Preview

Вестник НИЯУ МИФИ

Расширенный поиск
Том 10, № 6 (2021)
Скачать выпуск PDF

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА

481-487 166
Аннотация

   Проведено экспериментальное исследование режимов работы ионных источников с магнитно-изолированным разрядом в условиях пакетно-импульсного питания. Ионные источники с магнитно-изолированным разрядом широко используются в портативных импульсных нейтронных генераторах в составе аппаратуры для геофизического исследования скважин. Эффективность и результативность применения каротажного оборудования во многом определяются амплитудно-временными характеристиками нейтронных потоков, которые зависят от параметров магнитного поля, импульсов анодного напряжения, состава и давления газа. Послеразрядные процессы в межэлектродном промежутке, происходящие в паузах между импульсами питающего напряжения, влияют на условия повторного зажигания разряда и стабильность характеристик генерируемых нейтронных потоков. Полученные результаты показали, что в начальной части пакета импульсов происходили пропуски срабатывания ионного источника, при этом их число увеличивалось при уменьшении разрядного тока. Импульсы ионных потоков при первых срабатываниях ячейки имели меньшую длительность по причине затягивания процессов формирования разряда.

488-492 170
Аннотация

   Рассматривается процесс распыления атомов металла при коронном разряде на поверхности серебра. При движении электрона в среде с некоторой скоростью экранирование заряда происходит с запаздыванием в пространстве и во времени, что приводит к возникновению кильватерного потенциала. Возбужденные колебания кильватерного заряда приводят к появлению дополнительных сил. Потери энергии движущейся частицей на единице пути определяются работой, производимой силой торможения, которая действует на частицу со стороны создаваемого ею в среде кильватерного потенциала. В работе рассматривается воздействие кильватерного потенциала на ионы (атомы) матрицы решетки. Используется известное выражение для кильватерного потенциала, возбуждаемого заряженной частицей, движущейся с энергией, большей энергии Ферми. Получено выражение для сечения распыления атомов металла под действием кильватерного потенциала, возбужденного электронным пучком. Показано, что результат распыления не зависит от знака заряда падающей частицы (электрона или иона). Оценивается величина коэффициента распыления при коронном разряде на поверхности серебра.

493-504 159
Аннотация

   Приведена расчетная оценка коэффициента теплопроводности (КТП) вспученного вермикулита по модели пористого тела, именуемой в настоящей статье моделью многослойной стенки с перемычками. Свойства твердого каркаса (матрицы) данной стенки взяты из результатов предварительных экспериментов о химическом составе (рентгеновскими методами), пористой структуре (методом ртутной порометрии), КТП (стационарным методом и методом горячей проволоки) и коэффициенте поглощения (методом ИК Фурье-спектроскопии). Приводится расчет КТП твердого каркаса по более, чем двадцати существующим алгоритмам из литературных источников. По описанной в статье модели многослойной стенки с перемычками поставлена и решена задача сложного теплообмена (точнее, лучисто-кондуктивного, т. к. показано, что вклад конвекции мал) от 470 до 1270 К в условиях локального термодинамического равновесия и стационарности. Рассматривался одномерный случай с закрытыми порами в форме прямоугольных параллелепипедов и гладкими (ровными) стенками. Заполнитель пор – сухой воздух при атмосферном давлении. Описана методика расчета стационарной плотности теплового потока излучения внутри пористого тела с применением эффективных коэффициентов поглощения, отражения и пропускания. Излучение считалось некогерентным, неполяризованным и изотропным. Приведены методика расчета КТП и результаты, которые сравнивались с экспериментальными значениями КТП. Выдвинуто предположение, что предложенная методика может оказаться применима к другим пористым неорганическим телам.

505-508 178
Аннотация

   Известно, что классические законы электростатики (закон Кулона) и гравитации (закон всемирного тяготения Ньютона) хорошо описывают взаимодействие заряженных и / или обладающих массой тел, когда они разделены достаточно большим расстоянием и движутся друг относительно друга достаточно медленно. Напротив, квантовая физика (квантовая электродинамика) весьма точно описывает взаимодействие элементарных зарядов (электронов), пролетающих друг мимо друга на микроскопически малом расстоянии и со скоростью, близкой к скорости света. Фактически две теории описывают два противоположных крайних случая. При этом часто утверждается, что квантовая теория должна содержать в себе классическую в предельном случае при устремлении постоянной Планка к нулю, который, однако, проследить явным образом весьма затруднительно. В настоящей статье приводятся некоторые простые оценки и соотношения, демонстрирующие наличие связей между квантовыми соотношениями неопределенности, законом Кулона и законом всемирного тяготения, вовсе не требующих устремления к нулю постоянной Планка. Автор надеется, что эти оценки покажутся интересными для физиков-теоретиков и полезными для преподавателей физики, которым приходится отвечать на вопросы студентов о связи квантовой и классической теорий.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

