Все статьи - Ядерная физика и техника

Актуальность и востребованность темы диссертации. Силикатное стекло является одним из наиболее интересных материалов, используемых человеком с древнейших времен. Несмотря на широкое применение в науке, технике и быту, в физике стекла имеется ряд фундаментальных проблем. Например, как известно в науке, строение вещества (структура, взаимное расположение атомов в пространстве) оказывает существенное влияние на его физические свойства. Однако строение стекла, хотя и предложено множество моделей, в течение почти века является предметом споров ученых всею мира в результате того, что основные экспериментальные методы изучения строения кристаллических веществ (дифракция рентгеновских лучей, электронов и нейтронов) оказались недостаточно плодотворными вследствие отсутствия дальнего порядка и многокомпонентное™ наиболее распространенных и интересных типов стекла. Степень применимости модели энергетических зон и связанных с ней представлений (эффективная масса, подвижность носителей заряда) в стеклах также требует обоснования в каждом конкретном случае.
Исследование электрических свойств силикатного стекла, легированного оксидами переходных металлов (в частности, RuCh), -функциональной основы толстопленочных резисторов, широко используемых в последние годы в электронных приборах, выдвинуло дополнительные физические проблемы. В частности, было установлено, что температурная зависимость удельного сопротивления р(7) при низких температурах (Г < 50 К) не похожа на наблюдаемые зависимости ни в кристаллических полупроводниках (активационный закон In р ~ Г1), ни в аморфных веществах (закон Мотта In р ~ Tu’Минимум р(Т), наблюдаемый при промежуточных температурах, нс соответствует ни одному из существующих физических представлений. За минимумом следует металлическая проводимость (р-Т или р~-Т^\ противоречащая представлениям о стекле как о диэлектрике с шириной запрещенной зоны более 3 эВ.
Термоэлектрический эффект в различных материалах и структурах представляет интерес как с точки фундаментальных физических процессов, так и в плане практического применения термоэлектрических преобразователей (для получения электрической энергии от возобновляемых источников, утилизации энергетических отходов, охлаждения и нагрева). Термоэлектрические эффекты могут дать сведения о плотности энергетических состояний электронов, о скрытых структурных (фазовых) переходах, состоянии электронной подсистемы, электрон-фононных взаимодействиях. Для практических целей важна термоэлектрическая добротность материала ZT = S~gT!k, определяемая электропроводностью гг, теплопроводностью к и коэффициентом термоэдс (коэффициент Зеебека) 5. Здесь Т - рабочая температура термопреобразователя. Для широкою применения термоэлек-трических преобразователей требуются материалы с ZT >2 в интервале температур 500-1000 К.
Однако в настоящее время термоэлектрические свойства легированного силикатного стекла почти не изучены, несмотря на то, что его низкая теплопроводность (к ~ 0,5-1 Вт/(м-К)) и высокая электропроводность (а ~ 400-4000 Ом ’-м'1) могут обеспечить существенное повышение ZT.
Поэтому выяснение физических механизмов переноса заряда и генерации термоэдс в легированных стеклах на основе сочетания экспериментальных и теоретических методов и расширения границ исследований, установление связи этих явлений с составом и особенностями структуры стекла в широком диапазоне внешних воздействий являются актуальной научной проблемой физики стеклообразного состояния и в создании материалов с высокой термоэлектрической добротностью из доступного и безопасного сырья.
За годы независимости в Республике Узбекистан создана законодательная база для обеспечения энергетической безопасности и использования альтернативных источников энергии, осуществлен ряд практических мер. В их числе - Указ Президента Республики Узбекистан УП-4512 «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии» от 1 марта 2013 г. и Постановление Президента Республики Узбекистан 1111-1929 от 1 марта 2013 г. «О создании Международного института солнечной энергии», Постановление Кабинета Министров Республики Узбекистан №265 от 25 сентября 2013 г. «О мерах по организации деятельности Международного института солнечной энергии», договоренность компаний «Узбскэнсрго» и Suntech Power (КНР) о создании в свободной индустриально-экономической зоне «Навои» совместного предприятия но выпуску фотоэлектрических панелей мощностью 100 МВт на основе новейших технологий, намеченное строительство в Самаркандской области солнечной станции мощностью 100 МВт с привлечением кредитных ресурсов Азиатского банка развития.
