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: Поставленные задачи шестого этапа НИР были успешно выполнены. Получены следующие основные результаты: 1. Впервые по дисперсионной оптической модели предсказана эволюция нейтронных и протонных одночастичных характеристик широкого круга ядер от Si до Pb в направлении границы нейтронной стабильности. Полученная теоретическая информация позволила прояснить влияние среднего поля ядра, оболочечного и корреляционных эффектов на эволюцию одночастичной структуры и динамику магических чисел ядер среднего и тяжелого атомного веса вблизи границы нейтронной стабильности. Результаты важны для развития представлений об эволюции структуры ядер, для постановки будущих экспериментов по ускорению пучков нестабильных ядер, для практических расчетов в ядерной физике, астрофизике, требующих знания особенностей одночастичной структуры атомных ядер. 2. Анализ новых и ранее полученных экспериментальных данных по дифференциальным сечениям неупругого рассеяния альфа-частиц, реакций перезарядки (3He,t) и реакций срыва (3He,d), позволил оценить средне-квадратичные радиусы распределения нейтронов и протонов в изобар-аналоговых состояниях ядер с А=12 и А=14. Полученные результаты свидетельствует о существовании гало-структуры в распределении нейтронов (или протонов) в этих изобар-аналоговых состояниях 3. Выполнен анализ измеренных в реакциях 13С(d, p)14С(3–) и 27Al(α, t)28Si(2+, 4+) при энергии падающих частиц 10 МэВ/нуклон функций угловых у–γ-корреляций и ориентационных характеристик образованных ядер в возбужденном состоянии. Восстановлены значения всех четных по рангу k компонентов спин-тензоров матрицы плотности ядер 14C(3–) и 28Si(2+) и определены на их основе различные ориентационные характеристики этих ядер: заселенности подуровней РМ для ядра 14С(3–) тензоры ориентации tkк мультипольных моментов и тензоры поляризации TkК различной мутипольности для ядра 28Si(2+). Показано, что основным механизмом реакции в области углов передней полусферы является срыв нуклона. 4. В рамках развиваемого подхода для описания ядерных реакций с тяжелыми ионами с учетом возможного формирования альфа-кластеров на неравновесной стадии слияния выполнен анализ новых экспериментальных данных по измерению инклюзивных двойных дифференциальных сечений α-частиц, испускаемых при взаимодействии 14N с 59Co и 93Nb при энергии налетающих ионов 250 МэВ. Анализ этих данных позволяет предположить, что измеренные альфа-спектры содержат вклад альфа-частиц, возникающих в результате различных механизмов реакции: наряду с неравновесными процессами, по-видимому, существенную роль играют прямые процессы, испарительные и процесс мультифрагментации. Каждый из этих процессов важен при этих энергиях 5. Выполнены исследования зависимость фармакокинетики 211-At в щитовидной железе от длительности безйодовой диеты на крысах. Найдено, что 211-At всегда тропен к щитовидной железе. Однако, чем больше была длительность безйодовой диеты, тем больше повышалась концентрация радионуклида 211-At в щитовидной железе. При этом продолжительность безйодовой диеты нуждается в более детальном изучении 6. Получены новые данные о влиянии гипомагнитных условий на развитие эмбрионов и следующих поколений японского перепела, а также на хромосомные нарушения семян салата, облученных как быстрыми тяжелыми ионами, так и дейтронами на 120-см циклотрона НИИЯФ МГУ с энергией 15.3 МэВ. 7. Показано, что определение толщины покрытия методом ЯОР (Ядерного Обратного Рассеяния) позволяет найти так называемую массовую, или рентгеновскую, толщину. Как следствие, сопоставление геометрической и массовой толщин позволяет определить общую пористость покрытий.