509-515 108
Аннотация

   Для конфигурации вихрей из 2n вихрей интенсивности, лежащих на прямой, и одного вихря интенсивности pГ, расположенного в центре завихренности, получено в явном виде дифференциальное уравнение, полиномиальные решения которого определяют стационарные положения вихрей, входящих в данную конфигурацию. Обоснована процедура обобщения дифференциальных уравнений, связанных со стационарными положениями вихрей, необходимая для получения общего дифференциального уравнения для стационарной конфигурации вихрей. Описан алгоритм обобщения дифференциальных уравнений – внесения в дифференциальные уравнения параметров, отражающих эквивалентность стационарных положений вихрей, получаемых друг из друга преобразованиями поворота, растяжения и сдвига. Представлены обобщенные дифференциальные уравнения для некоторых стационарных конфигураций вихрей. Предложена процедура тестирования полиномов для определения стационарных конфигураций вихрей. Разработан алгоритм тестирования полиномов, позволяющий проверить, являются ли тестируемые полиномы решением обобщенного ДУ некоторой стационарной конфигурации вихрей. Для проверки полиномов, исходя из тестируемых полиномов и обобщенного дифференциального уравнения, составляется система алгебраических уравнений относительно параметров обобщенного ДУ. Существование решения этой системы соответствует тому, что тестируемые полиномы удовлетворяют рассматриваемой стационарной конфигурации. Описаны архитектура и алгоритм работы программы, автоматизирующей тестирование полиномов для определения стационарных конфигураций вихрей.

516-522 179
Аннотация

   Рассматривается уравнение Бисваса–Аршеда (Biswas–Arshed), описывающее распространение импульсов в оптическом волокне. Используя переменные бегущей волны, нелинейное уравнение в частных производных третьего порядка преобразуется к динамической системе. Найдены и проанализированы стационарные точки полученной динамической системы без учета внешней силы и исследована их устойчивость. Результаты исследования представлены в таблице, где для каждой из точек указан тип устойчивости в зависимости от значений параметров уравнения. Определены параметры, при которых система имеет гомоклинические и гетероклинические орбиты. С помощью метода Мельникова показано, что при некоторых значениях параметров математической модели в системе может возникать гомоклинический хаос. Построена бифуркационная диаграмма по одному из параметров системы. Полученные при численном анализе результаты согласуются с полученными теоретически с использованием метода Мельникова.

ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И ИНФОРМАТИКА

523-528 166
Аннотация

   В данной работе исследуется возможность применения спайковых нейронных сетей к решению задачи авторского профилирования текстов на русском языке на примере задач определения пола и возраста автора, а также задачи различения текстов, сгенерированных алгоритмически и написанных человеком. Разрабатывается метод преобразования текстов, закодированных последовательностями векторов, полученных при помощи языковой модели FastText, в спайковые последовательности. В рамках поставленной задачи используются два корпуса документов, первый из которых характеризуется большим количеством коротких текстов, второй же – в четыре раза меньшим количеством текстов существенно большей длины. Такой выбор корпусов позволяет сделать выводы об ограничениях и возможностях предложенного способа кодирования. Проведенные эксперименты показывают, что предложенный метод кодирования текстов в сочетании с используемой в задаче спайковой топологией успешно решает поставленные перед ней задачи: полученные точности соответствуют baseline-модели (LinearSVC) на обоих корпусах по метрике f1-score.

529-539 188
Аннотация

   В работе анализируются эффективность методов авторского профилирования-определения пола и возрастной группы автора текста, а также наличия в тексте признаков намеренного искажения по полу, возрасту или стилю. При этом используется собранный в ходе исследования с использованием методов краудсорсинга корпус, наиболее представительный в настоящее время на русском языке с разметкой для задачи определения наличия имитации характеристик авторского профиля. Помимо классификационных алгоритмов, основанных на методах опорных векторов и глубоких нейронных сетях, обученных по принципу языковых моделей, мы исследуем применение графовых нейронных сетей, в которых текст представляется набором морфо-синтаксических признаков. В результате проведенного исследования оценен текущий уровень точности решения для задач определения признаков авторского профиля, знание которого в совокупности с собранным набором данных, на котором они получены, может быть полезно в качестве ориентира для апробации новых методов машинного обучения.

540-549 174
Аннотация

   Нейрокомпьютерные интерфейсы (Brain-Computer Interfaces, BCI) являются современным и развивающимся принципом взаимодействия с различными вычислительными устройствами, значительно расширяющим возможности человека. Актуальной задачей является быстрая и гибкая разработка адаптивных BCI-приложений под различные задачи и для широкого круга пользователей – в особенности, для людей с ограниченными возможностями. В данной статье рассмотрен такой аспект разработки, как декомпозиция программной архитектуры системы на составные модули, с учетом специфики BCI-интерфейсов. Были проанализирован популярный в сфере разработки программ, в том числе и включающим BCI-взаимодействие, подход функциональной декомпозиции и предложено использование декомпозиции на основе нестабильности. Сравнение двух данных подходов было проведено на примере разработки системы, реализующей управление роботизированным устройством с помощью BCI – обозначены ее исходные требования, описаны варианты ее программной декомпозиции по признакам функциональности и нестабильности, а также проведен анализ необходимости выполнения доработок полученных компонентов при различных модернизациях системы. В результате был сделан вывод о применимости обоих подходов декомпозиции для решения задачи проектирования систем с BCI-взаимодействием, однако декомпозиция на основе нестабильности показала большую устойчивость архитектуры приложения к изменениям в связи с появлением новых требований по функционалу. Следовательно, при таком методе декомпозиции упрощается и ускоряется адаптация BCI-приложения к изменяющимся условиям эксплуатации, что является выгодным с экономической точки зрения и положительно влияет на пользовательский опыт.

