Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакцийНИР

Fundamental and applied problems of physics of nuclear reactions

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа:
2 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа: 1. Предложен новый динамический подход к вычислениям средних спинов осколков вынужденного деления в реакциях с тяжелыми ионами, который апробирован на примере описания экспериментальных данных по угловой и энергетической зависимостям средних спинов, а также по анизотропии угловых распределений осколков деления для реакции полного слияния-деления 12С,16O + 232Th при Ecm = (55 – 150) МэВ. 2. Динамическая теория вынужденного деления тяжелых ядер обобщена на случай распада составного ядра образующегося при полном слиянии деформированных ядер, обладающих спином. Предложенное обобщение включают строгие квантовомеханические вычисления начальных распределения по компонентам углового момента сформированного составного ядра, которые адоптированы для расчетов распределений по величине проекции углового момента на ось деления. 3. В экспериментах по изучению интерференционных эффектов в выходах тормозного излучения, сопровождающего alpha- распад тяжелых ядер, предложено использовать германиевый детектор большого объема в сочетании с быстрыми временными оцифровщиками сигналов, что позволяет при проведении вейвлет-обработки сигналов с детекторов достичь временного разрешения ~ 30 нс при объеме детектора не менее 100 см3. Данная методика использована в эксперименте по измерению вероятностей испускания gamma - квантов из возбужденных состояний дочерних ядер, образующихся в цепочке alpha- распада ядра 226Ra. 4. Метод ядерного обратного рассеяния показал наличие переходных слоев толщиной более 5 мкм в структуре теплозащитных покрытий между подложкой и основным слоем. Определена их общая пористость. 5. В результате биологических испытаний получены новые данные по фармакокинетике циклотронного препарата Астат-211 для двух случаев: обычной и без йодной диеты. Полученные результаты и данные клинической практики применения РФП с I-131 свидетельствуют о возможности существенного уменьшения необходимой терапевтической активности РФП “Астат-211”. 6. Впервые квантовомеханическая задача трех и более тел применена к внутри кластерному взаимодействию для кластеров, состоящих из трех и более молекул. Практическое применение ожидается в области медицинских исследований.
3 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа: 3. Предложен новый подход к вычислениям средних спинов осколков вынужденного деления, учитывающий основные динамические аспекты этого ядерного процесса. В рамках предложенного метода проведен анализ экспериментальных данных по угловой и энергетической зависимостям средних спинов для реакции 12C,16O + 232Th при надбарьерных энергиях столкновений Выполнен анализ одночастичных характеристик и плотностей ядер в подходе с дисперсионным оптическим потенциалом для изотопов 26-34Si, 40-70Са, 48-78Ni, 92-138Mo. Расчет по дисперсионной оптической модели предсказывает наличие нейтронного гало у изотопов Ca вблизи границы нейтронной стабильности и замыкание протонной подоболочки Z=14 в нейтронно-избыточных изотопах Si. Из анализа данных по упругому и неупругому рассеянию 3He и реакциям перезарядки (3He,t) на ядре 6Li получена информации о структуре и размерах аналоговых состояний ядер с А=6. Предложен метод для описания спектров вторичных заряженных частиц (в частности протонов и альфа-частиц) в совпадении с ядрами — остатками испарительного каскада де-возбуждения ядерных систем, образующихся в результате столкновения тяжелых ионов. Выполнен анализ экспериментальных спектров из реакций 16O + 65Cu и 19F + 62Ni при энергии 16 MeV/u. Показан эффект влияния альфа-кластеризации в образующейся возбужденной ядерной системе. Изучены возможности исследования фотоядерных реакций вблизи порога с помощью мощных фемтосекундных лазеров на примере фоторасщепления дейтрона. С помощью полученных пучков релятивистских электронов и гамма-квантов с энергией до 10 МэВ изучена генерация нейтронов в тяжелой воде, измерено время замедления нейтронов, эффективность регистрации. Предложен и теоретически проанализирован метод угловой развертки импульсов фотоэлектронов, возникающих при облучении атомов фемтосекундными импульсами в диапазоне вакуумного ультрафиолета (ВУФ) и мягкого рентгена, с помощью циркулярно поляризованного терагерцевого (ТГц) излучения. Показано, что при длительности импульсов менее периода ТГц излучения осуществляется угловая развертка импульса электронов, по которой можно судить о длительности и форме ВУФ импульса. При большей длительности (ВУФ) импульса возникают интерференционные эффекты, приводящие к образованию временной каустики - характерной яркой области в спектре электронов. При длительности импульса много более периода ТГц излучения возникают боковые линии в спектре. Проведен теоретический анализ эксперимента, в котором атомы облучались синхронными импульсами ВУФ и инфракрасного линейно поляризованного излучения. Исследовалась зависимость спектра фотоэлектронов от угла между направлениями поляризации обоих пучков. Анализ проведен на основе развитой ранее теории взаимодействия атомов с двуцветными импульсами. Результаты анализа хорошо согласуются с экспериментом. На основе метода ЯОР разработаны новые методики для исследования порошковых материалов. Разработанные подходы применены для исследования защитных покрытий на основе гафния. Выполнены исследования по разработке радиофармацевтического альфа-эмиттерного препарата "Астат - 211" терапевтического назначения. В ходе проведения доклинических исследований отработана оптимальная процедура обеспечения и контроля стерильности и апирогенности РФП препарата "Астат - 211". Была изучена фармакокинетика препарата "Астат — 211". На основании полученной экспериментальной информации по фармакокинетике для лабораторных животных выполнены прогностические оценки поглощенных доз в облучаемых органах и тканях человека на единицу вводимой активности при внутривенном введении РФП "Астат — 211". Разработан фотоядерный метод получения медицинских радионуклидов 67Cu и 47Sc по реакциям 68Zn(g,p)67Cu и 48Ti(g,p)47Sc. Предложен метод радиохимического выделения целевых радионуклидов с помощью экстракционной хроматографии.
4 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа: Поставленные задачи четвертого этапа НИР были успешно выполнены. Получены следующие основные результаты: 1. Результаты анализа в рамках развиваемой дисперсионной оптической модели демонстрируют уменьшение нейтронной частично-дырочной щели в изотопе 42Si по сравнению с 48Са, замыкание протонной подоболочки Z = 14 в 42Si, сохранение магических свойств N = 20 и формирование пузырьковой структуры протонной плотности в 34Si. 2. Проведены расчеты средних спинов осколков деления для реакций полного слияния 12,13С+235,236U и энергий столкновений E = (55 - 75) МэВ. Показано, что на энергетическую зависимость средних спинов осколков деления заметное влияние оказывают начальные распределения составного ядра по компонентам полного углового момента. Результаты настоящей работы можно рассматривать, как предсказания для будущих экспериментов. 3. Измерены двойные дифференциальные сечения реакции 13С(d, pγ)14С(3-, 6.73 МэВ) в четырех плоскостях регистрации гамма-квантов при энергии дейтронов 15.5 МэВ для углов вылета протонов 30, 60 и 120 град. В результате впервые получены угловые зависимости всех 16 четных по k компонентов Akk(qp) спин-тензоров матрицы плотности ядра 14C в состоянии 3- (6.73 МэВ). 4. Построен полумикроскопический потенциал для описания рассеяния alpha-частиц на легких ядрах с возбуждением экзотических состояний. С этой целью выполнен анализ новых экспериментальных данных по рассеянию α + 9Be в области энергий от 28 до 104 МэВ. 5. На основе метода ядерного обратного рассеяния протонов разработаны новые методики анализа поверхностных слоев материалов и защитных покрытий. Полученные в ходе разработок методики были применены для анализа защитных покрытий на основе оксидов гафния, циркония и алюминия, а также проведено исследование по определению бора в поверхностных слоях стали. 6. Исследована энергия связи трёх молекулярного нанокластера, одна из молекул которого имеет дипольный момент. В анализе учитывались дисперсионные, кулоновские и индукционные процессы. Показано, что индукционные энергии молекул вносят заметный вклад в энергию связи молекул трёх молекулярного нанокластера. 7. Получены данные о фармакокинетиках РФП 211-At на самцах крыс, находившихся на безйодовой и обычной диете. Найдено, что 211-At тропен к щитовидной железе в обоих случаях. Однако безйодовая диета повышает концентрацию радионуклида 211-At в щитовидной железе в несколько раз, что может свидетельствовать о важности соблюдения безйодовой диеты при лечении с помощью РФП 211-At.