Настоящее исследование направлено на реализацию положений «Национальной концепции Республики Узбекистан по возобновляемым источникам энергии» (одобренной Сенатом Олий Мажлиса Республики Узбекистан в октябре 2008 г.) путем создания новых термоэлектрических материалов. Углубление исследований по созданию новых и дешевых термоэлектрических материалов, позволяющих повысить эффективность устройств преобразования энергии возобновляемых источников, и утилизации энергетических отходов является важным фактором, определяющим востребованность темы диссертации.
Целью исследования является выяснение физических механизмов, определяющих электропроводность и коэффициент термоэдс в силикатном стекле, легированном оксидами 3d- и 4<7-металлов, связи этих свойств с составом стекла и лигатуры, с условиями синтеза для создания научных основ синтеза эффективных термоэлектрических материалов.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
обнаружено новое физическое явление в силикатных стеклах - резкое возрастание удельного сопротивления и коэффициента термоэдс (до 10 и 100 раз соответственно в зависимости от состава стекла) при Т> 1000 К;
экспериментально доказаны существование нанокристаллов с размерами в 1-2 нм в силикатном стекле и структурные переходы в них при высоких температурах;
предложен диффузионный механизм образования уровней (путей) протекания заряда в легированном стекле, подтвержденный экспериментально; показано, что снижение порога протекания или его исчезновение в легированном стекле является результатом совместного действия законов диффузии и протекания;
обосновано влияние состава стекла и тина лигатуры, температуры и продолжительности легирования на порог протекания и величину электропроводности, как следствие образования диффузионной зоны вокруг частиц лигатуры и повышения электропроводности самого стекла от су ~ 10‘16 Ом'1 -см’1 до 40-400 Ом'1 -см'1 в этой зоне;
предложен и экспериментально обоснован механизм проводимости легированного стекла, объясняющий температурную зависимость проводимости в интервале 0,015-1123 К сочетанием примесной подзоны с нанокристаллами силикатов в стекле; установлена роль элсктрон-фононного взаимодействия в этих процессах;
обосновано появление минимума удельного сопротивления как результат слияния примесной зоны с валентной зоной стекла и последующего «металлического» состояния р - Т или р ~ 'Г в легированном стекле при Т ~ 77-700 К как следствие преобладания рассеяния
носителей заряда на фононах или друг на друге;
показано, что электропроводность 40-400 Ом’1 -см’1, теплопроводность 0,5-1 Вт-м'1 К'1 и коэффициент тсрмоэдс 1,1 мВ/K в области 800-1000 К приводят к повышенной термоэлектрической эффективности легированного стекла.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Показано, что легированное стекло становится проводящим вследствие диффузии атомов лигатуры в размягченное стекло, и порог протекания соответствует началу перекрытия зон диффузии, образующихся вокруг частиц лигатуры. Объем этих зон может быть существенно больше, чем объем самих частиц лигатуры, и зависит от параметров процесса легирования (температура и продолжительность), а также от состава стекла и лигатуры. Поэтому порог протекания может наблюдаться при очень малом содержании лигатуры (~ 1 % или, возможно, даже меньше, вместо 16 об. %, предсказываемых теорией протекания).
2. Методом EXAFS показано, что на проводимость легированного стекла оказывает существенное влияние локальная структура стекла, создаваемая в процессе варки, а именно - координация атомов свинца, меняющаяся в процессе легирования. Координация атомов рутения в легированном стекле зависит как от структуры исходного стекла, так и от продолжительности процесса легирования.
