Экспериментальная физика

И П. Максимкин, А.А. Юхимчук, И.Л. Малков, И.Е. Бойцов, А.Ю. Баурин, Е.В. Шевнин ВОДОРОДОСТОЙКОСТЬ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА ХН35ВТЮ, СОДЕРЖАЩЕГО РАДИОГЕННЫЙ ГЕЛИЙ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В докладе изложены результаты исследования влияния водорода и радиогенного 3Не на механические свойства сплава ХН35ВТЮ. Испытания проводились на стандартных (тип IV, №9 ГОСТ1497-84) цилиндрических образцах. Наработка гелия-3 в образцах осуществлялась методом «тритиевого трюка». Были подготовлены образцы с тремя различными концентрациями радиогенного гелия: 90, 230 и 560 appm. Исследование влияния водорода и радиогенного 3Не на механические свойства сплава ХН35ВТЮ проводилось путем сравнения результатов испытаний на растяжение образцов в водороде и в инертной с среде при давлении 80 МПа и температурах 20, 300 и 870 К.
По результатам испытаний показано, что наибольшее влияние водорода и 3Не на данный сплав проявляется при температуре 870 К. Характеристики пластичности этого сплава с максимальной концентрацией 3Не (~ 560 appm) при температуре испытаний 870 К в среде водорода близки к нулю. Так же с ростом концентрации 3Не (от 0 до 560 appm) в сплаве ЭИ787-ВД происходит увеличение его условного предела текучести.

С. В. Маркин, А.А.Адаменков, Ю.А.Адаменков, В.А.Волков, Б.А.Выскубенко, С.П.Ильин, В.В.Кокшаров, Ю.В.Колобянин, В.А.Мазанов, Е.Н.Макейкин, С.А.Русин, А.В.Сиренко, Б.П.Якутов ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ХКИЛ С УГЛЕРОДНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Проведен краткий анализ физической картины взаимодействия лазерного излучения химического кислородно-йодного лазера (ЛИ ХКИЛ) [1] с углеродными материалами. Определен перечень теплофизических и оптических величин, которые необходимо измерять в эксперименте для уточнения баланса энергии и в конечном итоге для создания расчетно-экспериментальной модели взаимодействия ЛИ с углеродными материалами [2].
   Определены требования к стенду взаимодействия мощного ЛИ с материалами. Представлена структура разработанного стенда взаимодействия, состав и структура измерительного комплекса и программного обеспечения. Кратко описаны оригинальные методики измерений:

• мощности, энергии, длительности и формы импульса ЛИ;
• высоких температур пирометрическим методом;
• высоких температур термопарным методом;
• индикатрисы рассеянного и отраженного излучения на рабочей длине волны, а также интегрального рассеяния и отражения на образце;
• спектр теплового излучения исследуемого образца.

Приведены результаты экспериментов по воздействию ЛИ ХКИЛ на графитовые образцы. Проведен комплексный анализ экспериментальных результатов и уточнена численная модель взаимодействия ЛИ с графитом.

В.М.Мартынов, Б.П.Миронычев, Д.П. Спирин, В.В. Турутин МОДЕРНИЗАЦИЯ КАНАЛА РЕГИСТРАЦИИ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛА КРИВОЙ ТЕМПЕРАТУРНОГО ВЫСВЕЧИВАНИЯ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО ПУЛЬТА ИКС-А
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Представлена штатная схема канала регистрации и обработки сигнала кривой температурного высвечивания (КТВ) дозиметрического прибора ИКС-А, описан принцип работы схемы, её достоинства и недостатки.
Разработана и приведена усовершенствованная схема канала регистрации, основанная на изменении принципа обработки сигнала КТВ с использованием современной элементной базы. Описан принцип функционирования этой схемы и её конструкция. Показаны особенности и преимущества этой схемы, позволяющие повысить надежность и ремонтопригодность прибора.

К.М. Музюкин, Е.Н. Крылевский, С.А. Лазарев РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИБЛИОТЕК GEANT4 ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В настоящее время актуальна задача моделирования взаимодействия излучения (тяжелые заряженные частицы, протоны, нейтроны, электроны, гамма кванты) с веществом. Основным направлением, где требуются подобное моделирование, является сопровождение радиационных испытаний ЭКБ. 
Радиационные испытания ЭКБ проводятся на источниках ионизирующего излучения различных типов, и должны сопровождаться численными расчетами. Для целей численного расчета необходимо разработать универсальную программу, которая позволяла бы моделировать взаимодействие ионизирующего излучения всех типов частиц с веществом. В мировой практике одним из передовых инструментов для создания программ моделирования взаимодействия излучения с веществом является проект Geant4 [1].
В докладе описана технология создания программ на основе библиотек Geant4. Приведены промежуточные итоги разработки программы для моделирования взаимодействия излучения с веществом на основе библиотек Geant4.  

