Отчёт Института ядерных исследований Российской академии наук за выполнение плана научных исследований во II квартале 2012 года

По тематическому направлению Фундаментальная и прикладная ядерная физика. Научный руководители: дтн Л.В.Кравчук, дфмн Э.А.Коптелов

На сильноточном линейном ускорителе ИЯИ РАН в апреле 2012 года проведен сеанс, направленный на разработку технологии получения радиоизотопов и наработку изотопов, на исследования формирования пучка на изотопном комплексе, а также на исследования и модернизацию ускорителя. Продолжительность сеанса составила 458 часов. Наработка ускорителя по программе получения радиоизотопов составила 28012 мкА·часов при среднем токе пучка до 120 мкА и энергии 100160 МэВ.

Всего с начала регулярной работы ускорителя проведено 102 сеанса обшей продолжительностью 38100 часов.

Продолжались работы по модернизации ускорителя, среди которых следует отметить следующие:

• Модернизация системы ВЧ питания начальной части ускорителя с целью перехода на новые мощные генераторные лампы взамен снятых с производства. Изготовлены макеты генераторов на лампах ГИ-57А и ГИ-71А. Выполнены расчеты характеристик анодно-сеточного резонатора генератора на лампе ГИ-57А, проведены холодные измерения электродинамических характеристик. Проведены исследования согласования предоконечного каскада с оконечным с целью уменьшения отражений и получения номинальной выходной мощности при меньших значениях анодного напряжения, что повышает надежность работы канала усиления. Для улучшения согласования выполнены доработки катодно-сеточного контура выходного каскада на лампе ГИ-71А. По договору с Институтом на предприятии ЗАО "С.Е.Д.-СПб" выполнена доработка конструкторско-технологической документации лампы ГИ-71 с целью улучшения эксплуатационных характеристик и увеличения выходной ВЧ- мощности. Изготовлен опытный образец модернизированной лампы ГИ-71А и поставлен в Институт. Начаты его испытания в канале усиления ускорителя. Также на предприятии ЗАО "С.Е.Д.-СПб" разработана технология реставрации ламп ГМИ-44А, создан стенд для откачки ламп.
• Удвоение частоты следования импульсов ускоренного пучка с 50 Гц до 100 Гц. В рамках данной задачи основной объем исследований выполнялся по инжектору протонов и системе ВЧ питания начальной части ускорителя. По системе ВЧ питания выполнены исследования, направленные на уменьшение модуляции с частотой 50 Гц последовательности импульсов, следующих с частотой 100 Гц. Основной причиной модуляции является модуляция катодно-сеточного смещения напряжением питания накала прямонакальный ламп. Исследовано влияние на стабильность момента времени запуска модуляторов относительно фазы напряжения питания накала ламп ГИ-57А, ГИ-51А, ГИ-71А и ГМИ-44А. По результатам исследований найдена и реализована оптимальная фазировка напряжений питания всех ламп системы ВЧ питания, а также найден оптимальный момент запуска. По инжектору протонов выполнены исследования, как экспериментальные, так и на разработанной и созданной компьютерной модели, причин искажений формы высоковольтного импульса на частоте 100 Гц. Основной причиной является недостаточная величина индуктивности дросселей стойки диодной стабилизации, в том числе и из-за их насыщения увеличивающимися по сравнению с частотой 50 Гц токами.
• Создание системы быстрой развертки пучка на мишени изотопного комплекса с целью обеспечения приема пучка повышенной интенсивности. Разработан и изготовлен макет электромагнитного дефлектора, начаты его испытания. Разработана конструкторская документация и изготовлена механическая часть системы.

Продолжены работы по исследованию вариантов схем построения ускорителя и ускоряюще-фокусирующего канала нормально проводящего сильноточного линейного ускорителя отрицательных ионов водорода для проекта ОМЕГА (ИФВЭ). Результаты первого этапа работ представлены в ИФВЭ. Продолжены работы по разработке и созданию источника поляризованных ионов водорода и дейтерия для проекта NICA (ОИЯИ).

В рамках международного сотрудничества продолжались работы по разработке и сооружению системы специальной диагностики коротких сгустков для проекта XFEL (Германия). Осуществлена поставка в ЦЕРН разработанного и изготовленного высокоточного магнита для накопителя позитронов в рамках коллаборации AEGIS. Проводятся исследования и разработка отклоняющей структуры для вращения сгустков электронов для лаборатории ДЕЗИ (Германия). Начаты работы по разработке измерителей формы сгустков для ускорителя LANSCE Лос-Аламосской национальной лаборатории (США).

На предстоящую всероссийскую конференцию по ускорителям RUPAC2012 подано 11 докладов и на предстоящую международную конференцию по линейным ускорителям LINAC2012 - 4 докладa.

В области радиоизотопных исследований.

1. Изучение процесса наработки стронция-82 на ускорителе ИЯИ РАН.

1.1. В рамках соглашения «О НАУЧНОМ СОТРУДНИЧЕСТВЕ МЕЖДУ ФЕДЕРАЛЬНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ БЮДЖЕТНЫМ УЧРЕЖДЕНИЕМ НАУКИ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАН (ИЯИ РАН), КОМПАНИЕЙ NUCLEAR MEDICINE SOLUTIONS, Inc. (NMS)», заключенного 3 февраля 2012 г. (NMS 120203. Исследования с радиоизотопами для научных и медицинских целей) проведены работы:

а) Проведены облучения 3-х мишеней на установке изотопного комплекса на ускорителе в апреле-мае 2012 г.

б) Произведена отправка 3-х облученных рубидиевых мишеней, содержавших стронций-82 в США (во II квартале 2012 г.)

2. Изучение процесса по прямому извлечению стронция-82 методом сорбции из жидкого рубидия из реальных мишеней, облученных в ИЯИ РАН.

2.1. В рамках договора № 7-2011/5722 от 02.11.2011г. с Федеральным государственным унитарным предприятием «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», заключенному с ИЯИ РАН на основании Государственного контракта от 10 октября 2011 г. № 16.522.12.2012 по теме: «Разработка технологии производства стронция-82 – сырья для получения радиофармакологических препаратов», заключённого между Министерством образования и науки и ФГУП «ГНЦ РФ-ФЭИ»:

а) Выполнен Технический проект в соответствии с техническим заданием №1 наразработку «Устройства для облучения мишенного материала и инжектора для реализации технологического процесса получения стронция-82» (приложение №1 к договору № 7-2011/5722). Устройство включает разработку и изготовление рубидиевых мишеней новой конструкции и графитового вытеснителя.

б) Разработан режим облучения и проведено облучение опытной мишени новой конструкции с начальной энергией протонов 100 МэВ.

в) Облученная мишень была отправлена в ГНЦ РФ-ФЭИ, переработана и произведено выделение пробного образца изотопа стронция-82 по методу, разработанному в ИЯИ РАН.

2.2. Продолжены совместные работы в рамках научного соглашения с французским центром Арронакс (Scientific Collaboration Agreement INR RAS - ARRONAX GIP, Feb. 5, 2010, продлен до ноября 2013 г.) по разработке процесса получения стронция-82 во Франции на основе метода, разработанного в ИЯИ РАН.

3. Создание рабочего образца медицинского генератора стронций/рубидий-82 для позитронно-эмиссионной томографии

В рамках нового заключенного договора с ARRONAX (Нант, Франция) и фирмой Lemer PAX (Франция) (см. ниже) проведены совместные работы во Франции и России. С участием сотрудников ИЯИ РАН заряжен и испытывается первый генератор во Франции, начата работа по его модернизации.

4. Разработка новой технологии получения актиния-225 и радия-223 для терапии онкологических заболеваний.

В рамках договора, заключенного между ИЯИ РАН и НИФХИ им. Л.Я. Карпова (см. ниже) по разработке технологии получения актиния-225 из мишеней тория-232, облученных протонами средних энергий (см. ниже), проведены следующие работы:

а) Разработана и изготовлена толстая мишень из металлического тория в графитовой оболочке.

б) Проведено облучение толстой ториевой мишени для определения выхода актиния-225 и радия-223, а также радиоактивных примесей.

в) Проведена радиохимическая переработка толстой облученной мишени для изучения процесса выделения актиния-225: два цикла – совместно с Химическим факультетом МГУ им. М.В.Ломоносова (Кафедра радиохимии) и один цикл – совместно с НИФХИ им. Л.Я. Карпова (Обнинск).

Были проведение рабочие совещания:

1. ИЯИ РАН – ARRONAX GIP – LEMER PAX, Компания Lemer, г. Нант, Франция. 3 рабочих совещания: 22, 23, 24 мая 2012 г. Тема: «Разработка и заключение договора о создании генераторной системы на основе пубидия-82 для диагностики кардиозаболеваний в Европе и России».
2. ИЯИ РАН – ARRONAX GIP. ARRONAX, Нант, Франция, 25 мая 2012 г. «Прогресс и проблемы выполнения договора между ИЯИ РАН и GIP Arronax (Scientific Сollaboration Agreement INR RAS - ARRONAX GIP, Feb. 5, 2010, продлен до ноября 2013 г.)».
3. Расширенный НТС НИФХИ им. Карпова НИФХИ им. Л.Я. Карпова Обнинск. Место и время: НИФХИ им. Л.Я. Карпова, г. Обнинск. 13 июня 2012 г. Тема: «Выполнение работ I этапа по договору между ИЯИ РАН и НИФХИ им. Карпова по разработке технологии получения актиния-225 из мишеней тория-232, облученных протонами средних энергий».
4. ИЯИ РАН – Филиал НИФХИ им. Л.Я. Карпова. Место и время: Филиал НИФХИ им. Л.Я. Карпова, г. Обнинск, 10.05.2012. Тема: «Оценка готовности к переработке ториевой мишени в горячей камере».
5. ИЯИ РАН – Кафедра радиохимии МГУ им. Ломоносова. Место и время: кафедра радиохимии, г. Москва, 05.06.2012. Тема: «Совершенствование методики выделения актиния-225 в связи с новыми данными, появившимися в ходе переработки ториевой мишени в горячей камере Филиала НИФХИ им. Л.Я. Карпова»
6. ИЯИ РАН – кафедра радиохимии МГУ им. Ломоносова – Институт биологии гена РАН. Место и время: Институт биологии гена РАН, г. Москва, 14.06.2012. Тема: «Перспективы медицинского использования актиния-225 и висмута-213 с модульными транспортерами, разработанными в Институте биологии гена РАН».
7. ИЯИ РАН – ФЭИ имени А.И. Лейпунского. Место и время: ИЯИ РАН г. Троицк, 28.06.2012 г. Тема: Обсуждение результатов работ по договору «Разработка технологии производства стронция-82 – сырья для получения радиофармакологических препаратов»