550-557 156
Аннотация

   Ранее обоснована схема возникновения и функционирования восходящих закрученных потоков, которые в природе встречаются в виде торнадо и тропических циклонов. Показано, что причиной естественной закрутки восходящего потока воздуха в этих потоках является вращение Земли вокруг своей оси. Также математически строго доказано, что кинетическая энергия этого вращательного движения воздуха берется только из кинетической энергии вращения Земли вокруг своей оси. Установлено, что при прекращении восходящего движения воздуха в закрученных потоках вращение Земли будет закручивать поток в другую строну и разрушать его вращательное движение. С учетом ранее полученных аналитических результатов в данной работе проведено моделирование движения воздуха в подобных потоках численными методами. А именно, трехмерными нестационарными расчетами моделируются течения в тропическом циклоне с газодинамическими параметрами течения и его линейными размерами, соответствующим данным натурных наблюдений. Рассчитано возникновение потока и его переход в стационарное состояние за конкретное время. После заданного внешнего энергетического воздействия на циклон расчетами установлено разрушение тропического циклона и переход течения воздуха в нем в неструктурированное движение за значительно меньшее время, чем время выхода течения на стационарное состояние. Расчеты проведены с помощью явной разностной схемы, что позволило распараллелить процедуру вычислений.

ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

558-564 167
Аннотация

   Феррит никеля благодаря уникальному сочетанию высокой магнитной восприимчивости с полупроводниковыми свойствами, химической стабильности и механической твердости находит широкое применение в устройствах памяти, компьютерных и спутниковых технологиях. NiFe2O4 представляет собой твердый раствор, в структуру которого можно внедрять ионы различных металлов, тем самым влияя на магнитные, механические и диэлектрические свойства данного материала. Методом автосжигания получены нанокристаллические порошки феррита никеля, допированного ионами Cr3+ со степенью замещения x = 0.1 до x = 1.5. Методом рентгенофазового анализа установлено, что полученные вещества имеют структуру феррита никеля, при допировании образуется твердый раствор замещения, сопровождающийся уменьшением параметров кубической решетки и межплоскостных расстояний. Морфология и размер недопированных частиц феррита никеля существенно отличаются от хромзамещенных образцов. Данные, полученные методом сканирующей электронной микроскопии, показали, что средний размер частиц допированного феррита никеля составил около 40 нм, при этом по мере увеличения температуры прокаливания происходит агломерация частиц и, как следствие, увеличение их размера. Установлено, что допирование ионами хрома снижает температуру фазообразования феррита никеля.

АВТОМАТИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

565-571 184
Аннотация

   В работе показано влияние встроенных электрических полей (на примере режима с и без разделения генерируемых облучением электронно-дырочных пар во встроенном электрическом поле p–n-перехода светоизлучающих диодов) на стойкость светодиодов, изготовленных на основе монокристаллического фосфида галлия (λ – 655 нм) при облучении гамма-квантами. Снижение мощности излучения в результате облучения гамма-квантами описано тремя стадиями. В работе выявлены возможные физические причины, которые послужили формированию указанных стадий снижения выходной мощности излучения светодиодов, изготовленных на основе GaP. Показано, что разделение электронно-дырочных пар в поле встроенного р–n-перехода повышает их стойкость, что подтверждается меньшими коэффициентами повреждаемости для I и II стадии снижения мощности для светодиодов с разделением генерируемых облучением электронно-дырочных пар во встроенном электрическом поле p–n-перехода во время облучения гамма-квантами.

ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА  И ЯДЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

572-578 177
Аннотация

   На ИЯУ ВК-50, расположенной на площадке АО “ГНЦ НИИАР”, выполнены работы по переоснащению измерительной системы внутриреакторного контроля энерговыделения по объему активной зоны реактора методом активации медных проволочных индикаторов (МПИ) в “сухих” каналах реактора, переоснащение включало в себя модернизацию как аппаратной, так и программно-методической части. Одной из причин перехода на новую измерительную систему было достаточно большое расхождение в результатах измерений при использовании старой аппаратуры как по уровню активности, так и по форме распределения активаций между измерениями. В данной работе представлены результаты проведенной модернизации, описаны изменения как в методической измерительной части, так и в программной обработке результатов измерений с определением распределения энерговыделения по объему активной зоны реактора. Приведена информация о тестовых расчетах предыдущей расчетной программы и новой. Заключительный этап проверки работоспособности аппаратуры сканирования МПИ представлял собой сравнение расчетных и экспериментальных данных. В результате проведенной модернизации была разработана программа “CUPRUM”, которая учитывает современные условия работы активной зоны реактора и типы используемых средств вычислительной техники. Произведена замена измерительного оборудования для сканирования МПИ на более современное.



ISSN 2304-487X (Print)