А.В. Мухин. В.И. Лазаренко, С.Н. Синьков, Ю.Н. Фролов ВНУТРИРЕЗОНАТОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНО-ВРЕМЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ HO:YAG ЛАЗЕРА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В работе реализован метод управления спектрально-временными характеристиками излучения Ho:YAG лазера с помощью акустооптического фильтра (АОФ), выполненного на кристалле диоксида теллура. Приведена оптическая схема резонатора с использованием АОФ. Экспериментально исследованы спектральные и энергетические характеристики излучения лазера в режиме свободной генерации, а также в режиме модуляции добротности. Осуществлена перестройка генерации Ho:YAG лазера на всех возможных длинах волн. Определены соотношения мощности генерации лазера на различных длинах волн.

Н.П. Наумов, Н.Н. Утюмов, И.Е. Вавилова ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ УСКОРИТЕЛЯ ЛИУ-Р-Т
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Представлены результаты разработки программного обеспечения (ПО), управляющего автоматизированной системой управления и контроля (АСУК) линейного индукционного ускорителя, предназначенного для выполнения операций, необходимых для подготовки ускорителя ЛИУ-Р-Т к работе, проведения экспериментов, сбора и архивирования данных о параметрах работы ускорителя.
ПО реализовано в виде набора специализированных прикладных программ, написанных на языках программирования С++, Python и PHP, и работающих под управлением операционных систем Microsoft Windows и Linux на нескольких ЭВМ, объединенных локальной вычислительной сетью. Обмен данными и командами между компонентами ПО реализован по клиент-серверной схеме посредством технологии сокетов в универсальном формате передачи данных JSON. Для хранения описания конфигурации и настроек подсистем ускорителя, а также для архивирования данных о параметрах работы ускорителя используется СУБД MySQL.
Учет конструктивных, аппаратных и программных особенностей компонентов, составляющих АСУК ускорителя ЛИУ-Р-Т, при реализации алгоритмов управления позволяет максимально использовать возможности системы и добиться сокращения времени, необходимого для подготовки ускорителя к штатной работе, обеспечения стабильности и безопасности проведения экспериментов, а также оперативного сбора и архивирования данных о параметрах работы ускорителя.

А.Ю. Николаев, В.Г. Вильданов, А.О. Борщевский, О.В.Ткачёв, В.Т. Заикин, В.М. Слободенюков СКОРОСТЬ ЗВУКА В УДАРНО-СЖАТОМ ФТОРОПЛАСТЕ-4 В ДИАПАЗОНЕ НАПРЯЖЕНИЙ 1,5–45 ГПА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. Е. И. Забабахина», г. Снежинск

Приведены результаты измерений скорости звука во фторопласте-4 в интервале напряжений ударного сжатия ?хх ? 1,5-45 ГПа c использованием манганиновых датчиков. Результаты измерений продольной скорости звука были получены методом догоняющей и методом встречной разгрузки.
Экспериментальные точки были разделены на два диапазона. В каждом диапазоне зависимость Cl(u) описана линейно:

• Cl = 2,82 + 1,96u, при 0,28 < u < 2,1 км/с;
• Cl = 5,65 + 0,64u, при 2,1 < u < 3 км/с.

Экстраполяция экспериментальной зависимости Cl(u) к нулю даёт существенно большее значение Cl, чем полученное ультразвуковым методом. Такое поведение характерно и для других полимеров.
Погрешность настоящих измерений оценивается в 5-8 % (2σ).

А.В. Дергунов, О.Б. Дреннов, А.Л. Михайлов, Е.И. Панова, Т.И. Полькина ДИНАМИЧЕСКОЕ НАГРУЖЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХСЯ ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ НАКЛОНОМ КРИВОЙ ПЛАВЛЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В докладе исследуется динамическое нагружение твердых тел, характеризующихся отрицательным наклоном кривой плавления.
Представлены результаты экспериментов по ударно-волновому нагружению твердого кремния и последующего рентгеноструктурного анализа образцов.
Проведены расчетно-аналитические оценки условий плавления ряда металлов при импульсном нагружении. Показана принципиальная возможность получения нанокристаллов кремния, германия, сурьмы – веществ с аномальным видом кривой плавления при ударно-волновом нагружении.

А. Н. Панченко, Ю. Г. Кудрявцев, Б. В. Цыганков ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БЛОКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ КМОП ОЗУ В ОБЛУЧАТЕЛЬНОМ ЗАЛЕ УСКОРИТЕЛЯ ЛИУ-10М
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Представлены результаты исследования способов защиты испытательного оборудования от электромагнитного и радиационного излучения в облучательном зале моделирующих установок. Для проведения исследований использовалась камера с системой воздушного охлаждения и схемой электропитания с установленным внутри блоком функционального контроля (БФК) БИС ЗУ. 
Во время проведения исследования работоспособности, БФК функционировал с КМОП ОЗУ 1617РУ6. Серия проведенных экспериментов в облучательном зале при рабочих включениях ускорителя ЛИУ-10М подтвердила электромагнитную и радиационную совместимость БФК с ускорителем.