Были подготовлены отчеты и проекты

1. Заключен договор Н/0512-1545 от 24.05.2012 между Федеральным государственным унитарным предприятием «Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт имени Л.Я. Карпова» (ФГУП «НИФХИ им. Л.Я. Карпова») и Федеральным государственным бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) «Разработка технологии облучения ториевых мишеней и наработка изотопа актиний-225» на основе Государственного контракта Заказчика с Государственной корпорацией по атомной энергии «Росатом» от имени Российской Федерации (далее – Государственный заказчик) № Н.4а.44.90.12.1059 от «10» мая 2012 г. на выполнение работы «Разработка технологии получения актиния-225 из мишеней тория-232, облученных протонами средних энергий».
1. В рамках этого договора подготовлен и отправлен ОТЧЕТ по выполнению Этапа 1: «Исследования по оптимизации технологии облучения мишеней». (Инв. №: №2312, Единица хранения 122 от 10.06.2012).
2. Заключен новый договор с научным центром ARRONAX (Нант, Франция) и фирмой Lemer PAX (Франция) подготовлен и о совместной работке диагностической системы на основе генератора медицинского радионуклида рубидий-82 (разработка ИЯИ РАН) и автоматической инжекционной системы для фирмы LEMER PAX (Agreement for Scientific Collaboration, INR RAS- ARRONAX GIP – LEMER PAX, May 24, 2012).

Премия имени академика М.А.Маркова 2012 года присуждена ЖУЙКОВУ Борису Леонидовичу, д.х.н., заведующему лабораторией Радиоизотопного комплекса
"За разработку технологии производства специальных радиоизотопов для медицины и новой техники"

Публикации:

1. S.V. Ermolaev, B.L. Zhuikov, V.M. Kokhanyuk, V.L. Matushko, S.N. Kalmykov, R.A. Aliev, I.G. Tananaev, B.F. Myasoedov. Production of actinium, thorium and radium isotopes from thorium-232 irradiated with protons up to 141 MeV.  Radiochim. Acta, 2012, v.100, N 4, p. 223-229.

2. Б.Л. Жуйков. Производство медицинских радиоизотопов в России. V Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине», 4-8 июня 2012, Сборник материалов, Т.1, Троицк Московской обл., 2012. с. 288

Доклады:

1. Б.Л. Жуйков. Новые методы получения радиоизотопов для медицины. Марковские чтения -2012. Институт ядерных исследований РАН, Москва, 12 мая 2012 г.
2. V. V. Chudakov, B.L.Zhuikov, V.M.Kokhanyuk et al. Russian Sr/Rb-82 Generator for PET Investigations (Technical Issues). ARRONAX, Nantes, France, 22 May, 2012
3. B.L.Zhuikov, V. V. Chudakov, V.M.Kokhanyuk et al. Russian Sr/Rb-82 Generator for PET Investigations (Application Issues). ARRONAX, Nantes, France, 23 May, 2012.
4. Б.Л. Жуйков. Производство медицинских радиоизотопов в России. V Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине», 6 июня 2012 г.
5. В.М. Коханюк, С.В. Ермолаев, Б.Л.Жуйков. Доклад по отчету за выполнение работ I этапа по договору между ИЯИ РАН и НИФХИ им. Л.Я. Карпова (см. ниже) по разработке технологии получения актиния-225 из мишеней тория-232, облученных протонами средних энергий. Представлено на расширенном НТС НИФХИ им. Капрова, г. Обнинск. 13 июня 2012 г.

Исследования по теме «Светосильная спектрометрия электронов, ядерные реакции при низких и средних энергия и перспективные разработки»

Проблема поиска массы покоя электронного антинейтрино в бета распаде трития.

В первой половине 2012 года была продолжена работа по вводу установки в эксплуатацию:

• проведена оптимизация электрических цепей;
• проведена маркировка электрических цепей;
• совместно с организацией ООО «Промышленная энергетика» г. Троицк выполнено первичное обследование электрооборудования установки;
• закуплен и запущен в эксплуатацию промышленный холодильник для создания замкнутой системы охлаждения вакуумных насосов;
• оборудовалось лабораторное помещение для работ с электронной пушкой.

На семинаре ОЭФ были представлены результаты обработки данных с целью поиска дополнительных «тяжелых» состояний нейтрино. Название доклада на семинаре: «Старые данные с «Бочки» в русле возможной новой физики нейтрино: верхний предел на дополнительные тяжёлые состояния». Результаты проведённой работы оформлены в виде электронного препринта.

Начата разработка нового проекта с использованием спектрометра установки для исследования К-захвата электронов на лёгких ядрах с целью поиска тяжёлых нейтрино.

По материалам предыдущих исследований Нозиком А.А. защищена кандидатская диссертация на тему: «Результаты обработки данных эксперимента "Троицк ню-масс" по прямому измерению массы электронного нейтрино» (дата защиты диссертации - 22.03.2012 г.).

Выполнены расчеты электростатического поля для спектрометра на программном комплексе АНСИС для эксперимента КАТРИН для случая повреждения проволочного электрода. Результаты этих расчетов были представлены на XXII рабочем совещании КАТРИН 28-30 марта 2012 г. (название доклада «Spectrometer electric potential variation in case of broken wires»).

Поиск редких мюонных процессов с нарушением лептонных чисел.

Институт ядерных исследований РАН участвует в совместном эксперименте Mu2e (FNAL, США) по поиску процесса ->e конверсии с уровнем чувствительности превышающем на пять порядков лучшее экспериментальное ограничение на данный процесс. Эксперимент Mu2e был принят DOE (Department of Energy, US) 11 ноября 2009. Поиск процессов вне рамок Стандартной модели представляет собой одну из главных задач современной физики. Повышение уровня чувствительности в эксперименте Mu2e на несколько порядков может привести к обнаружению новых взаимодействий, порождаемых новыми тяжелыми частицами с массами 1000 ТэВ, которые невозможно получить в ближайшем будущем на ускорителях.

Рис. 1 Эксперимент Mu2e по поиску процесса ->e конверсии

В марте 2012 г. завершена первая стадия CD-0 эксперимента : разработка концепции, оценка стоимости эксперимента. Коллаборацией подготовлен CDR (Conseptual Design Report), который завершает эту работу. Утверждение бюджета следующей стадии CD-1 эксперимента и состояние разработки основных элементов установки, будет обсуждаться комитетом DOE 27 июня 2012 г.

В рамках темы, создана установка для исследования основных характеристик кристаллов LYSO, необходимых для прототипа калориметра эксперимента Mu2e. Экспериментальная установка с системой съема информации на основе КАМАК, показана на рис. 2. Установка создавалась с помощью отделов КОРЭ (О. Каравичев, В. Постоев), ОЭФ (Ю. Рябов) и лаборатории ЛФЯР (В. Недорезов, А. Русаков). Сцинтилляционные счетчики с кристаллом NaI используются для выделения космических мюонов, которые проходят через исследуемый кристалл. Использование двух фотоприемников (ФЭУ) для регистрации света в кристалле LYSO, позволяет провести измерения основного вклада в энергетическое разрешение с помощью космических мюонов. Среднее энерговыделение в кристалле от космических мюонов составляет - 40 МэВ. Измерение разницы A1 – A2 и суммы A1 + A2 амплитуд сигналов APD позволяет оценить стохастический вклад в разрешение калориметра, обусловленный флуктуациями фотостатистики и шумами электроники, в области низких энергий. Измерение основных характеристик кристаллов LYSO сопряжено с трудностями, связанными с собственным свечением в кристалле от радиоактивных примесей редкоземельного элемента Lu. Интенсивность собственных сцинтилляций составляет величину равную 400 Hz/cm3. Для исследуемого кристалла размером 3x3x4 cm3 частота собственных сцинтилляций составляет величину равную 16 kHz. Энергетический спектр этих сцинтилляций лежит в области от 0 до 0.8 МэВ.

Основную характеристику кристалла - энергетическое разрешение можно измерить при помощи радиоактивных гамма-источников с интенсивностью превышающих в несколько раз частоту собственных сцинтилляций или с помощью космических мюонов.

Рис. 2 Схема установки (слева) и внешний вид установки (справа) для исследования свойств кристаллов LYSO.

Использование космических мюонов, в схеме совпадений, позволяет подавить собственные сцинтилляции и измерить энергетическое разрешение кристалла в области энергий – 40 МэВ. Первые измерения с использованием космических мюонов выявили основную проблему, связанную с низкой частотой регистрации мюонов.

Для набора спектра энергетических потерь мюонов в кристалле, состоящего из 1500 событий (рис. 3), необходимо проведение измерений в течении одной недели. Такое длительное измерение накладывает высокие требования на стабильность системы регистрации и высоковольтного источника. На рис. 3 показан спектр сигналов с двух фотоприемников кристалла, которые должны быть одинаковы. При этом один спектр (правый) расплывается по сравнению с другим спектром, что связанно с нестабильностью системы.

В настоящее время в институте имеются старые гамма-источники с низкой интенсивностью – 10 kHz, которые не позволяют проводить измерения с кристаллом LYSO. Приобретение радиоактивного источника Co60 с двумя гамма-линиями (1.1 и 1.3 МэВ) с интенсивностью – 100 kHz (10 мкКюри) позволит получить оценку энергетического разрешения кристалла, за время измерения порядка 10 минут.