7 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа: Поставленные задачи седьмого этапа НИР были успешно выполнены. Получены следующие основные результаты: 1) Обнаружено гигантское нейтронное гало в изотопах {\em Ce} вблизи границы нейтронной стабильности --- Показано, что нейтронное гало в изотопах {\em Ce} вблизи границы нейтронной стабильности образуется, когда нейтроны занимают состояния с низким {\bf l}: $4s_{1/2}$, $3d_{5/2}$ и $3d_{3/2}$. Рассчитанные среднеквадратичные радиусы этих состояний находятся в интервале от 10 до 12 фм. Распределение плотности нейтронов изотопа $^{198}Ce$ с N = 140 демонстрирует длинный хвост, который можно отнести к гигантскому гало. 2) Продолжено исследование ориентационных характеристик возбужденных состояний легких ядер: a) Выполнен анализ измеренных при энергии $\alpha$ -частиц 30.3 МэВ угловых распределений дифференциального сечения реакции $^{28}Si(\alpha, p)^{31}P$ с образованием конечного ядра в основном $(1/2^+)$, первом ($3/2^+; 1.265$ МэВ) и втором ( $5/2^+; 2.232$ МэВ) возбужденных состояниях. Показано, что экспериментальные результаты удовлетворительно описываются в предположении механизма срыва протонного кластера. Для перехода на уровень $5/2^+$ возможен вклад механизма образования составного ядра в области больших углов вылета протонов. b) Продолжен теоретический анализ угловых зависимостей дифференциального сечения реакции $^{27}Al(\alpha, p)^{30}Si$ с образованием конечного ядра в основном $(0^+)$ и первом возбужденном ($2^+; 2.235$) МэВ состояниях. Показано, что при последовательном уменьшении энергии $\alpha$ -частиц от 30.3 МэВ до 13 МэВ вклад механизма срыва {\it тритонного} кластера, являющийся в этой реакции определяющим при $E_{\alpha} = 30$ МэВ, постепенно уменьшается, и при $E_\alpha = 13$ МэВ основным становится механизм образования составного ядра. c) Рассчитаны спектроскопические амплитуды отделения нейтронов в ядре $^{14}C (0^+, 1^-, 3^-)$, необходимые для определения нейтронной периферии в различных состояниях $^{14}C$ в предположении механизмов передачи динейтронного кластера и независимой передачи нейтронов в реакции $^{12}C (t, p) ^{14}C$ $(0^+, 1^-, 3^-)$. d) Продолжены работы в рамках «Соглашения о научно-техническом сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и ИЯИ РАН» по исследованию в области структуры малонуклонных систем в реакциях, вызываемых заряженными частицами. Проведено кинематическое моделирование реакции $d + ^1H \rightarrow n + p + p$ и показано, что при определенных кинематических условиях имеется прямая зависимость формы энергетического распределения «развальной» частицы от энергии квазисвязанного синглетного $pp$-состояния. 3) Проведен анализ новых экспериментальных данных по дифференциальным сечениям реакции $^{11}B(^3He,d)^{12}C$. Исследовались переходы в основное и в восемь возбужденных состояний ядра $^{12}C$ при энергиях возбуждения ${4.44, 7.65, 9.64, 13.35, 16.57, 20.98, 21.6}$ и ${22,4}$ МэВ. Впервые определена возможная спин-четность $3^–$ и изоспин $T=0$ для состояния $20,98$ МэВ. Дополнительно проведен анализ новых экспериментальных данных по дифференциальным сечениям неупругого рассеяния $\alpha$ -частиц на $^{12}C$ при 110 МэВ с возбуждением состояния 13.35 МэВ, который, совместно с анализом реакции срыва и оценкой средне-квадратичного радиуса, дал аргументы для назначения спин-четности $4^–$ и изоспина $T=0$ для состояния 13.35 МэВ. 4) Выполнен анализ новых экспериментальных данных по дифференциальным сечениям неупругого рассеяния $\alpha$-частиц на $^{13}C$ при энергиях 65 и 90 МэВ с возбуждением состояния 11,08 МэВ, что позволило оценить средне-квадратичный радиус этого состояния. 5) В составе коллаборации $CLAS$ изучена спиновая зависимость сечений рассеяния электронов на протонах при малых переданных импульсах ($0.012$ ГэВ$^2 \leq Q^2 \leq 1.0$ ГэВ$^2$). 