Экспериментальная физика

Секция 2. Экспериментальная физика

Ю.Е.Ананьева, О.В.Куканова, Е.С.Бахрах, Н.С.Девяткова ОЦЕНКА МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СТАТУСА ОРГАНИЗМА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО СЛОЖНОМОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В настоящем докладе представлены результаты исследования многократного действия низкоинтенсивного сложномодулированного электромагнитного излучения сверхчастотного диапазона (СВЧ) с максимальной плотностью потока энергии 47 мкВт/см² на метаболический статус лабораторных животных (крыс). Для оценки состояния метаболизма исследовали показатели эндогенной интоксикации – сорбционную способность эритроцитов, содержание малонового диальдегида в сыворотке и уровень молекул средней массы в плазме крови крыс.
Получено, что многократное воздействие СВЧ излучения вызывает разнонаправленные изменения сорбционной способности эритроцитов, что свидетельствует о функциональной нестабильности эритроцитарных мембран; активацию процессов ПОЛ в сыворотке и увеличение уровня молекул средней массы в плазме крови лабораторных животных.

И.В. Артамонов, А.Е. Шестаков РЕНТГЕНДИФРАКЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ УРАНОВЫХ ОБРАЗЦОВ, СОХРАНЁННЫХ ПОСЛЕ УДАРНО-ВОЛНОВОГО НАГРУЖЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. Е.И. Забабахина», г. Снежинск

Mетодом рентгеноструктурного анализа исследована и проанализирована дислокационная структура толстостенных оболочек из нелегированного урана, сохраненных после взрывного нагружения различной интенсивности. Использована рентгендифракционная (РД) методика, основанная на анализе уширения дифракционных максимумов. Предложен способ подготовки образцов к исследованиям. Проведено сопоставление полученных экспериментальных результатов с аналогичными параметрами образцов с известной термомеханической историей. Обнаружено увеличение плотности дислокаций в материале образцов после УВН по сравнению с исходным состоянием. Построена зависимость плотности дислокаций от радиуса оболочек.

А.И. Ахметзянов, Ф.Н. Нигматуллин, Б.Г. Лобойко, О.В. Костицын, Н.П. Тайбинов, Ю.А. Беленовский ДВУХСТАДИЙНАЯ МОДЕЛЬ РАЗЛОЖЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВВ НА ОСНОВЕ ТАТБ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. Е.И. Забабахина», г. Снежинск

В докладе приведены результаты построения кинетической модели термического разложения прессованных образцов из ВВ на основе ТАТБ. Исходными экспериментальными данными являлись термограммы процесса термического разложения образцов из ВВ на основе ТАТБ размером (ø20x20)мм на приборе УСТГА (установка сравнительного термогравиметрического анализа), разработанном в РФЯЦ-ВНИИТФ. Экспериментальные кривые получены в ходе многосуточного термирования в изотермическом режиме при трех уровнях температур (210°С, 220°С, 230°С). Выбор данного диапазона температур обусловлен необходимостью получения значимых величин значений убыли массы образцов при ограниченном времени проведения экспериментов (5 дней). При этом вероятность возникновения теплового взрыва при этих температурах невелика.

Е.С. Бахрах, Л.С. Комиссарова, Т.И. Хаймович, Е.П. Лобкаева ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ КАК СРЕДСТВА КОРРЕКЦИИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ НЕВЕСОМОСТИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В работе представлены результаты экспериментальных исследований эффективности применения низкоинтенсивного магнитного поля в качестве средства коррекции неблагоприятных изменений в системе крови лабораторных животных, вызванных моделированием невесомости.
Объектом исследования являлись белые беспородные крысы-самцы с массой тела 200 – 240 граммов в количестве 28 голов. Моделирование невесомости, вызывающей физиологические изменения, осуществляли по стандартной модели 14-суточного антиортостатического вывешивания. Оценку биологических эффектов проводили по количественным и качественным показателям крови, реологическим показателям и по функциональному состоянию мембран эритроцитов лабораторных животных. В качестве средства коррекции использовали импульсное магнитное поле с изменяющейся магнитной индукцией от 1,4 до 2,12 мТл. Воздействие осуществляли на 15, 16 и 17 сутки от начала вывешивания. Забор крови проводили путем декапитации животных через 24 часа после последнего воздействия магнитного поля.
После моделирования условий невесомости в крови лабораторных животных появились признаки анемии и ухудшение реологических свойств крови. После вывешивания животных и их трехдневной адаптации без применения магнитного поля сохранялись признаки анемии и снижение реологических свойств крови. Показатели белой крови свидетельствовали о нарушении кроветворения и снижении функции иммунокомпетентных клеток. После вывешивания и трехдневного воздействия импульсным магнитным полем у животных признаки анемии сопровождалась активацией эритроидного ростка костного мозга (увеличение количества ретикулоцитов в 2 раза, р<0,01). Наблюдали восстановление реологических свойств крови и увеличение функциональной активности лимфоцитов.
Это является обоснованием возможности применения низкоинтенсивного импульсного магнитного поля в качестве средства коррекции неблагоприятных изменений в организме, вызываемых невесомостью.