Свойства барионов и ядер в топологических и иных солитонных моделях.

Из данных коллаборации SNO по стабильности дейтерия получено ограничение на осцилляции нейтрон-антинейтрон в вакууме, которое близко к лучшему ограничению, полученному из данных по стабильности кислорода.

В киральной солитонной модели рассчитаны полные энергии связи нейтронно-избыточных гиперядер. Получено удовлетворительное согласие с данными по гиперядру (Lambda)He-8 и недавно полученными коллаборацией FINUDA данными об энергии связи тяжелого гиперводорода (Lambda)H-6.

Переиздана 1-я часть пособия для студентов 3-го курса МФТИ «Введение в физику элементарных частиц», в которой сделаны дополнения и исправления, 101 стр.

Сделан доклад на 17-м Международном семинаре «Кварки-2012» «Restriction on the neutron antineutron oscillations from the SNO data on the deuteron stability”.

Отправлены аннотации докладов «Neutron rich hypernuclei in chiral soliton model” и «Quantized Multiskyrmions as Possible Nuclear Bound States of Antikaons» на конференцию HYP2012 (Физика странных частиц и гиперядер, Барселона, Испания, Октябрь 2012) и рабочее совещание SNP-2012 (Strangeness Nuclear Physics, Osaka, Japan, August 27 – 30, 2012).

Публикации

1. В.Б.Копелиович, И.К.Поташникова. Restriction on the neutron antineutron oscillations from the SNO data on the deuteron stability. Письма в ЖЭТФ, 95, 3-7 (2012)
2. V.B.Kopeliovich, Neutron rich hypernuclei in chiral soliton model. ArXive: 1203.3979 [nu
3. В.Б.Копелиович. Введение в физику элементарных частиц. Часть 1, издание 2-е, исправленное и дополненное. 101 стр. ISBN 978-5-94274-188-4.
4. V.B.Kopeliovich. Restriction on the neutron antineutron oscillations from the SNO data on the deuteron stability. Доклад на 17-м Международном семинаре «Кварки-2012», Ярославль, 4 — 10 июня 2012 г.

Исследование аномального электромагнетизма в углеродных конденсатах

Проект «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей», разрабатываемый в группе перспективных фундаментальных и прикладных исследований получил статус резидента инновационного центра Сколково. Для продвижения проекта создана инновационная компания «Каррент Лимитед». Подготовлены документы на получение гранта Сколково для проведения НИОКР по проекту. В рамках взаимодействия со Сколково проект представлялся на встрече с зарубежными инвесторами, а также на круглом столе кластера энергоэффективных технологий с участием российских и иностранных энергосетевых компаний МРСК, ФСК, Siemens, ABB, и был высоко оценен техническим директором МРСК Б.И.Механошиным и получил предложение о сотрудничестве. По результатам конференции было дано интервью главному редактору А.Л.Самсонову и подготовлены две статьи журнале «Экология и жизнь».

Для финансирования проекта «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» по условиям «Сколково» найден соинвестор FPI Innovation Fund – венчурный фонд развития инновационных проектов ранней стадии. В настоящий момент проходит стадия согласования действий соинвестора и фонда «Сколково».

В рамках мероприятий по созданию научно- образовательного центра (НОЦ) иннограда Троицк проведена работа по сбору и представлению проектов ИЯИ РАН. В настоящий момент НОЦ Троицка вошел в число 10 НОЦ, одобренных к реализации, и находится на стадии утверждения.

По тематике группы подготовлен проект РФФИ «Разработка энергоэффективных углеродных бесконтактных токоограничителей для тягловых сетей ОАО РЖД» № 12-08-13102 офи_м_РЖД (конкурс ориентированных фундаментальных исследований в интересах ОАО РЖД 2012 г.)

Обновлен сайт группы http://www.serleb.narod.ru, где представлена информация о проектах группы и всех сопутствующих мероприятиях.

Публикации

1.С.Г.Лебедев. «В поисках сверхпроводящего Грааля», «Экология и жизнь» №4, 2012, стр.52-55.

2.С.Г.Лебедев. «Квантовое переключение в электрическом поле» блоги журнала «Экология и жизнь» http://ecolife.ru/blogs/?p=1085.

3. С.Г.Лебедев. «Кристаллическая Вселенная», «Экология и жизнь», №6, 2012.

Доклады:

1. S.G.Lebedev “CORRELATIONS BETWEEN SWITCHING OF CONDUCTIVITY AND OPTICAL RADIATION OBSERVED IN THIN CARBON FILMS” Proc. Of the Nature Conference Frontiers in Electronic Materials: Correlation Effects and Memristive Phenomena 2012.
2. S.G.Lebedev. “Development of contact-less field effect current limiters for electrical circuits” Presentation on Steinar H.Korsmo Seed Forum in Skolkovo, February, 9, 2012.
3. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта на круглом столе кластера энергоэффективности с участием сетевых компаний 28 февраля 2012г.
4. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта на НТС МРСК, 12 апреля 2012г.
5. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта соинвесторам FPI Innovation Fund – венчурный фонд развития инновационных проектов ранней стадии.28 мая, 2012г.
6. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта в Троицкий НОЦ, 30 апреля, 2012г.
7. С.Г.Лебедев. «Разработка бесконтактных переключателей – ограничителей тока для электрических сетей» Представление проекта на Петербургском Экономическом Форуме в числе проектов кластера энергоэффективности «Сколково», 21-25 июня 2012 г.

Разработка технологии, получение опытных образцов и исследование особенностей электродинамики нанокристаллических композитов фононных резонаторов (НФР)

Для продвижения проекта была создана коллаборация нескольких институтов. Но после окончания финансирования по гранту РФФИ работа остановилась. За отчетный период продолжались поиски источников финансирования для продвижения проекта.

На обновленном сайте группы http://www.serleb.narod.ru представлено описание проекта.

Публикации

1.L.V.Kravchuk, S.G.Lebedev. “Phonon Resonators: The Building Blocks of Nanocomposite Adjusting the Electron-Phonon Interraction” send to the Journal of Applied Physics.

Исследование переходов нейтрон-антинейтрон

Произведен сравнительный анализ всех существующих моделей переходов нейтрон-антинейтрон в среде и ядрах основанных на диаграммной технике прямых реакций, потенциальном описании взаимодействия антинейтрон-среда (ядро) и теоретико-полевом подходе с конечными временами. Показано, что для расчета переходов нейтрон-антинейтрон в среде должен использоваться теоретико-полевой подход с конечными временами.

Нижняя граница на период осцилляций нейтрон-антинейтрон в вакууме находится в пределах 10^{16} yr}>\tau >1.2 2х10^9 s

Величина 1.2х10^9 s, полученная нами, в 5 раз превосходит предсказания полученные с помощью потенциальной модели и диаграммной техники (а вышеупомянутые модели, как показано в нашей работе, просто неверны) и в 14 раз ограничение полученное на реакторе в Гренобле.

Опубликована статья: Valeriy Nazaruk, Alternative models of neutron-antineutron conversion in nuclei. Int.J.Mod.Phys.E Vol. 21,No.6 (2012) pp. 1250056-1250065.

Поиск тёмной материи Вселенной

Предложено для подавления фона, понижения порога регистрации и повышения чувствительности измерений использовать смесь Ar+0,15ppm Ge(CH3)4+100 ppm Xe. Дополнительное введение в Ar добавки 100 ppm Xe позволит подавить триплетную составляющую сцинтилляционного излучения от детектируемых частиц и повысить за счёт этого на несколько порядков коэффициент подавления фона. Направлена статья в журнал "Письма в ЖЭТФ". Сделан доклад на рабочем совещании ИЯИ РАН по поиску темной материи Вселенной.

Публикации

1.Б.М.Овчинников, Ю.Б.Овчинников, В.В.Парусов, «Установки на основе БГ для поиска WIMP», Препринт ИЯИ РАН №1314/2012, февраль 2012.

2. B.M.Ovchinnikov, Yu.B.Ovchinnikov, V.V.Parusov, “Massive liquid Ar and Xe detectors for direct Dark Matter searches”, arXiv:1192.3588[phys.ins-det].

3. Направлена статья в журнал «Astroparticle Physics»

Внедрение в широкую медицинскую практику технологии лечения смесями благородных газов с кислородом

ИЯИ РАН совместно с Больницей РАН в г. Троицке проводятся доклинические испытания смесей благородных газов с кислородом для устранения стрессовых состояний, являющихся основной причиной инсультов и инфарктов. Подана для публикации препринт ИЯИ РАН А.Ю. Перова и Б.М. Овчинникова "Предварительные испытания смесей аргона с кислородом", в которой показано, что эта смесь является успокаивающей и обезболивающей, а также восстанавливающей потенцию.

Исследование газа СО для использования в лазерах большой мощности

Показано, что молекула СО неэлектроотрицательна. Предложено контролировать газы СО на предмет наличия в них электроотрицательных примесей, мешающих использованию СО в лазерах, с помощью газоанализатора "ИСТОК". Этот же метод контроля пригоден для газа СО2. Разработан метод очистки газа СО от примесей, мешающих работе СО-лазеров. Результаты оформлены в виде препринта ИЯИ РАН (в печати).

Исследование подпорогового рождения легких векторных мезонов и заряженных каонов в протон и фотоядерных реакциях.

Проведен анализ экспериментальных данных по кумулятивному рождению антипротонов в pA (A=Be, Al, Cu, Ta) реакциях при начальной энергии протонов 10 ГэВ, полученных на ускорителе ИТЭФ. Впервые в таких реакциях показано, что отношение сечения рождения антипротонов на тяжелом ядре к аналогичному сечению на легком ядре как функция кумулятивной переменной X проявляет ступенчатую структуру - состоит из трех четко выраженных плато. Этот экспериментальный факт неоспоримо свидетельствует о существовании в ядрах компактных барионных конфигураций - короткодействующих нуклон-нуклонных корреляций и/или многонуклонных кварковых кластеров. Сравнимость измеренного в данной работе отношения сечений с отношениями сечений инклюзивного рассеяния электронов на ядрах указывает на слабое поглощение антипротонов в ядерной материи, которое характеризуется, как показал анализ, длиной формирования антипротонов в этой материи порядка 4.5 Фм.