6) Выполнены работы в рамках «Договора о научно-методическом сотрудничестве между НИЯФ МГУ и ГНЦ РФ-ИМБП РАН», связанные с радиационной и гипомагнитной безопасностью дальних и длительных космических полетов. Получены новые данные о влиянии гипомагнитных условий на развитие эмбрионов и следующих поколений японского перепела, а также на хромосомные нарушения семян салата, облученных быстрыми нейтронами. 7) Получены новые результаты гистологических исследований кроветворных органов, печени и селезенки разновозрастных эмбрионов японского перепела, развитие которых проходило в условиях ослабленного магнитного поля Земли в 1000 раз в двух последовательных поколениях. Показано, что развитие зародышей птиц в гипомагнитых условиях оказывает влияние не только на эмбрионы и организмы, образовавшиеся из этих эмбрионов, но также в значительной степени на последующие поколения, вплоть до гибели всей популяции. 8) На основе спектрометрии ядерного обратного рассеяния разработана методика определения неоднородности по плотности поверхностного слоя конструкционных и функциональных материалов, позволяющая проводить оценку устойчивости защитных покрытий во время коррозийных и тепловых испытаний, а также определять степень гомогенности порошковых материалов. 9) Выполнен анализ и разработана теория $PCI$ эффекта взаимодействия в конечном состоянии при Оже распаде фотовозбужденных состояний атомов с вакансией во внутренней оболочке. В отличие от известных теорий $PCI$ эффектов, предложенный подход описывает временную зависимость этих эффектов. Конкретные расчёты проведены для Оже-распада атома криптона. 10) Исследованы выходы фотоядерных реакций, протекающих при облучении иттербия естественного изотопного состава тормозными фотонами энергией до 55 МэВ. Показана возможность наработки и радиохимического выделения перспективного для медицины радионуклида $_{167}Tm^{69}$.
8 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа: Поставленные задачи восьмого этапа НИР были успешно выполнены. Получены следующие основные результаты: Исследование влияния зависимости параметра диффузности $a_{HF}$ ядерного потенциала от нейтрон-протонной асимметрии на эволюцию одночастичных спектров ядер продемонстрировало важность учета этой зависимости при приближении к границе нейтронной стабильности. Продолжено исследование ориентационных характеристик возбужденных состояний легких ядер: Проведен анализ результатов ряда экспериментов, выполненных на циклотроне НИИЯФ МГУ. В частности, выполнен анализ экспериментальных угловых распределений дифференциальных сечений реакций ^{16}O ( alpha, alpha) ^{16}O(g. s., 3^–) и ^{15}N( alpha, t) ^{16}O (g. s., 3^–) в рамках метода связанных каналов с учетом срыва протона и передачи тяжелого кластера ^{12}C и в рамках модели составного ядра. Результаты анализа подтвердили двойственную природу структуры дважды магического ядра ^{16}O . А именно, волновые функции могут быть как оболочечными, так и alpha -кластерными с конфигурациями 4 alpha и alpha + ^{12}C. Из анализа вклада каждого отдельного механизма в расчетные дифференциальные сечения ( alpha, alpha)- и ( alpha, t)- реакций показано, что волновые функции ядра ^{16}O в основном состоянии преимущественно определяется 4 alpha-тетраэдной и оболочечной конфигурациями. Добавление к конфигурации \alpha + ^{12}C компоненты с максимальным значением орбитального момента характерно для возбужденного состояния 3^– ядра ^{16}O. Для исследованных реакций на основе восстановленных матриц плотности конечного ядра впервые получены также экспериментальные угловые зависимости выстроенности ядра ^{16}O(3^–). Продолжены работы в рамках «Соглашения о научно-техническом сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и ИЯИ РАН» по исследованию в области структуры малонуклонных систем в реакциях, вызываемых заряженными частицами. С помощью метода определения энергии синглетного квазисвязанного $pp$-состояния в реакции $d + {^1H} → n + p + p$ разработана процедура получения экспериментальных