С.В. Бондарчук, Д.А. Беляев, В.В. Сагарадзе, Ю.Н. Зуев, И.Л. Святов, И.В. Артамонов, А.Е. Шестаков СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В СПЛАВЕ U-6,3Nb
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина», г.Снежинск

Сплав U-6,3Nb благодаря удачному сочетанию пластических и прочностных свойств перспективен для использования его в качестве материала для изготовления конструкций, работающих при экстремальных нагрузках. Однако, проявляя высокую пластичность при статическом нагружении, мелкозернистый сплав U-6,3Nb склонен к образованию крупнофасеточного квазихрупкого излома под воздействием динамических нагрузок. Причиной такого поведения материала может являться структурная наследственность, заключающаяся в том, что при нагреве в процессе α-γ превращения происходит восстановление размера, формы и ориентации зерен высокотемпературной γ-фазы. Подавление эффекта структурной наследственности позволит изменить характер разрушения сплава U-6,3Nb в сторону вязкого механизма. 
В докладе приведены результаты металлографического исследования образцов сплава U-6,3Nb после различной термомеханической обработки, направленной на устранение структурной наследственности. Предложено три режима термомеханической обработки, препятствующих восстановлению исходной зеренной структуры высокотемпературной γ-фазы при повторном нагреве. Показано, что все три режима приводят к значительному измельчению γ-зерна.

Л.С. Буянов, И.А. Синельникова, Е.П. Лобкаева ВЛИЯНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО СЛОЖНОМОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ДИНАМИКУ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА ГОЛОВНОГО МОЗГА СВИНЕЙ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В работе представлены результаты исследования влияния низкоинтенсивного сложномодулированного электромагнитного излучения (ЭМИ) на функциональное состояние головного мозга свиней. В качестве воздействующего фактора использовали модулированное ЭМИ частотой 1 ГГц с пиковой плотностью потока энергии (ППЭ) 10 и 50 мкВт/см². В качестве объекта исследований использовали свиней.
Оценку изменений функционального состояния головного мозга проводили по результатам измерений фоновой и вызванной биоэлектрической активности головного мозга животных с использованием метода электроэнцефалографии. Регистрацию и обработку электроэнцефалограммы (ЭЭГ) осуществляли с помощью электрографической измерительной системы NEOCORTEX 2.1. Рассмотрены изменения спектральных и временных характеристик ЭЭГ, проведен статистический анализ распределения относительной энергии энцефалограммы в процентах в диапазонах естественных ритмов активности головного мозга.
Выявлены однонаправленные изменения ЭЭГ, свидетельствующие о неустойчивости функционального состояния головного мозга. После воздействия ЭМИ с пиковой ППЭ 10 мкВт/см² происходило восстановление характера ЭЭГ до первоначального статуса в течение 5-10 мин. После воздействия ЭМИ с пиковой ППЭ 50 мкВт/см² восстановления характера ЭЭГ до первоначального статуса до конца периода наблюдения не происходило.