Публикации

1. Yu.T. Kiselev, V.A.Sheinkman, A.V.Akindinov, M.M.Chumakov, A.N.Martemyanov, V.A.Smirnitsky, Yu.V.Terekhov, E.Ya.Paryev. Probing of compact baryonic configurations in nuclei in A(p,pbar)X reactions and antiproton formation length in nuclear matter. Phys.Rev.C85(2012)054904; Arxiv: nucl-ex/1204.2669.
2. A.Polyanskiy,..., E.Ya.Paryev,... Width of the phi meson in nuclear matter. Yad.Fiz. vol.75, N.1, 100-111 (2012).
3. M.Hartmann,..., E.Ya.Paryev,....Momentum dependence of the phi meson nuclear transparency. Phys.Rev.C 85, 035206 (2012); nucl-ex/1201.3517 (2012).
4. Q. Ye,....., E.Ya.Paryev,.... The production of K(+)K(-) pairs in proton-proton collisions at 2.83 GeV. Nucl-ex/1202.5451 (2012).

Излучение релятивистских потоков в астрофизике.

Получены промежуточные результаты по моделированию ударных волн в оптически толстой среде.

Исследование ядерных реакций при низких и средних энергиях.

1. Подготовка к измерениям по программе нейтрон-ядерных исследований в сеансе ноябрь-декабрь с.г. на импульсном нейтронном источнике «РАДЭКС».

а. Установка компенсаторов и коллиматоров на горизонтальных каналах.

б. Размещение установок на пучках и тестирование (РЭПС, Четырехканальный гамма-детектор, камеры, мониторы).

в. Проверка системы регистрации, накопления и хранения экспериментальной информации.

г. Сборка начальной части вертикального канала и тестирование его параметров.

2. Измерение фоновых условий измерений на каналах ИИН «РАДЭКС».

Представлены доклады

На конференцию «Ядро-2012»:

1. «Поиск возбуждения сверхплотных состояний в осколках деления Cf-252», Ю.Рябов и др.
2. Ю.В.Григорьев и др. «Исследование резонансной структуры нейтронных сечений Sm-148»,

На конференцию ОИЯИ ИСИН-20 (г. Алушта)

1. «Измерение полных и парциальных сечений Ti, Cr, Ni, Fe», автор Григорьев Ю.В и др..

По Протоколу о сотрудничестве ИЯИ РАН и ОИЯИ РАН (г. Дубна) №4074-4-11/13 транспортированы в ИЯИ (Троицк) детекторы ЖС-множественности и ЖС с Gd-поглотителем, для проведения исследований возбуждения осколков деления ядер и измерения функций пропускания редкоземельных элементов. Проводится тестирование этих установок.

В области физики атомного ядра.

Исследование взаимодействия нуклонов с малонуклонными системами и легкими ядрами на пучках Московской мезонной фабрики

Начата обработка данных, полученных на установке Двухплечевой Спектрометр (ДС). в январском сеансе облучения на канале РАДЭКС. Разработаны программы обработки, позволяющие выделять события квазисвободного рассеяния нейтрона на нейтроне в широкой области энергии нейтрона (20-60 МэВ). Получены первые предварительные данные для этой реакции при энергии нейтронов 20 МэВ.

Проведены исследования жидких и твердых водородосодержащих (1H и 2H) сцинтилляторов с возможностью разделения сигналов от нейтронов и гамма-квантов по форме импульса. Получены сравнительные характеристики n-разделения для кристалла стильбена и жидких сцинтилляторов (NE-213, BC-501, BC-537).

Публикации

1. E.S. Konobeevski, M.V. Mordovskoy, I.M. Sharapov, S.V. Zuyev/ COMPARISON OF VARIOUS SCINTILLATION DETECTORS WITH n- PULSE SHAPE DISCRIMINATION // In Proc. of 4th International Conference Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy (NPAE-Kyiv2012) September 3 - 7, 2012, Kyiv, Ukraine.

2. E.S. Konobeevski, M.V. Mordovskoy, S.I. Potashev, I.M. Sharapov, S.V. Zuyev/ STUDY OF NEUTRON-NEUTRON INTERACTION IN ndpnn REACTION // In Proc. of 4th International Conference Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy (NPAE-Kyiv2012) September 3 - 7, 2012, Kyiv, Ukraine.

Исследование структуры и механизмов взаимодействия слабосвязанных ядер с ядрами при средних энергиях

Дан сравнительный анализ инклюзивных реакций срыва валентного нуклона и срыва остова гало-ядра на основе различных моделей дифракционных процессов. На примере гало-ядра 11Be показано, что в реакции срыва остова распределение наблюдаемых частиц по поперечным импульсам, так же как и распределение по продольным импульсам, меньше искажено из-за поглощения ядром-мишенью, чем в реакции срыва нуклона. Получены полезные соотношения между сечениями рассматриваемых реакций

Доклад

В.П. Заварзина, В.Е. Пафомов, В.А. Сергеев./Соотношения между дифференциальными сечениями дифракционных процессов срыва нуклона и срыва остова гало-ядра//62 Международная конференция «Ядро 2012» Воронеж, 25 – 30 июня 2012 года.

Разработка методов и аппаратуры низкофоновых измерений гамма-излучений с использованием германиевых гамма-спектрометров.

1. Подготовлен эскизный проект изготовления элементов внешней (из стали) и внутренней (из вольфрама и меди) защиты низкофоновой камеры;

2. Проанализированы защитные материалы на содержание урана и тория методом прямой гамма-спектрометрии.

3. Проведена модернизация предыдущего варианта камеры путем уменьшения ее линейных внешних и внутренних размеров с целью уменьшения количества свинца без уменьшения его рабочей (защитной) толщины и увеличения вдвое толщины внутренней защиты из вольфрама, что позволило уменьшить общий фон камеры с 3,5 до 2,4 имп/с.

4. Совместно с ЛФЯР подготовлено техзадание на создание источника нейтронов на основе Линейного ускорителя электронов

Тезисы докладов:

1. А.В.Андреев, Ю.М.Бурмистров, С.В.Зуев, Е.С.Конобеевский, М.В.Мордовской, В.И.Фирсов/ «Низкофоновая камера для германиевого гамма-спектрометра»// 4 Международная конференция «Современные проблемы ядерной физики и атомной энергии (NPAE-2012), Киев, сентябрь 2012 год
2. А.В.Андреев, Ю.М.Бурмистров, А.М.Громов, С.В.Зуев, Е.С.Конобеевский, М.В.Мордовской, В.Г.Недорезов, Г.В.Солодухов ИСТОЧНИК НЕЙТРОНОВ НА ОСНОВЕ УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ ЛУЭ-8 И ФОТОНЕЙТРОННОЙ W-Be-МИШЕНИ // 4 Международная конференция «Современные проблемы ядерной физики и атомной энергии (NPAE-2012), Киев, сентябрь 2012 год

Исследование взаимодействия нейтронов малых энергий с ядрами с возбуждением коллективных степеней свободы.

Подготовлен и сделан доклад Д.А. Заикин, И.В. Суркова, М.В. Мордовской./ Параметр диффузности ядер с 58A248 в оптической модели со связью каналов. // 62 Международная конференция «Ядро 2012» Воронеж, 25 – 30 июня 2012 года

Публикации

Д.А. Заикин, И.В. Суркова /О возможных магических свойствах ядра 246 Cm// Препринт ИЯИ РАН 1315/2012, 8с.

Разработка основ создания средств аварийной радиационной защиты третьего поколения (АРЗ_3) и методов испытаний и контроля для повышения безопасности и экологической чистоты ядерной энергетики

Проведен анализ разработок конструктивного ряда защитных изделий на базе радиационно-защитного комплекта РЗК, разработанного совместно ИЯИ РАН и ОАО «Пожтехсервис». Даны рекомендации по конструированию радиационно-защитного комплекта Пульсар-Р, который должен обладать следующими парциальными радиационно-защитными свойствами:

предотвращать субтотальный радиационный ожог, формируемый бета излучением, понижать дозу проникающего фотонного излучения в области гонад, тазового пояса и щитоводной железы;

предохранять попадание радиоактивной пыли, газов и аэрозолей в дыхательный и пищеварительный тракт;

защищать поверхность тела от радиоактивных загрязнений.

Пульсар-Р должен использоваться с респиратором, фильтрующим противогазом, самоспасателем, либо изолирующим дыхательным аппаратом. Он должен также быть масло- бензо- и агрессивостойким, в том числе защищать от боевых отравляющих веществ и компонентов ракетного топлива. Иметь возможность применения теплоотражательной защиты. Масса комплекта без дыхательной аппаратуры не более 5,5 кг.

Подготовлен доклад о соответствии поглощающих добавок в радиационно-защитных материалах, применяемых в специальной защитной одежде пожарных, требованиям НТД: 123 ФЗ от 22.07.2008, ГОСТ Р 53264 и НПБ-99.

Публикации

1. Б.А. Бенецкий, М.В. Плотникова. Факторы накопления гамма излучения для композиционных материалов и защит// КСФ, 2012, № 4, С.29–36.
2. С.Я. Барбулев, Д.С. Барбулев, Е.А. Альбац, Б.А. Бенецкий, М.Н. Иванова, М.Н. Лифанов, Г.А. Перцовский. Доклад устный, секционный, на международной конференции / Конструктивный ряд специальной радиационно-защитной одежды // Тезисы докладов Международной конференции «Актуальные вопросы мирного использования атомной энергии» 6-8 июня 2012 г., Алматы, Республика Казахстан. – Алматы: НЯЦ РК (2012). С 185-186.
3. С.Я.Барбулев…..Б.А.Бенецкий…Патент № 112485 «Радиационно-защитный комплект одежды». Приоритет от 30 сентября 2011 г., зарегистрирован 10 января 2012. Патентообладатель ОАО «ПТС», (11 авторов).
4. С.Я. Барбулев, Д.С. Барбулев, Е.А. Альбац, Б.А. Бенецкий, М.Н. Иванова, М.Н. Лифанов, Г.А. Перцовский. / Радиационно-защитная одежда// Брошюра Изд. ОАО «ПТС», 2012, 13 С.