данных по измерению длины $pp$-рассеяния, а также процедура извлечения из экспериментальных данных величины энергии протон-протонного состояния с использованием метода минимума χ^2. В результате анализа экспериментальных данных по реакции неупругого рассеяния $ \alpha + ^{13}C$ были определены размеры ядра ^{13}C в возбужденных состояний до энергий 11 МэВ. Получена информация об структурных особенностях ядра ^{13}C в этих состояниях, в частности, о наличии нейтронного гало в возбужденном состоянии 3.09 МэВ В области исследований прикладных вопросов физики ядерных реакций были решены следующие задачи: Выполнены работы в рамках «Договора о научно-методическом сотрудничестве между НИЯФ МГУ и ГНЦ РФ-ИМБП РАН», связанные с радиационной и гипомагнитной безопасностью дальних и длительных космических полетов. Получены новые данные о влиянии гипомагнитных условий на развитие эмбрионов и следующих поколений японского перепела. Представлены результаты исследования влияния ослабленного в 1000 раз магнитного поля на репродуктивную функцию взрослых особей самцов японского перепела во всех трех последовательных поколениях; при этом в первом поколении эмбриогенез проходил в условиях геомагнитного поля, во 2-м и 3-м поколениях – в условиях магнитного поля Земли. Показано нарушение репродуктивной функции у перепелов во всех опытных группах, выражающееся в патологии сперматогенеза, которые привели к задержке полового диморфизма у самцов и увеличению срока начала яйцекладки у самок, а также снижению выводимости птенцов и увеличению количества неоплодотворенных яиц. Представленные результаты имеют практическую значимость не только для птиц, но и для животных, а также для человека, в связи с тем, что многим людям приходится работать в условиях ослабленного магнитного поля (метрополитен, горнорудные шахты и т.п.). По результатам биологических исследований alpha – эмиттерного РФП на основе ^{211}At выполнены оценки для пациентов поглощенных и эффективных доз в щитовидной железе, с учетом обеспечения требуемого терапевтического эффекта. Результаты оценок показали, что дозовые нагрузки в щитовидной железе при достижении требуемого терапевтического эффекта значительно превышают соответствующие дозовые нагрузки на другие органы и ткани пациента, что, в свою очередь, позволяет надеяться на высокую эффективность астатотерапии при минимальном поражении остальных органов пациента. Исследовано распределение микрогелей карбоксиметилцеллюлозы с пришитыми ионами $67Cu2^+$ между органами лабораторных мышей. Результаты сопоставляются с распределением свободных ионов 67Cu2^+ из 67CuCl2. Показано, что микрогели выводятся как через печень, так и через почки. Дополнительное изучение распределения микрочастиц [3H]CMC и микрогелей [3H]CMC–Cu показало отсутствие выделения меди из микрогелей in vivo.
9 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа: Основные полученные результаты девятого этапа НИР. В области исследований фундаментальных проблем физики ядерных реакций были решены следующие задачи: Выполнены предсказательные расчеты структуры гало в изотопах Zr вблизи границы нейтронной стабильности в рамках дисперсионной оптической модели. Рассмотрено влияние роста диффузности ядерного потенциала на среднеквадратичные радиусы гало–состояний и их заселенности. Достигнуто согласие с экспериментальными данными о радиусах нейтронных орбит 1f_{7/2} и 2p_{3/2} новых магических ядер 52,54Ca. Вычислены распределения нуклонной плотности изотопической цепочки 48-78Ni. Расчет с параметрами радиуса и диффузности хартри-фоковской составляющей, зависящими от относительного нейтронного избытка, предсказывает образование в ядре 48Ni «протонной» шубы. Результаты опубликованы. Проведен анализ результатов ряда экспериментов, выполненных на циклотроне НИИЯФ МГУ и связанных с измерениями в наиболее полных кинематических условиях. Выполнен анализ экспериментальных угловых зависимостей сечений и параметров