3. Обнаружено аномальное возрастание сопротивления и термоэдс в легированном стекле в области температур 700-1000 К и показано, что оно является следствием структурных переходов в нанокристаллах силикатов свинца и реликтов кремнезема в стекле.
4. Определена нижняя граница концентрации носителей в легированном стекле (около 1020 см’3) и эффективная масса носителей заряда: 777et ~ 3.3-1О"77?(). Это дает основание говорить о легированном стекле как о системе с поляронной проводимостью.
5. Показано, что легирование свинцово-силикатного стекла (диэлектриком с шириной запрещенной зоны около 3,3 эВ) создает примесную подзону шириной 0,026 эВ или менее, отделенную от потолка валентной зоны небольшой (0,01-0,02 эВ) щелью. При высоких температурах изменение структуры нанокристаллов силикатов отодвигает примесную подзону от валентной зоны, и после завершения этих изменений (при Т> 950-1000 К) образец превращается в полупроводник с энергией активации проводимости Е% = 0,095 до 1,5 эВ в зависимости от состава легированного стекла и уровня легирования.
6. Установлено, что 7?(7) легированного стекла в интервале от гелиевых температур до 1200 К является следствием образования примесной подзоны и существования нанокристаллов. Нанокристаллы выступают как эффективные центры локализации свободных носителей заряда, и в легированном стекле при низких температурах одновременно действуют два механизма проводимости - активационный и прыжковый. Часто наблюдаемая в эксперименте зависимость 7?(7) = А схр(2?Г') с 0,4 < < 0,8 является следствием элсктрон-фононной связи, приводящей к изменению ширины щели с температурой.
7. Выявлен физический механизм металлической проводимости р(Т)~ Т или р(Т)~ Т~ легированного стекла вблизи комнатной температуры. Показано, что щель малой ширины между примесной подзоной и валентной зоной стекла может исчезнуть при повышении температуры, концентрация носителей в возникающей частично заполненной зоне постоянна (как в металлах), и рассеяние носителей будет основной причиной температурной зависимости проводимости.
8. Показано, что легированное силикатное стекло имеет высокую плотность электронных состояний в примесной подзоне и может быть эффективным и дешевым термоэлектрическим материалом с термоэлектрической добротностью Z7'около 2 для преобразования энергии возобновляемых источников и утилизации энергетических отходов.

Актуальность и востребованность темы диссертации. При управлении непрерывными процессами производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии большое значение имеют точность и унифицированность элементов и устройств системы управления с широким использованием первичных средств преобразования тока, так как неадекватный контроль и управление электроэнергией и мощностями ведут к значительному экономическому ущербу. Разработка комплексного подхода, обеспечивающего высокую точность и эффективность комбинированного управления источниками реактивной мощности, расширение функциональных возможностей, упрощение конструкции, уменьшение весогабаритных показателей, улучшение технологии изготовления, обеспечение бесконтактное™ измерительных процессов, преобразование тока на основе применения современных первичных измерительных преобразователей являются актуальными задачами управления энергосистемами. Первичные измерительные преобразователи тока при этом, являясь основными элементами информационно-измерительных и управляющих систем, практически полностью определяют технические и экономические показатели энергосистем.
При разработке и применении современных преобразователей тока следует исходить из принципов и требований ГОСТов (ГОСТ СНГ 13109 - 97, EN-50160, МЭК 1000-Зх) к системам приборов и средств автоматизации, основными из которых являются:
блочно-модульный принцип конструирования, обеспечивающий универсальность преобразователей тока при использовании рационального минимума конструктивных элементов, облегчающего применение современной технологии;
создание первичных преобразователей тока, нормирующих модулей при обеспечении их информационной, энергетической, метрологической, конструктивной, структурной совместимости на основе последовательной унификации и стандартизации.