Нейтронные исследования.

Проведены исследования ряда новых магнитных материалов, определена их магнитная структура, фазовый переход и магнитная фазовая диаграмма. Результаты опубликованы в статьях.

Публикации

1. High Pressure Synthesis and Magnetic Properties of Cubic B20 MnGe and CoGe. A.V. Tsvyashchenko, a, V.A. Sidorov, L.N. Fomicheva, V.N. Krasnorussky, R.A. Sadykov, J.D. Thompson, K. Gofryk, F. Ronning, and V.Yu. Ivanov. Solid State Phenomena Vol. 190 (2012) pp 225-228 Online available since 2012/Jun/14 at www.scientific.net

2. Magnetocaloric Effect and Magnetic Properties of High Pressure Synthesized RhFe Compound Samanta Tapas, Tempel Samuel, Dubenko Igor, Krylov V.I., Tsvyashchenko A.V. Fomicheva L.N., Sadykov R.A. and Ali N. Solid State Phenomena Vol. 190 (2012) pp 351-354 Online available since 2012/Jun/14 at www.scientific.net

Мёссбауэровская спектроскопия

В минерале рингвудит -Mg2(Si,Fe)O4 со структурой шпинели, допированным железом, были измерены сверхтонкие взаимодействия методом синхротронной мёссбауэровскй спектроскопии при высоких давлениях в алмазных наковальнях при комнатной температуре. Было получено, что в кристалле два неэквивалентных положения железа с валентностью Fe2+ находятся в высокоспиновом состоянии (S=2). В диапазоне давлений 40-70 ГПа наблюдается спиновый кроссовер в низкоспиновое состояние (S=2 S=0) иона Fe2+ (рис.1(d)). Этот электронный переход полностью обратим при сбросе давления. В магнезиовюстите (Mg,Fe)O исследована P-T магнитная фазовая диаграмма методом синхротронной мёссбауэровской спектроскопии при высоких давлениях (0-90 ГПа) и низких температурах (8 – 300 K) (NFS спектры на рис. 2 (a), (b), (c) и (d)) в камерах высокого давления с алмазными наковальнями. Изучены магнитные свойства и спиновые состояния ионов Fe2+. Построена магнитная Р-T фазовая диаграмма (рис. 2 (e)), на которой локализована квантовая критическая точка (QC - point), где пропадает параметр магнитного порядка при Т=0. Обсуждаются эффекты спиновых HS-LS флуктуаций через спиновую щель (EHS – ELS). Предсказаны необычные магнитные свойства низкоспиновой фазы. Основное электронное состояние ионов Fe2+ при критическом давлении PC HS-LS перехода и при нулевой температуре определяется квантовой критической точкой Pq (T = 0, Pc) когда разность энергий между HS и LS состояниями (спиновая щель) равна нулю.

По результатам работы направлена статья в печать.

Структурные исследования новых железосодержащих сверхпроводников.

Было проведено исследование новых сверхпроводников и родственных им систем. Был определен количественный и качественный фазовый состав предоставленных образцов: CrAs, MnAs, VAs, FeTe, FeTe(2), FeBi и NiGe, на основе которых разрабатываются сверхпроводящие материалы нового поколения. Для проведения рентгенофазового и рентгеноструктурного анализов использовался современный дифрактометр STOE IPDS II с позиционно-чувствительным детектором.

Был запущен в регулярную эксплуатацию Мессбауэровский спектрометр Ms-1104m, на котором были проведены предварительные исследования сверхтонких взаимодействий в кристалле FexSe при нормальных условиях методом ЯГР [1].

Нейтронными методами исследован аномальный магнитный спектр системы с антиферроквадрпольным порядком TmTe, установлена схема расщепления основного 4f мультиплета ионов Tm2+. Методом неупругого рассеяния нейтронов исследованы спектры магнитных возбуждений в кобальтитах, определены параметры кристаллического электрического поля для Pr3+ [2].

Совместно с ИФВД РАН исследовала методами рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа различные модификации бора и карбидов бора [3].

В II квартале 2012 г. был подготовлен к печати препринт по результатам испытания прототипа 2- координатного детектора нейтронов на основе сцинтиллятора ZnS/LiF. Был разработан алгоритм подгонки экспериментальных кривых малоуглового рассеяния нейтронов моделью полидисперсных шаров, который позволит определить характерные размеры наночастиц в исследуемом нами сплаве 40ХНЮ [4-6].

Публикации.

1. (Устный доклад:«РЕНТГЕНОФАЗОВЫЙ И РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ».Ю.А. Давыдова, Р.А. Садыков, Ю.Б. Лебедь, С.Н. Акснов, Ю.Ф. Ельцов, В.М. Пудалов.Научная сессия НИЯУ МИФИ-2012 Анотация докладов, том 2, Проблемы фундаметальной науки. Стратегические Информационные технологии. М.:НИЯУ МИФИ, 2012. стр.76. Подготовлен препринт с описанием проделанной работы на рентгеновских дифрактометрах ИЯИ РАН.)

2. Эффекты кристаллического электрического поля в Pr0.5Sr0.5CoO3" Е.С. Клементьев, П.А. Алексеев, В.В. Ефимов и др., Поверхность. Рентгеновские, синхроторонные и нейтронные исследования (2012), н. 7, с. 1-7. (Устный доклад на X Rонференции по Сильнокоррел-лированным электронным системам и квантовым критическим явлениям (СКЭС и ККЯ, 15 июня 2012 г.)

3. Подготовлена статья «Синтез бороуглеродных фаз со структурой -тетрагонального бора под давлением. Е.А. Екимов, Ю.Б. Лебедь, С.Г. Ляпин, Н.Ф. Боровиков», которая была послана в журнал «Неорганические материалы».

4.A new time-of-flight neutron reflectometer and SANS instrument GORIZONT at IN-06 spallation neutron source. V S Litvin, V A Trounov, V A Ulyanov, A P Boulkine, S I Kalinin, A A Alekseev, R A Sadykov and E A Koptelov. 5th European Conference on Neutron Scattering. Journal of Physics: Conference Series 340 (2012) 012032

5.Литвин В.С., Караевский С.Х., Недорезов В.Г. «ПРОТОТИП 2-КООРДИНАТНОГО ДЕТЕКТОРА НЕЙТРОНОВ НА ОСНОВЕ СЦИНТИЛЛЯТОРА ZnS/LiF СПЕКТРОСМЕЩАЮЩИХ СВЕТОВОДОВ И ЛАВИННЫХ ФОТОДИОДОВ» - препринт ИЯИ РАН

6.Афонин А.А., Литвин В.С., Поташев С.И. «Алгоритм подгонки кривых малоуглового рассеяния моделью шаров со сложным распределением радиусов.» препринт ИЯИ РАН.

Проведены работы по моделированию 4-х различных конфигураций нейтронного концентратора в VITESS, выбор оптимального варианта и Оценка разрешающей способности рефлектометра в программном пакете «VITESS”. По результатам расчетов подготовлен препринт:

Нейтронный рефлектометр-малоугловой спектрометр «горизонт» на импульсном источнике нейтронов ИН-06. Результаты моделирования и первых испытаний.(ИЯИ РАН) В. С. Литвин1, В. А. Трунов2, А. П. Булкин2, В. А. Ульянов2, С. И. Калинин2, А. А. Столяров, А. А. Алексеев1, С. И. Поташев1, Р. А. Садыков1, Э. А. Коптелов1

Завершена работа по исследованию характеристик нейтронного спектрометра

СВЗ-100 с помощью пропорциональных газонаполненных счётчиков. Определено соотношение время-энергия нейтрона с использованием захватных резонансов сурьмы (Sb), серебра (Ag), меди (Cu), алюминия (Al). По результатам работы подготовлен препринт ИЯИ РАН.

Изготовлен новый детектор нейтронов на основе газонаполненного счётчика с борным напылением по стенке детектирующего объёма. В настоящее время проводятся подготовительные работы к испытанию и определению характеристик, режимов работы счётчика. Детектор предназначен для работы с большими плотностями нейтронного потока, характерными для СВЗ-100.

Разработана предварительная версия компьютерной программы усреднения сечений взаимодействия нейтронов с ядрами вещества.

1. Закончена обработка результатов февральских измерений 2012 на РАДЭКСе (были выполнены измерения эффектов нарушения пространственной четности в дифракции нейтронов на совершенном монокристалле бромида калия в области p- волнового резонанса брома-81). По результатам обработки готовится к публикации Препринт ИЯИ.

2. Подготовлен, сделан и опубликован в виде тезисов доклад на Международном семинаре по взаимодействию нейтронов с ядрами (ISINN-20, г. Алушта, Украина, 21-26 мая 2012г.,стр.66)"Investigation of the Possibilities for Measurement of the Parity Violation in Neutron Diffraction at IBR-2M" E.V. Kuznetsova, V.L. Kuznetsov, P.V. Sedyshev, V.N.Shvetsov, A.V. Churacov.

3. Подготовлен, сделан и опубликован в виде тезисов доклад на Международном семинаре по взаимодействию нейтронов с ядрами (ISINN-20, г. Алушта, Украина, 21-26 мая 2012г.,стр.65)"Study of the Effects of Parity Violation in Neutron Diffraction in Perfect Single Crystal" V.L.Kuznetsov, E.V. Kuznetsova.

Подготовлены и отредактированы предложения ИЯИ РАН по решению НТС-7 в Росатоме «Источники нейтронов на основе сильноточных ускорителей и смежные технологии».

Участие в работе НТС ФЭИ.

Проведена первая серия теплофизических расчетов нового варианта бланкета с минорными актиноидами на основе расплавов солей (без прокачивания соли с МА).