поляризации ядра 16O(3–, 6.13 МэВ), образованного в неупругом рассеянии alpha - частиц и в реакции 15N(alpha, t)16O(3–) при энергии alpha - частиц 30.3 МэВ. Результаты опубликованы. Выполнено исследование нейтронной периферии ядра 14C(g.s.), проявляющееся в реакции 12C(t , p)14C(g. s.) с E_t ≈ 20 МэВ Определены параметры волновых функций относительного движения динейтрона (обоих нейтронов) и кора 12C и некоторые другие характеристики ядра. Показано, что разряженная однонейтронная «кожа» в сигарообразной конфигурации ядра 14C(g.s.) определяет его двухнейтронную периферию. Результаты опубликованы. Продолжены работы в рамках «Соглашения о научно-техническом сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и ИЯИ РАН» по исследованию в области структуры малонуклонных систем в реакциях, вызываемых заряженными частицами. Рассмотрен метод определения энергии синглетного квазисвязанного pp- состояния в реакции (d + 1H → n + p + p). Результаты опубликованы. В совместной работе с коллегами из НИЦ «Курчатовсий Институт», НИЯУ МИФИ и ОИЯИ на основе единой концепции изотопической инвариантности были проанализированы результаты исследований однонуклонных и двух-нуклонных гало в изобар-аналоговых состояниях (ИАС) легких ядер с A = 6, 12, 13, 14. Полученные результаты подтверждают, что явление гало является универсальным и проявляется не только в основных состояниях экзотических ядер, но и в возбужденных состояниях обычных легких ядер. Это утверждение основано на увеличенных радиусах, полученных разными методами, а также на полученных больших значениях вероятности нахождения валентного нуклона, нейтрона или протона, вне диапазона радиуса взаимодействия. Данные о радиусах дают также новую информацию для решения проблемы единого описания гало о в резонансных состояниях. Результаты опубликованы. Выполнено исследование влияния протонного излучения на оптическое поглощение набора нелегированных смешанных монокристаллов граната [Gd3AlxGa5-xO12 (x = 0,1,2,3)]. Монокристаллы были облучены протонами с энергией 6,7 МэВ от 120- см циклотрона НИИЯФ МГУ. Показано, что в результате облучения появляются полосы наведенного поглощения с максимумами при ~ 3.2, 4.1 и 5.0 эВ. Результаты опубликованы. В области исследований прикладных вопросов физики ядерных реакций были решены следующие задачи: Выполнены работы в рамках «Договора о научно-методическом сотрудничестве между НИЯФ МГУ и ГНЦ РФ-ИМБП РАН», связанные с радиационной и гипомагнитной безопасностью дальних и длительных космических полетов. Изучено влияние ГМУ на жизнеспособность и некоторые физиологические функции бактериальных штаммов, выделенных из среды обитания МКС, а также штаммов аналогичной таксономической принадлежности, полученных из Всероссийской коллекции микроорганизмов. Результаты опубликованы. Выполнены работы по исследованию влияния гипомагнитных условий проращивания на хромосомные аберрации и прорастание семян салата, экспонированных на международной космической станции. Показано, что при прорастании семян в ГМУ происходит увеличение радиационного поражения клеток корневой меристемы проростков, полученных из семян, экспонированных в течение 229 суток на МКС. Результаты опубликованы. Исследовано влияние пониженного геомагнитного поля на характеристики онтогенетического цикла развития некоторых растений – кандидатов на оранжерею в дальних и длительных космических полетах. Отмечено, что полученные результаты необходимо учитывать при подборе растений для космических оранжерей как в космическом полете, так и на стационарных лунных и других базах. Результаты опубликованы. Изучены комплексы меди с лигандами на основе новых эфиров бензо-18-азакраун-6, несущих пиколинатные и пиридиновые ответвления, а также комплексы ацетатного аналога. Для пиколинатного комплекса были проведены дополнительные исследования в биологически значимых средах и продемонстрирована его стабильность in vitro. Результаты опубликованы.
