процес в магнітному полі буде мати подібні характеристики.

(чл.-кор. НАН України П.І.Фомін, Р.І.Холодов, О.П.Новак).

Пряма (а) та обмінна (б) фейнманівські діаграми процесу народження електрон-позитронної пари електроном в магнітному полі. Суцільні лінії представляють розв’язки рівняння Дірака в постійному магнітному полі.

Радіаційне матеріалознавство, фізика конденсованого стану

В Інституті прикладної фізики НАН України виконано цикл робот по моделюванню нерівноважних процесів, що проходять у матеріалах підданих опроміненню. Для самоузгодженого опису мікроструктурних перетворень у матеріалах реакторної техніки використовується мультимасштабний підхід, який включає розрахунки ab-initio, молекулярну динаміку та підходи Монте-Карло.

Проведено моделювання електронної структури стопів Zr – Nb, та Zr, що містить вакансії при нульовій температурі з перших принципів. Досліджено структурні та енергетичні властивості двох елементарних упорядкованих структур: Zr – Nb та Zr + вакансії. Встановлено оптимальні значення параметрів границі досліджуваних структур, визначено вплив ніобія та вакансій на характер зміни енергетичних характеристик (густини станів, енергетичного спектра та рентгенівських спектрів). Встановлено, що у стопу Zr – Nb, який містить вакансії, з більшою ймовірністю будуть утворюватися елементарні структури, що містять ніобій ніж елементарні структури з вакансіями. При дослідженні гідриду цирконія за низьких температур встановлено, що гідрид цирконія (ZrH2) може бути реалізований у двох конфігураційних варіантах: об’ємно-центрованої та гранецентрованої структурах. Обидві структури можуть бути як кубічними, так і тетрагональними. Оптимізація таких структур дозволила виявити, що енергетично вигідними будуть структури зі структурними співвідношеннями періодів с/а=0,885 та с/а=1,11. Встановлено, що гідрид цирконія, який характеризується гранецентрованою кубічною структурою є найвигіднішим (повна енергія кристалу Е=-98,3 кеВ), гідрид цирконія з об’ємно-центрованої структурою характеризується с/а<1 (E=-97,927 кеВ).

Для моделювання процесів на мікрометрових масштабах та часах релаксації пружних напружень використовуються методи молекулярної динаміки. За результатами досліджень розвинуто формалізм теорії фазового поля кристалу, який оперує полями атомної густини. У його рамках вдається прослідкувати за процесами утворення дислокацій, виходу їх на межі зерен, встановити числові характеристики дислокаційного ансамблю. При аналізі процесів структуроутворення при опроміненні високоенергетичними частинками виявлено, що розкид таких частинок за енергіями, який приводить до флуктуацій радіаційно-стимульованого перемішування атомів, сприяє проходженню процесу утворення структур дефектів. Використання метода фазового поля дозволило описати макроскопічні процеси фазового розшарування за наявності потоків опромінення. Встановлено, що радіаційно-стимульоване перемішування атомів характеризується двома додатковими критеріями, а саме середньою довжиною стрибка вибитого атома та її дисперсією. Ці два внески спричиняють протилежний внесок у динаміку процесу розпаду бінарного стопу. З’ясовано, що флуктуаційний внесок внаслідок кореляції у розподіл атомів у границі понижує критичну температуру системи, приводячи до реверсивних процесів фазового розшарування.

 

(Д.О. Харченко, В.О. Харченко, С.В. Кохан)

Фазова діаграма реверсивних процесів фазового розшарування в площині (дисперсія атомних стрибків – інтенсивність радіаційно-стимульованого перемішування), де <R> та <(δR)2>– середня довжина та дисперсія довжин стрибків вибитих атомів.

Фізико-хімічні основи організації біологічних систем

Вперше отримано зразки наноструктурованих магнітних композитних матеріалів на основі магнетиту та природного біополімеру (хітозан) з метою отримання препарату спрямованої лікувальної дії. Досліджено вплив полісахаридної матриці на інгібування росту та стабілізацію розмірів нанорозмірних частинок магнетиту. За даними рентгенівської дифракції зроблено оцінки впливу органічної полімерної матриці на розміри нанокристалів магнетиту.

(чл.-кор. НАН України Л.Ф. Суходуб, С.Н. Данильченко, О.В. Калінкевич)

Рентгенівські дифрактограми зразків магнетиту різного складу


Останні новини

Різне

Зарплатні проекти Детальніше ...

Конкурси

Список конкурсів Кінцевий термін подачі документів: 31.12.2017 Детальніше ...