Компьютерные программы для математического моделирования взаимодействия частиц с веществом, т. н. транспортные коды, являются обязательной частью современного инструментария ядерной физики. В ИЯИ РАН создан и развивается оригинальный транспортный код SHIELD (http://www.inr.ru/shield/), основанный на отечественных моделях ядерных реакций, разработанных в ОИЯИ и ИЯИ РАН. Транспортный код SHIELD широко применяется при решении различных задач фундаментальной и прикладной ядерной физики.

За отчетный период была опубликована работа по оценке радиационной обстановки на Луне [1], обусловленной галактическим и солнечным космическим излучением.

Код SHIELD постоянно используется при моделировании взаимодействия терапевтических пучков легких ионов с биологической тканью [2-5,9], в коллаборации с зарубежными коллегами.

В работе [7] рассматривается влияние потерь пучка протонов в трактах транспортировки линейного ускорителя ИЯИ РАН на радиационную стойкость электронного оборудования ускорителя.

Работы [6,8] посвящены математическому моделированию параметров Спектрометра по времени замедления в свинце СВЗ100 ИЯИ РАН.

Проводилась работа по совершенствованию моделей ядерных реакций, в частности изучалось образование гипер-ядер в релятивистских ядро-ядерных взаимодействиях [10-15].

Н.М.Соболевский читает курс лекций по технике метода Монте-Карло для студентов 3-его курса МФТИ. А.С.Ботвина и Н.М.Соболевский руководят работой аспиранта ИЯИ А.А.Белянова.

Публикации

1. Н.В.Кузнецов, Р.А.Ныммик, М.И.Панасюк, А.Н.Денисов, Н.М.Соболевский. Оценка радиационного риска для космонавтов на Луне. Космические Исследования 50 (2012) 224-228.

2. D.Hansen, A.Luehr, R.Herrmann, N.Sobolevsky, N.Bassler. Recent Improvements in the SHIELD-HIT Code. International Journal of Radiation Biology, 88 (2012) 195-199

3. D.Hansen, A.Luehr, N.Sobolevsky, N.Bassler. Optimizing SHIELD-HIT for carbon ion treatment. Physics in Medicine and Biology 57 (2012) 2393-2409.

4. N.Bassler, D.Hansen, J.Toftegaard, R.Teiwes, N.Sobolevsky, O.Jkel, R.Herrmann, A.Lhr. Nuclear Fragmentation in Clinical Heavy Ion Beams - Should we Worry? Poster Talk at the International Conference on Translational Research in Radiation Oncology. Physics for Health in Europe (ICTR-PHE 2012). CERN, Geneva, Switzerland, February 27 - March 2, 2012. http://phys.au.dk/uploads/media/2012_poster_bassler_ICTRPHE.pdf

5. M.Hultquist, M.Lazzeroni, A.Botvina, I.Gudowska, N.Sobolevsky and A.Brahme. Evaluation of nuclear reaction cross sections and fragment yields in carbon beams using the SHIELD-HIT Monte Carlo code. Comparison with experiments. Accepted to Phys. Med. Biol. Ref: PMB/397824/PAP/232666, 17 May 2012.

6. Н.М.Соболевский. TOF2SVZ – программа пересчета нейтронных сечений, измеренных с высоким разрешением, к разрешению спектрометра по времени замедления в свинце. Препринт ИЯИ РАН 1319/2012, Москва, 2012.

7. С.А.Гаврилов, И.А.Васильев, П.И.Рейнгардт-Никулин, Н.М.Соболевский, А.В.Фещенко. Защита электроники ионизационного монитора поперечного сечения пучка от радиационных повреждений на линейном ускорителе ИЯИ РАН. ВАНТ, сер. «Ядерно-физические исследования», №3(79), стр. 218-222, Харьков, 2012.

8. Л.Н.Латышева, А.А.Бергман, Н.М.Соболевский, Р.Д.Илич. О влиянии размеров экспериментальных каналов спектрометра по времени замедления в свинце СВЗ-100 ИЯИ РАН на константу замедления. Направлено в журнал Ядерная Физика.

9. A.Luehr, D.Hansen, O.Jaekel, N.Sobolevsky, R.Teiwes, N.Bassler. The impact of modeling nuclear fragmentation on delivered dose and radiobiology in ion therapy. Accepted to Phys. Med. Biol., Ref: PMB/421401/PAP/259584, 25 June 2012.

10. A.S.Botvina, K.K.Gudima, J.Steinheimer, I.N.Mishustin, J.Pochodzalla, A.Sanchez-Lorente, M.Bleicher, H.Stoecker. Production of hyper-nuclei in peripheral collisions of relativistic ions. Accepted to Nuclear Physics A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2012.01.015.

11. А.С.Ботвина. Гипер-ядра и их образование в релятивистских ядерных столкновениях. Доклад на семинаре Лаборатории нейтронных исследований ИЯИ РАН, Троицк, 22 февраля 2012 года.

12. J.Steinheimer, A.Botvina, K.Gudima, I.Mishustin, S.Schramm, M.Bleicher, H.Stoecker. From FAIR to RHIC, hyper clusters and an effective strange EoS for QCD. Acta Physica Polonica B43 (2012) 619-626.

13. J.Steinheimer, K.Gudima, A.Botvina, I.Mishustin, M.Bleicher, H.Stoecker. Hypernuclei, dibaryon and antinuclei production in high energy heavy ion collisions: Thermal production vs. Coalescence. arXiv:1203.2547 [nucl-th], Accepted in Phys. Lett. B.

14. A.S.Botvina, I.N.Mishustin, J.Pochodzalla. Production of exotic hypernuclei from excited nuclear systems. Accepted as Rapid Communication in Phys. Rev. C.

15. A.S. Botvina. Production of hypernuclei in collisions of relativistic ions. Invited talk at NICA/JINR-FAIR bilateral workshop "Matter at highest baryon densities in the laboratory and in space", FIAS, Frankfurt am Main, Germany, April 2-4, 2012. http://theor.jinr.ru/~nica_fair/.

По тематическому направлению Физика космических лучей и нейтринная астрофизика. Научный руководитель: дфмн Л.Б.Безруков

Нейтринная астрофизика.

На основе расчетов по семи моделям взаимодействий адронов сверхвысоких энергий впервые были рассмотрены корреляции характеристик адрон-ядерных взаимодействий при энергии Е0 = 1016 эВ со средним расстоянием частиц от центра семейства R. Впервые рассматривались параметры, представляющие собой средний поперечный импульс pt, взвешенный по xLab и x2Lab в различных кинематических областях хmin < хLab < хmax. Была найдена кинематическая область хLab, в которой имеет место линейная корреляция используемых параметров с размерами семейств. Показано, что такие модели, входящие в пакет CORSIKA, как QGSJET II и SYBILL 2.1, не могут объяснить экспериментальные результаты [1,2].

Начата разработка программы компьютерного статистического моделирования FANSY 2.0 – генератора сильных взаимодействий адронов высоких, сверхвысоких и ультравысоких энергий (1011 – 1020 эВ) с протонами и ядрами, учитывающая генерацию чармированных частиц, а также компланарную генерацию наиболее энергичных вторичных частиц при энергиях взаимодействий выше ~1015 эВ с большими поперечными импульсами в плоскости компланарности [3].

Выполнена работа по расчету температурного эффекта мюонов космических лучей с энергиями 102-3106 ГэВ на уровне моря, представляющая собой часть необходимого теоретического обеспечения широко проводящихся в мире в настоящий момент соответствующих экспериментальных исследований [4].

Совместно с теоретической группой Лаборатории Гран Сассо (Италия) проведены численные вычисления спектра космических лучей сверхвысоких энергий с учетом фрагментации тяжелых ядер в составе первичных частиц. Выполнено сравнение спектров с данными крупнейших детекторов космических лучей сверхвысоких энергий. Результаты направлены в печать [5].

Выполнены теоретические исследования процессов образования и эволюции сверхплотных сгустков темной материи (субгало) на космологической стадии радиационного доминирования. В том числе, исследован случай несферического сжатия сгустка и ограничения на плотность на основе теоремы Лиувилля. Найдено возможное усиление аннигиляционного сигнала от гало Галактики за счет существования сгустков. Из сравнения с данными Fermi-LAT найдены ограничения на параметры моделей. Часть результатов опубликована [6,7], последние результаты подготовлены к печати.

Исследовано обратное влияние аккрецируемого вещества на гравитационное поле заряженной черной дыры. Найдены поправки к метрике и рассмотрены ряд частных примеров (аккреция идеальной жидкости, канонического скалярного поля и “галилеона”). Результаты опубликованы [8].

Исследован вопрос о сверхновых, которые могли бы предшествовать коротким гамма-всплескам на интервале времени в несколько лет. Оценена вероятность таких парных событий. В каталогах сверхновых и гамма-всплесков найден один возможный кандидат. Результаты опубликованы [9].

Проведены теоретические исследования периодических орбит пробных частиц внутри черной дыры Керра и Рейсснера-Нордстрема. Найдены условия, при которых эти орбиты действительно существуют и устойчивы. Результаты опубликованы [10].

Сформулированы основные принципы построения расширенной модели электрослабого взаимодействия с включением нейтринного заряда со своим новым калибровочным «нейтромагнитным» полем. Исходя из стандартной эволюционной модели Солнца получены ограничение на нейтринный заряд и верхний предел на магнитный момент нейтрино нового типа, который лишь на 23 порядка ниже электронного магнетона Бора.

Введение в теорию нейтринного заряда открывает множество новых явлений в нейтринной и ядерной астрофизике и физике космических лучей, порождающих широкий фронт теоретических и экспериментальных работ, которые будут оправданы лишь после того, как будет экспериментально обнаружен нейтринный заряд и измерено его значение. В частности, появляется возможность нового механизма ускорения частиц космических лучей в коллапсирующих звёздах и пульсарах, включая и ускорение нейтронов. Возможны также новый сценарий формирования солнечной активности и явление модуляции скорости счёта солнечных нейтрино в нейтринных детекторах, обусловленное появлением у нейтрино магнитного момента нового типа.