И.А. Поленова, Е.А. Никанорова, В.И. Нагиба, О.В. Калиновская, Т.И. Хаймович, Е.П. Лобкаева ОЦЕНКА СПОСОБНОСТИ КЛЕТОК ПОДДЕРЖИВАТЬ СВОЮ ГЕНЕТИЧЕСКУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ ПОСЛЕ ДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО СЛОЖНОМОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В связи с «электромагнитным загрязнением окружающей среды» актуальным является изучение основных процессов регуляции функциональной активности клеток организма после действия электромагнитного излучения (ЭМИ). Целью данного исследования являлось изучение влияния ЭМИ на уровень апоптоза и эффективность системы репарации ДНК клеток крови лабораторных животных сразу после воздействия и в отсроченный период.
В эксперименте использовано 48 белых беспородных крыс массой 180-200 г. Биологические эффекты оценивали сразу и на 21-е сутки после окончания действия сложномодулированного ЭМИ частотой 1 ГГц. Определяли эффективность эксцизионной репарации ДНК после тестирующего УФ-излучения по степени включения меченного тритием тимидина в клетки крови. Уровень апоптоза лимфоцитов определяли морфологическим методом с использованием флуоресцентной микроскопии.
Сразу после действия ЭМИ не было выявлено изменений эффективности УФ-индуцированного внепланового синтеза ДНК и уровня апоптотических клеток при возрастании спонтанной бета-активности проб крови (p<0,05). На 21-е сутки после действия ЭМИ показатели эффективности эксцизионной репарации ДНК не отличались от контрольного уровня, а процентное содержание апоптотических клеток существенно увеличилось (p<0.001). Таким образом, действие сложномодулированного ЭМИ приводило к быстрой активации системы репарации ДНК и к значительному увеличению уровня апоптоза в более отдаленные сроки.

Т.И.Полётова, Е.Н. Крылевский, С.А. Лазарев, К.М.Музюкин ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ БИБЛИОТЕК GEANT4 ДЛЯ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИСПЫТАНИЙ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ НА СТОЙКОСТЬ К ИОНИЗИРУЮЩЕМУ ИЗЛУЧЕНИЮ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Важнейшую роль в обеспечении длительной и безотказной работы радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в космических условиях играет её стойкость к воздействию ионизирующего излучения (ИИ) космического пространства (КП). Для определения показателей стойкости РЭА проводятся испытания радиационной стойкости входящей в ее состав электронной компонентной базы. При планировании и анализе результатов испытаний интегральных микросхем на моделирующих установках (МУ) необходимо учитывать отличие спектрально-пространственных характеристик МУ от реальных источников ИИ КП. Единственным способом перехода от уровней воздействия факторов МУ к уровням воздействия от реальных источников ионизирующего излучения является расчетно-теоретический метод. 
Целью настоящей работы является отработка методики расчета энеговыделения в кристалле микросхемы при воздействии ионизирующего излучения космического пространства (гамма излучения, протонного излучения, тяжелых заряженных частиц). Расчеты проводятся путем моделирования прохождения различных типов частиц в слоях микросхемы. В качестве инструмента для численного моделирования методом Монте-Карло было выбрано программное обеспечение на основе библиотек Geant4 [1]. В работе также исследована зависимость энеговыделения в слоях микросхемы в зависимости от заряда частицы и её начальной энергии. Исследовано влияние корпуса микросхемы на энеговыделения в чувствительных слоях микросхемы. Проведено сравнение полученных результатов с различными литературными источниками и результатами расчетов, полученных по программе «VISUAL TRIADA» [2].

В.В. Букин¹, Г.С. Рогожников² ГЕНЕРАЦИЯ ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СХЕМЕ ОПТИЧЕСКОГО ВЫПРЯМЛЕНИЯ ФЕМТОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ С НАКЛОННЫМ ВОЛНОВЫМ ФРОНТОМ
¹ Институт общей физики РАН, Москва,
² ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Получение высокоинтенсивного электромагнитного излучения терагерцового диапазона является важной задачей для многочисленных фундаментальных и прикладных проблем физики взаимодействия излучения с веществом. Недавно было показано [1], что метод оптического выпрямления фемтосекундных лазерных импульсов с наклонным фронтом позволяет генерировать однопериодные ТГц импульсы с энергией, сравнимой с энергиями ТГц импульсов, получаемых при использовании релятивистских электронных пучков. Метод оптического выпрямления реализуется в экспериментах при облучении кристалла ниобата лития фемтосекундным лазерным импульсом [2]. Для этого используется лазерное излучение тераваттной мощности, а эффективность преобразования энергии лазерных импульсов в энергию ТГц импульсов составляет до 0.1% [3]. Нами была разработана оптическая схема и проведены эксперименты, в которых для получения высокоинтенсивных ТГц импульсов использовались параметрически усиленные чирпированные лазерные импульсы λ=911 нм, сжатые до длительности 50-70фс.