10 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Фундаментальные и прикладные проблемы физики ядерных реакций
Результаты этапа: Основные полученные результаты НИР. В области исследований фундаментальных проблем физики ядерных реакций были решены следующие задачи: 1) В рамках дисперсионной оптической модели выполнены расчеты эволюции нейтронных одночастичных спектров изотонов с числом нейтронов N = 32 и 34 в области $16 \le Z \le 32$. Показано, что в магических изотонах с N = 32 и 34 достигается минимум отличия энергии Ферми от полусуммы расчетных энергий последнего преимущественно заполненного и первого преимущественно свободного состояний. Эта особенность может служить маркером для кандидатов в новые магические ядра. Вычисленный среднеквадратичный радиус нейтронного галоподобного состояния $2p_{3/2}$ в дважды магическом ядре $^{52}Ca$ превысил радиус нижележащего состояния $1f_{7/2}$ на 0.8 Фм, что согласуется с недавними экспериментальными данными и теоретическими предсказаниями. Вычислены одночастичные энергии нейтронно -- и протонно -- избыточных изотонов с новыми магическими числами N = 14, 16 и зеркальных ядер вблизи $^{48}Ni$ в дисперсионной оптической модели. Прослежена эволюция в предсказаниях магических свойств чисел N = 14, 16. Исследована зависимость разности энергий нейтронных и протонных состояний в зеркальных ядрах от орбитального момента. Результаты опубликованы. 2) Продолжена работа по систематизации и анализу данных экспериментальных и теоретических исследований экзотических изобар -- аналоговых состояниях (ИАС) легких ядер с $A = 6, 12, 13, 14, 20 $ на основе единой концепции изотопической инвариантности. Подтверждено существование нейтронного гало в состоянии $(1/2)^+$ с энергией 3,09 МэВ ядра $^{13}C$ и имеется существенное указание на наличие протонного гало в состоянии 2.37 МэВ ядра $^{13}N$. Сделан вывод, что ядра $^{12}B$, $^{12}C$ и $^{12}N$ в ИАС $1^−$ с энергией 2.62, 17.23 и 1.80 МэВ, соответственно, обладают однонуклонной (нейтронной или протонной) структурой гало, а ИАС $2^−$ с энергией 1.67, 16.57 и 1.19 МэВ для $^{12}B$, $^{12}C$ и $^{12}N$, соответственно, могут рассматриваться как кандидаты в состояния с однонуклонным гало. Нейтронное гало подтверждено для состояния 6.09 МэВ ядра $^{14}C$. Показаны признаки протонного гало в состоянии 8.06 МэВ ядра $^{14}N$. Получено, что для состояний полосы $K=0_1^+$ среднеквадратичный радиус увеличен на $\sim 20 \% $ по сравнению с основным состоянием. Эти результаты подтверждают, что явление гало проявляется не только в основных состояниях экзотических ядер, но и в возбужденных состояниях обычных легких ядер. Результаты опубликованы. 3) Продолжено исследование ориентационных характеристик возбужденных состояний легких ядер в реакциях $A(\alpha, y)^{16}O(3^-)$ на основе измеренных экспериментально на ускорителе У-120 НИИЯФ МГУ функций угловых $y\gamma - $ корреляций в различных плоскостях вылета $\gamma -$ квантов. Проведен анализ экспериментальных результатов по исследованию структуры малонуклонных систем, полученных в наиболее полных кинематических условиях. Исследована угловая зависимость выстроенностей ядра $^{16}O(3^-, 6.13 МэВ)$, образованного в реакциях $^{16}O(\alpha,\alpha)^{16}O(3^-)$ и $^{15}N(\alpha, t)^{16}O(3^-)$ при энергии $\alpha$-частиц 30.3 МэВ. Установлено, что механизмы образования ядра $ ^{16}O(3^-) $ существенно влияют на его ориентационные характеристики. Максимальные по амплитуде выстроенности ядра $ ^{16}O(3^-) $ в обеих реакциях наблюдаются в той области углов вылета конечных частиц, в которой основной вклад вносят прямые механизмы. При этих углах рассчитанные выстроенности удовлетворительно согласуются с экспериментальными. Результаты опубликованы. Проведен анализ пространственной конфигурации ядра $ ^{20} O(g. s.) $ при последовательном заполнении ядра $^{16}O$ нейтронами 1d-оболочки. С этой целью рассмотрена реакция $^{18}O(t, p)^{20}O(g. s.)