Показано, что конверсия в солнечных недрах электромагнитных квантов в кванты «нейтромагнитного» поля с последующим их обратным превращением на атомных ядрах регистрирующего прибора в объёмное рентгеновское излучение открывает новый способ спектроскопии солнечных недр – рентгеновский. Показано также, что наиболее близко к этой возможности и к обнаружению нейтринного заряда подошёл итальянский эксперимент DAMA/LIBRA по поиску тёмной материи [11].

Публикации

1. J. Kempa, B.Pattison, E.Gadysz-Dziadu, L.W. Jones, R.Mukhamedshin et al. Emulsion chamber observations of Centauros, aligned events and the long-flying component. Central European Journal of Physics (2012) DOI: 10.2478/s11534-012-0081-4
2. J.Kempa, R.A. Mukhamedshin, M.Tamada. On pt(xLab) dependence in h-A interactions and lateral features of most energetic particles in EAS cores. 23rd ECRS, # 448.
3. A Managadze and R Mukhamedshin. What can we say on h-A interaction fragmentation range at superhigh energies by XREC data? 23rd ECRS, # 668.
4. Л. В. Волкова. Температурный эффект интегрального потока мюонов космических лучей при высоких энергиях
5. R. Aloisio, V. Berezinsky, S. Grigorieva / Analytic calculations of the spectra of ultra high energy cosmic ray nuclei. II. The general case of background radiation // статья принята в печать в Astroparticle Physics.
6. V. S. Berezinsky, V. I. Dokuchaev, Yu. N. Eroshenko / Formation of Superdense Dark Matter Lumps at the Radiation-Dominated Cosmological Stage // Grav. and Cosmol. 18, 57 (2012).
7. V. S. Berezinsky, V. I. Dokuchaev, Yu. N. Eroshenko, M. Kachelriess, M. Aa. Solberg / Сверхплотные сгустки темной материи из сврхтяжелых частиц // ТМФ 170, 102 (2012).
8. E. Babichev, V. Dokuchaev, Yu. Eroshenko / Backreaction of accreting matter onto a black hole in the Eddington-Finkelstein coordinates //>29, 115002 (2012); arXiv:1202.2836 [gr-qc].
9. V.I. Dokuchaev and Yu.N. Eroshenko / A Search for Supernovae Preceding Short Gamma-Ray Bursts // Grav. and Cosmol. 18, 97 (2012).
10. V. I. Dokuchaev / Life Inside Black Holes // Grav. and Cosmol. 18, 65 (2012); arXiv:1203.0878 [astro-ph.CO] (2012).
11. Ю.С.Копысов /Расширенная модель электрослабого взаимодействия с включением нейтринного заряда // XLVIII Всероссийская конференция по проблемам физики частиц, физики плазмы и конденсированных сред, оптоэлектроники, посвящённая 100-летию профессора Я. П. Терлецкого. Министерство образования и науки РФ, РУДН, Москва, (1518).05.2012.

Разработка и создание литиевого детектора солнечных нейтрино для исследования генерации энергии в CNO цикле на Солнце.

Изготовлен стенд для разработки перспективных методов детектирования ионизирующего излучения в газовых смесях в области малых выделений энергии (порядка 100 эВ). В настоящее время на стенде проводятся пуско-наладочные работы.

Обоснован выбор методики исследования коррозии конструкционных материалов в металлическом литии и литийсодержащих теплоносителях;

- для статических испытаний выбраны «ампульные испытания в гомогенной среде»;

- для динамических испытаний со сверхмалыми скоростями выбран «метод тепловых труб»;

- для динамических испытаний со скоростями до 1.5 м/с, близким к условиям работы экспериментального модуля бланкета в ИТЭР, выбран «метод вращающегося диска».

Подготовлен к работе рабочий участок ВД-2: изготовлен новый корпус и новая система передвижения молибденового стакана; изготовлены молибденовые держатели образцов, подготовлен к работе молибденовый стакан; участок испытан на герметичность.

Подготовлен к работе участок для приготовления сплавов «СПЛАВ».

Изготовлены детали рабочего участка для статических испытаний образцов.

Проведен испытательный запуск рабочего участка ВД-3. На дату 25.06.2012 года участок отработал 205 часов в режиме n=17об/с, Т=550±10 °С

Рабочий участок ВД-1 выведен в реконструкцию и ремонт.

Начаты металлографические исследования образцов материалов, отобранных для испытаний.

Подготовлена к публикации статья с расчетом аномальной величины отношения потоков 13N и 15O-нейтрино в случае перемешивания солнечного вещества в сферическом слое в ядре Солнца.

Разработка и изготовление пропорциональных счетчиков.

Изготовлена партия нейтронных счетчиков (3 штуки) для эксперимента «КУБ» на нейтронном спектрометре по времени замедления нейтронов в свинце СВЗ100.

Изготовлена партия (6 штук) низкофоновых пропорциональных счетчиков с углеродным катодом для эксперимента по поиску стерильных нейтрино.

Проведены подготовительные работы по изготовлению высокотемпературного счетчика и системы высокотемпературного наполнения счетчика для регистрации распадов 7Be.

Тема ГЕРДА.

Продолжен набор статистики с восемью детекторами из обогащенного германия и выполнен анализ данных, полученных за второй квартал. Достигнутый к настоящему моменту уровень фона в области двойного бета распада 76Ge составляет 0,017 /кэВ.кг.год, что более чем на порядок лучше всех предшествующих аналогичных экспериментов.

Подготовлена к печати статья (50 стр) с детальным описанием подготовительного этапа полномасштабного эксперимента.

Разработка новых сцинтилляционных детекторов для регистрации нейтрино (солнечные нейтрино, гео-нейтрино).

Разработана конструкция и изготовлен бокс для размещения сцинтилляционного блока. Проведён монтаж фотоумножителей к оптической ячейке (2 л). Получены результаты тестовых испытаний стабильности (после 3-х месяцев) оптических свойств сцинтиллятора, залитого в ячейку.

Искусственный источник нейтрино, разработка концепции.

Совместно с лабораторией РХМДН подготовлено предложение «Поиск осцилляционных переходов ex на очень коротких расстояниях с источником нейтрино 51Cr на двойной металлической галлиевой мишени Баксансково галлий-германиевого нейтринного телескопа».

Эксперимент ТУНКА.

Для калибровочной системы черенковского детектора широких атмосферных ливней Тунка-133 разработаны наносекундные источники света на базе светоизлучающих диодов высокой мощности InGaN/GaN XLamp XR-E7090 и формирователи импульсов запуска светодиодов, использующих лавинные транзисторы FMMT415-417. Созданы пилотные образцы таких источников с длительностью световых импульсов ~3-3.5 нс (FWHM), световыходом >1012 фотонов в импульсе и максимумом излучения max ~ 450-470 нм.

S.F.Berezhnev, D.Besson, N.M.Budnev, …, B.K.Lubsandorzhiev et al. The Tunka-133 EAS Cherenkov light array // Nucl. Instrum. and Meth. A. accepted for publication.

Исследование характеристик потоков частиц космического излучения высоких и сверхвысоких энергий на комплексе установок БНО.

1. Обеспечивается режим непрерывного набора информации на установке БПСТ по всем физическим задачам. Для этого проводится ежедневная диагностика информации, поступающей с установки. Еженедельно проводится текущий ремонт и настройка детекторов установки. Произведен ремонт мощного высоковольтного стабилизатора «ВВИ-1» и 5 шт. дискриминаторов «ДА-НЕТ» установки ПСТ. Систематически проводятся работы по поддержанию работоспособности системы сбора информации ПСТ (в частности – ремонт блока запуска интервалов, блока запуска абсолютного времени).

Разработана принципиальная схема нового блока выработки «мастеров» М1 (>=1/8) и М2 (=1/8). Проведена трассировка и изготовление печатной платы. В данный момент плата находится в состоянии распайки.

За период с 01.01.2012 по 25.06.2012 чистое время регистрации по большинству задач составляет 169.6 суток, т.е. 96% от календарного времени. По задаче «Поиск нейтринных вспышек от коллапсирующих звезд» чистое время за отчётный период составило 159.4 суток (90.6% от календарного). Претендентов на кластер сигналов от нейтрино (внутри интервала в 20 секунд) не обнаружено.

По программе регистрации нейтрино из нижней полусферы продолжается отбор кандидатов на нейтринные события. Проводится анализ событий по угловому распределению нейтринных событий. Проводятся работы по контролю индивидуальных характеристикам детекторов, влияющих на эффективность регистрации событий, вызванных атмосферными нейтрино. Продолжаются работы по анализу данных прямого набора на ПСТ для контроля и ремонта систем регистрации.

2. Проводились работы по подготовке проекта модернизации БПСТ. Исследована и подтверждена возможность калибровки пластического сцинтиллятора детектора SC-16 от светодиода голубого свечения через пластиковое оптоволокно. Для этого цели были использованы светодиодный проектор и оптические входы к нему. Каждый оптический вход имеет 16 оптических волокон – по числу тайлов в детекторе. В настоящее время разрабатывается фрагмент схемы для калибровки детекторов с помощью микроконтроллера и цифровых потенциометров.

3. На установке “Ковер-2” обеспечивается режим непрерывного набора информации по всем физическим задачам. Для этого проводится непрерывный контроль за 20 параметрами установки и, по мере необходимости, текущий ремонт и настройка детекторов установки. Произведен ремонт и калибровка компаратора «К-1» для настройки логарифмических преобразователей установки «Ковер». Чистое время набора за период с января по июнь 2012 года составляет для “Ковра” - 75%, Мюонного Детектора - 92% и Нейтронного Монитора - 98% от календарного.

Продолжаются работы по созданию установки “Ковер-3”. Подготовлены документы для проведения торгов по закупке и изготовлению оборудования для Мюонного Детектора. Проведены торги и заключены контракты на: 1) закупку источников питания, систему измерения числа импульсов с детекторов и систему измерения временных интервалов; 2) изготовление ФЭУ-173; 3) изготовление делителей напряжения для фотоумножителя ФЭУ-173. Подготовлено техническое задание на работы по монтажу Мюонного Детектора.