 А.М. Гафаров, В.М. Вагина, А.В. Власова РАЗРЯДНИК ТРИГАТРОННОГО ТИПА ДЛЯ УСКОРИТЕЛЯ РАПИД-2
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. Е.И. Забабахина», г. Снежинск

В данной работе предложен альтернативный подход к системе запуска и к формированию многоканальной коммутации разрядников на ускорителе РАПИД-2, созданного на основе индуктивно-емкостного накопителя энергии с плазменными размыкателями с током нагрузки 1 МА и напряжением 1МВ для получения импульсов СЖР-излучения. Приведены первые результаты экспериментов при зарядном напряжении до ±60 кВ, выполненные на ускорителе РАПИД-М, являющемся прототипом ускорителя РАПИД-2. В результате экспериментов получена стабильная трехканальная коммутация разрядника тригатронного типа с временным разбросом между каналами менее 10 нс при условии индуктивной развязки между тригатронами. При этом амплитуда тока в контуре практически та же, что и при одноканальной коммутации (87…88 кА). Проведенные эксперименты направлены на упрощение, удешевление и повышение стабильности работы системы запуска ускорителя РАПИД-2. Дальнейшие исследования необходимо направить на определение ресурса работы разрядников тригатронного типа и на оптимизацию их конструкции для полного зарядного напряжения батареи ускорителя РАПИД-2 ±200 кВ.

Е.Ю. Гайнулина ПЛАНАРНЫЕ ПУЧКОВЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ФГУП «ФНПЦ НИИИС им.Ю.Е.Седакова», Н. Новгород
    
В условиях, характерных для газодинамических исследований (близость размеров объектов диагностики и их перемещений с длиной волны в мм диапазоне), при многоканальной диагностике принципиально необходимо формирование локализованного в пространстве зондирующего излучения в виде гауссовых волновых пучков (ГВП).
В докладе представлены результаты исследования и проектирования планарных излучателей, формирующих излучение ГВП с шириной, сходимостью/расходимостью пучков, требуемыми для диагностики газодинамических процессов.
Обоснована возможность их создания на нерегулярных диэлектрических волноведущих структурах в многомодовом режиме. Аналитически и численно решены задачи возбуждения и описания многомодового режима волн на апертуре планарного излучателя.
Разложение полей на апертуре излучателя по базису Эрмито-Гауссовых пучков и рассмотрение их спектра позволяет оптимизировать состав и соотношение мод на апертуре излучателя, в зависимости от требуемых параметров ГВП. Показано, что при формировании на апертуре излучателя двух мод – основной НЕ00 и четной НЕ02 с соотношением амплитуд 1:0,2 формируется практически «чистый» ГВП нулевого порядка, обеспечивающий максимальную точность измерений.
Получены основные соотношения параметров излучателя, позволившие предложить алгоритм их проектирования для многоканальной диагностики газодинамических процессов.
Предложенный тип излучателя защищен заявкой на изобретение.
Приведены результаты экспериментальных исследований разработанного излучателя, подтверждающие их эффективность и перспективность.

В .А. Гарюткин, Г.М. Мищенко, В.А. Волков ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОМОДОВОГО РЕЖИМА ГЕНЕРАЦИИ HO:YAG ЛАЗЕРА С ТОРЦЕВОЙ НАКАЧКОЙ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Представлена численная модель непрерывного гольмиевого лазера с торцевой накачкой на основе решения двумерного волнового уравнения в цилиндрических координатах. Модель позволяет решать взаимосогласованную задачу: накачка, кинетика процессов в активном элементе, тепловыделение, распределение температуры и распределение поля в резонаторе лазера. Представлены результаты расчетного исследования формирования основной моды с учетом неоднородного распределения коэффициента усиления и показателя преломления в активном элементе. Показано, что в твердотельном лазере с торцевой накачкой моды резонатора могут существенно отличаться от мод пустого резонатора. Продемонстрирована возможность получения выходной мощности не менее 45 Вт в одномодовом режиме при кпд генерации >70%.

О.В. Глухова, Н.С. Девяткова, Е.П. Лобкаева ВЛИЯНИЕ МОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ СВИНЕЙ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Исследовали влияние модулированного электромагнитного излучения (ЭМИ) частотой 1 ГГц с пиковой плотностью потока энергии не более 50 мкВт/см² на функциональное состояние вегетативной нервной системы свиней. Исследование биологических эффектов осуществляли путём анализа вариабельности сердечного ритма. Оценку результатов проводили с использованием методов вариационной пульсометрии Р.М. Баевского и спектрального анализа с применением быстрого преобразования Фурье.
Установили, что воздействие модулированного ЭМИ приводило к разнонаправленным изменениям вегетативного статуса животных в зависимости от интенсивности излучения.