5 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа: 1) Получена новая актуальная информация об одночастичных характеристиках изотонов с числом нейтронов N = 20 при приближении к границе нейтронной стабильности Выполнен расчет протонных одночастичных свойств изотопов олова с A от 100 до 132 по дисперсионной оптической модели. Исследовалась возможность описания данных по зарядовым радиусам $r_{ch}$. 2) В рамках динамической модели проведен анализ экспериментальных данных по средним спинам осколков деления для реакций $^{12}С+^{232}Th$, $^{12}С+^{209}Bi$ и $^{16}0+ ^{209}Bi$. Определены значения времени релаксации для tilting - моды и коэффициента вязкости. С этими параметрами исследовано влияние начальных распределений по компонентам полного углового момента составного ядра на спины осколков деления. 3) Измерены угловые зависимости дифференциального сечения реакции $^{27}Al(\alpha, p)^{30}Si$ при энергии $\alpha$-частиц 30.3 МэВ с образованием конечного ядра в основном $(0^+)$ и первом возбужденном $(2^+; 2.235 МэВ)$ состояниях. 4) Выполнена оценка радиуса распределения нейтронов в основном состоянии ядра $^7He$ 5) Проведены исследования зависимости фармакокинетики 211-At в щитовидной железе от длительности безйодовой диеты. 6) Совместно с сотрудниками ГНЦ РФ - ИМБП РАН выполнены работы, связанные с радиационной и гипомагнитной безопасностью дальних и длительных космических полетов. Получены новые данные о влиянии гипомагнитных условий на развитие эмбрионов японского перепела, а также на хромосомные нарушения семян салата, предварительно облученных тяжелыми ионами Вместе с сотрудниками кафедры биофизики биологического факультета МГУ выполнен цикл облучений на циклотроне НИИЯФ МГУ цианобактерий (Synechocystis sp. PCC6803) $\alpha$ -частицами с энергией около 30 МэВ, по ионизирующей способности эквивалентными релятивистским ядрам космических лучей группы неона - кремния. Показано, что фактическое существование и расцепление фикобилисом может играть определенную роль не только в фото-, но и в радиозащите, что могло иметь решающее значение для эволюции Жизни на Земле 7) Разработана методика, основанная на спектрометрии ядерного обратного рассеяния протонов, позволяющая определять концентрацию водорода при одновременном элементном анализе состава изделий на глубину до 100 мкм, что позволяет анализировать пригодность различных защитных покрытий для предотвращения гидрирования конструкционных материалов или выхода водорода из гидридов без разрушения образца во время анализа 8) На основе квантовомеханического описания фотоионизации атомов импульсами лазера на свободных электронах в присутствии терагерцового электромагнитного поля, предложен простой метод восстановления формы импульса и его длительности, пригодный для on-line анализа каждого импульса в течении эксперимента.
6 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа:
7 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа:
8 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы


Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Prilozhenie_S.pdf Prilozhenie_S.pdf 856,3 КБ 28 декабря 2018 [Yuminov]
2. Prilozhenie_B.pdf Prilozhenie_B.pdf 737,6 КБ 28 декабря 2018 [Yuminov]
3. Prilozhenie_B_NpNUwop.pdf Prilozhenie_B_NpNUwop.pdf 233,7 КБ 25 декабря 2019 [Yuminov]
4. 5_1_2019_NRD_gost.pdf 5_1_2019_NRD_gost.pdf 73,0 КБ 26 декабря 2019 [Yuminov]
5. Приложение 1 к НИР 5.1 Prilozhenie1_k_5_1.pdf 840,1 КБ 29 декабря 2016 [Yuminov]
6. Приложение 2 к НИР 5.1 Prilozhenie2_k_5_1.pdf 215,4 КБ 29 декабря 2016 [Yuminov]