Для Мюонного Детектора разработан логарифмический преобразователь зарядовых импульсов в числоимпульсный код (LCN-1) с динамическим диапазоном 2000 и порогом ~ 1пКл. Изготовлено два действующих образца преобразователя. На стадии разработки находится печатная плата дискриминатора с условной временной привязкой к фронту анодных сигналов ФЭУ “SKF-1”.

4. На установке “Андырчи” продолжаются работу по модернизации системы сбора информации, в которой используются два on-line компьютера. На них установлена операционная система реального времени на базе свободной операционной системы Linux. Для ливневой задачи (система регистрации на основе интерфейса VME) проводится отладка on-line программы. Для поиска очень коротких вспышек интенсивности космических лучей начаты измерения темпов счета детекторов установки каждую миллисекунду. Проводится отладка набора информации по данной задаче, подготовлены программы просмотра и визуализации полученных данных.

Проведены контрольные испытания четырехканального приемопередатчика дистанционного управления для установки «Андырчи». Произведен ремонт двух логарифмических преобразователей и усилителей анодных сигналов установки Андырчи. Восстановлен релейный блок молниезащиты установки Андырчи.

5. В рамках международного проекта ЕММА:

а) Подготовлена документация окончательного варианта годоскопов (принципиальные и функциональные схемы, таблица взаиморасположения детекторов и выводимой информации, описание работы годоскопов для программиста).

б) По результатам совместных работ с финской стороной (во время командировки в мае 2012 г.) была проведена настройка новых годоскопов, в режиме реальной работы с детекторами SC-16. Был изготовлен шлейф на основе разъема высокой плотности для связи блока VME V1495 и 4-х годоскопов одновременно. Всего было настроено 4 рабочих годоскопа на 384 канала каждый и один резервный. Были устранены неисправности старого триггерного блока и запущен в работу новый блок.

6. По экспериментальным данным БПСТ за 9 лет набора информации проводилось изучение взаимосвязей динамических процессов в атмосфере Земли и вариаций интенсивности мюонной компоненты космических лучей. Были получены корреляционный и температурный коэффициенты для темпа счета мюонов и температуры на различных высотах для различных диапазонов зенитных углов (с суммированием по азимутальному углу). Показано, что минимум корреляционных и температурных коэффициентов в зависимости от высоты точки атмосферы соответствует тропопаузе, а максимумы соответствуют тропосфере и стратосфере. Выявлена стабилизация корреляционного и температурного коэффициентов (приблизительное отсутствие изменения этих величин) в зависимости от числа анализируемых лет, примерно в области 7-9 лет.

7. По экспериментальным данным о темпе счёта установки «Андырчи» в миллисекундном диапазоне проводится поиск гамма-излучения высокой энергии от испаряющихся первичных чёрных дыр (ПЧД) для трёх моделей испарения ПЧД. Показано, что по методике поиска очень коротких вспышек можно улучшить полученные ранее пределы на концентрацию ПЧД в локальной области галактики.

Проводятся работы по созданию проекта установки Гамма-Терскол. На данном этапе рассматривается вариант установки, состоящей из детекторных модулей, каждый из которых представляет собой два пластических сцинтилляционных детектора, разделённых слоем стального поглотителя. Для выработки критериев разделения ливней от первичных гамма-квантов и протонов проводится анализ смоделированных ливней.

8. В рамках Стандартной Модели изучались беспороговые реакции, инициированные нейтрино. Указаны несколько таких реакций [5], которые, в принципе, можно использовать для регистрации реликтовых нейтрино. Найдены соответствующие сечения.

Публикации

1. I. Alikhanov, Single vector leptoquark production at hadron colliders due to direct lepton-gluon interaction, arXiv:1203.3631v1 [hep-ph], 2012.

2. I. Alikhanov, Production of heavy vector particles in interactions of leptons with the massless gauge bosons, Phys. Lett. B 710 (2012) 149.

3. I. Alikhanov, Exclusive production of pseudoscalar mesons in neutrino-photon interactions, Phys. Lett. B 706 (2012) 423.

4. В.И. Волченко, Г.В. Волченко. Метод автоматической настройки и стабилизации энергетического порога сцинтилляционных детекторов. ПТЭ (принята в печать), 2012.

5. I. Alikhanov, Particle decays in the presence of a neutrino background, arXiv:1204.4396, 2012.

Низкофоновые исследования.

Участие в международном эксперименте GERDA по поиску безнейтринной моды двойного бета-распада изотопа 76Ge: Выполнена первичная обработка данных первой серии основных измерений в эксперименте GERDA. Улучшен алгоритм дискриминации многоточечных (комптон-события от гамма-квантов) событий в коаксиальных Ge-детекторах. Показана возможность дискриминации сигналов от альфа-частиц в Ge-детекторах. Осуществлена командировка сотрудника ЛНФИ (Гангапшев А.М., с 10 апреля по 10 июня 2012г.) в Германию (MPI-K, Heidelberg) для непосредственного участия в эксперименте. Участвовал в совещании по анализу данных тестовых измерений с новыми Ge-детекторами специально изготовленных для второй фазы эксперимента. С 15 апреля по 5 июня находился в Гранн-Сассо (LNGS, Gran-Sasso, Italy) в качестве дежурного-физика на установках GERDA и LArGe.

Исследование радиоактивных загрязненностей различных материалов: Измерена радиационная загрязненность следующих образцов: 1) пластический сцинтиллятор, который предполагается использовать в рпоектируемом детекторе геонейтрино с массой сцинтиллятора не менее 5000 тонн (40K — 4.9мБк/кг, 208Tl — 0.36мБк/кг, 214Bi — 1.2мБк/кг, 228Ac — 1.0мБк/кг); 2) сталь и медь, которые предполагается использовать для создания низкофоной пассивной защиты спектрометра в КБГУ.

Новый этап эксперимента по поиску 2К-захвата в 78Kr и 124Xe с помощью пропорциональных счетчиков: Закончены измерения по экспериментальной проверке характеристик излучений, возникающих при заполнении 2К-вакансий, созданных в оболочке атома различными процессами. Продолжается обработка и анализ накопленной информации. Экспериментальная установка полностью демонтирована и перенесена в из ЛГГНТ в НЛГЗ-4900. Начата работа по монтажу экспериментальной установки. Продолжаются работы по изготовлению новых кварцевых гермовводов для пропорциональных счетчиков.

Изучение вариаций потока тепловых нейтронов природного происхождения в подземной лаборатории с помощью тонких сцинтилляционных детекторов большой площади на основе ZnS(Ag) с добавкой 6LiF: Продолжается подготовка к основным измерениям и дооснащение установки электроникой. Проводится анализ данных первых тестовых измерений.

Экспериментальная проверка стабильности периода полураспада альфа-активного ядра Po-214: Продолжаются измерения на установках «Тау1» и «Тау2», параллельно идет обработка накопленной информации. Изготовлен первый тестовый образец альфа-источника с 4p-светимостью. Идет подготовка к измерениям с тестовым источником.

Исследование возможностей постановки эксперимента по поиску WIMP с помощью сцинтилляционного детектора на основе кристаллов LiF: На низкофоновом спектрометре на основе кристалла сверхчистого германия в подземной лаборатории НЛГЗ-4900 измерена активность радиоактивных примесей в образце порошка LiCl, который предполагается использовать для производства кристаллов LiF: 40K — 0.23±0.02Бк/кг, 208Tl — 0.79±0.75мБк/кг, 214Bi — 9.3±2.1мБк/кг, 228Ac — 6.5±3.0мБк/кг.

По тематическому направлению Разработка теоретических проблем физики элементарных частиц, фундаментальных взаимодействий и космологии. Научный руководитель: академик В.А.Рубаков

Рассмотрен вопрос о подавлении туннельного распада вакуума Калузы - Клейна в теории с фермионами с твистованными условиями периодичности. На примере упрощенной модели показано, что фермионный детерминант в поле конфигурации типа
инстантона Виттена не обращается в нуль, так что подавление отсутствует [1, 1d].

В.А. Рубаковым были рассмотрены некоторые перспективные направления исследований на Большом адронном коллайдере при высокой светимости. Результаты были доложены на международном рабочем совещании CMS [2d].

Д.Г. Левков, Е.А. Зенкевич и В.А. Рубаков получили ограничения на голографические модели техницвета. А именно, они рассмотрели более широкий класс моделей по сравнению с моделями из их более ранней работы arXiv:1201.6368v1 [hep-ph]. Основным результатом данной является доказательство необходимости введения в голографических моделях легкой скалярной моды, выполняющей роль бозона Хиггса [3d, 4d].

Проводились численные расчеты ограничений на массу бозона Хиггса в модели инфляции Старобинского с конформным полем Хиггса [5d-7d].

Найдена новая дуальность между интегрируемыми системами: ХХХ спиновой цепочкой и системой Годена.

Были исследованы процессы pp-> jet+Z_{bulk}(\gamma_{bulk}) в рамках модифицированной модели Рэндалл-Сундрум с одним большим и n компактными дополнительными измерениями. Построены диаграммы распределения сечений рассеяния по поперечному импульсу и быстроте вылетающего джета [3, 8d, 9d].

Был окончен расчет ограничений на параметры модели с большими дополнительными измерениями из экспериментальных данных в физике B- и  D-мезонов [10d, 11d].

Была написана и использована программа моделирования распространения нейтрино высоких энергий (1-1000 ГэВ), возникающих в результате аннигиляции темной материи в Солнце, проведено сравнение нейтринных и мюонных потоков на уровне детектора на Земле с учетом и без учета нейтринных осцилляций для нескольких каналов аннигиляции темной
материи: W^+W^-, \tau^+\tau^- и b\bar{b} для нескольких значений масс частиц темной материи. Также проведено сравнение распространения нейтрино и антинейтрино при современных осцилляционных параметрах для выбранных каналов аннигиляции [4, 12d, 13d].