$ с использованием механизмов передачи динейтрона и последовательной передачи двух нейтронов с образованием в промежуточном состоянии ядра $^{19}O(5/2^+)$. Для учета этих механизмов рассчитаны необходимые спектроскопические амплитуды реакции в оболочечной модели с учетом деформации (схема Нильссона), что позволило определить структуру нейтронной периферии ядра $^{20}O(g. s.)$. Результаты в печати. 4) Продолжены работы по исследованию структуры малонуклонных систем в реакциях, вызываемых заряженными частицами. Эксперименты выполнены на ускорителе У-120 в НИИЯФ МГУ для реакции $d + ^{1}H \to p + p + n$ при энергии дейтронов 15,3 МэВ. Рассмотрен метод определения энергии синглетного квазисвязанного $pp$- состояния и получено предварительное значение энергии виртуального $pp$- синглета: $E_{pp} \approx 400 \pm 90$ кэВ. Результаты опубликованы. В области исследований прикладных вопросов физики ядерных реакций были решены следующие задачи: 1) Выполнены работы в рамках «Договора о научно-методическом сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и ГНЦ РФ-ИМБП РАН», связанные с радиационной и гипомагнитной безопасностью дальних и длительных космических полетов. Изучены биологические эффекты, индуцированные воздействием гипомагнитных условий (ГМУ), на модели микроорганизмов рода Bacillus. Показано влияние ГМУ на характер роста бактериальной популяции и морфологическую структуру прокариотических клеток Исследовано влияние ГМУ на жизнеспособность и характеристики роста микроскопических грибов. Полученные результаты указывают на отсутствии значимых эффектов на жизнеспособность грибов при воздействии ГМУ до 45 нТл. В то же время интенсивность роста микромицетов в ряде случаев заметно стимулировалась на поверхности образцов материалов в ГМУ. Возможно, развитие грибов на будущих лунных объектах может повысить вероятность технических и медицинских рисков. Результаты опубликованы. 2) Исследовалось влияние диеты на тропность щитовидной железы к РФП 211-At. Обнаружено, что концентрация 211-At во всех критических органах (печень, почки, легкие, желудок, мозг и т. д.), кроме щитовидной железы, практически не зависит от диеты. А вот для щитовидной железы безйодовая диета повышает концентрацию радионуклида $^{211}At$ в несколько раз. Результаты опубликованы. 3) Исследована возможность получения медицинского радионуклида $ ^{166}Ho $ фотоядерным методом. Выход образования $ ^{166}Ho $ составил в условиях эксперимента $ 3,6·10^4 $ $ Bq/(мA∙h∙g/cm^2) $. Также определены выходы других радиоизотопов гольмия и эрбия. Показано, что фотоядерный метод может быть применен для получения $ ^{166}Ho $ в количестве, достаточном для медицинского применения.
11 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 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. Отчет по теме (ГОСТ) project_report_gost.pdf 89,9 КБ 15 декабря 2022 [Yuminov]
2. Приложение В к отчету Prilozhenie_V.pdf 116,6 КБ 15 декабря 2022 [Yuminov]
3. Prilozhenie_S.pdf Prilozhenie_S.pdf 856,3 КБ 28 декабря 2018 [Yuminov]
4. Prilozhenie_B.pdf Prilozhenie_B.pdf 737,6 КБ 28 декабря 2018 [Yuminov]
5. Prilozhenie_B_NpNUwop.pdf Prilozhenie_B_NpNUwop.pdf 233,7 КБ 25 декабря 2019 [Yuminov]
6. 5_1_2019_NRD_gost.pdf 5_1_2019_NRD_gost.pdf 73,0 КБ 26 декабря 2019 [Yuminov]
7. Приложение к НИР 5.1 2021 2021_Prilozhenie_1.pdf 92,2 КБ 24 декабря 2021 [Yuminov]
8. Приложение С к НИР 5.1 2021 project_report_gost_6.pdf 95,0 КБ 24 декабря 2021 [Yuminov]
9. Приложение 1 к НИР 5.1 Prilozhenie1_k_5_1.pdf 840,1 КБ 29 декабря 2016 [Yuminov]
10. Приложение 2 к НИР 5.1 Prilozhenie2_k_5_1.pdf 215,4 КБ 29 декабря 2016 [Yuminov]
11. Приложение к НИР 5.1 2020 Prilojenie_2_2020.pdf 435,8 КБ 16 декабря 2020 [Yuminov]
12. Приложение к НИР 5.1 2020 3 project_report_gost.pdf 89,9 КБ 16 декабря 2020 [Yuminov]
13. project_report_gost_gnqTYxt.pdf project_report_gost_gnqTYxt.pdf 108,5 КБ 23 декабря 2024 [Yuminov]