В настоящее время применение электромагнитных преобразователей трехфазного тока с высокой точностью, линейностью выходных характеристик, унифицированными выходными величинами, расширение спектра преобразуемых электрических величин ограничено из-за недостаточного формирования принципов построения, методов расчета и проектирования распределенных магнитных систем преобразователей. Применяемые классические методы исследования магнитных цепей и систем преобразования не обеспечивают необходимую точность, особенно при несимметрии трехфазного первичного тока электрической сети, не обладают достаточной общностью, охватывая только величины и параметры цепей электрической и магнитной природы. Магнитные системы преобразования с нелинейными и неоднородными параметрами в расчетах рассматриваются как объекты с сосредоточенными параметрами.
Классические однофазные трансформаторы тока имеют сложную преобразовательную часть, большие весогабаритные показатели, трудоемки при проектировании и эксплуатации в системах управления, не обеспечивают унифицированность выходной величины при совместной работе с современной техникой обработки информации. Они не учитывают взаимовлияния магнитных потоков и полей, созданных токами трехфазной электрической сети энергосистем.
Данная исследовательская работа направлена на практическую реализацию Постановлений Кабинета Министров Республики Узбекистан № 245 от 22 сентября 2008 года «Правила пользования электрической и тепловой энергией» и № 295 от 1 ноября 2013 года «О дополнительных мерах по совершенствованию деятельности ГАК «Узбекэнерго» и укреплению дисциплины расчетов за потребленную электрическую энергию».
Востребованность исследования обоснована тем, что классические однофазные первичные измерительные преобразователи тока и напряжения не позволяют обеспечить устройства контроля и управления достоверной и одновременной информацией о величинах и параметрах электрической энергии одно- и трехфазной электрической сети. Указанные обстоятельства обуславливают необходимость разработки и внедрения надежных, унифицированных, точных электромагнитных преобразователей тока в напряжение, учитывающих несимметрию токов трехфазной электрической сети, отличающихся друг от друга и по величине, и по фазе, чем объясняется востребованность данного исследования.
Цель исследования развитие теории и разработка методов и технологии проектирования комплекса устройств электромагнитных преобразователей одно- и трехфазного первичного тока во вторичное напряжение с плоскими измерительными обмотками для комбинированного управления реактивной мощности и обеспечение на их основе энерго- и ресурсосбережение в энергосистемах.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
разработана технология преобразования первичного одно- и трехфазного тока в напряжение на основе электромагнитных преобразователей тока с плоскими измерительными обмотками и устройств приема и обработки для комбинированного управления реактивной мощностью энергосистем;
разработаны графовые модели, позволяющие наглядно, эффективно и с высокой формализованностью исследовать задачи комбинированного управления реактивной мощностью энергосистем на основе электромагнитных преобразователей, а также определены принципы построения магнитной системы преобразования;
разработаны алгоритмы и методы построения характеристик электромагнитных преобразователей с плоскими измерительными обмотками: статические при неоднородных и нелинейных параметрах магнитных систем; динамические при симметричных и несимметричных электрических нагрузках;
разработаны алгоритмы и модели расчета влияния источников погрешностей электромагнитных преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками, осуществлена классификация источников погрешностей;
разработаны алгоритмы и методы рационального структурного и параметрического проектирования на основе критериев: линейности статических характеристик, точности, чувствительности и надежности;
разработаны методики построения конструкций электромагнитных преобразователей одно- и трехфазного первичного тока во вторичное напряжение электрической сети энергосистем при комбинированном управлении источниками реактивной мощности, соответствующие требованиям рациональных энерго- и ресурсосберегающих систем, учитывающие несимметрии при контроле и управлении по величине и фазе токов трехфазной электрической сети, обеспечивающие адекватность показателей качества и изменения первичных и вторичных величин.
Заключение
В диссертации для осуществления комбинированного управления трехфазным током электрических сетей и реактивной мощностью ЭС на основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны принципы построения электромагнитных преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками, соответствующие математические модели, алгоритмы исследования и проектирования, а также методика расчета, что позволило решить проблему разработки и конструирования эффективных электромагнитных преобразователей одно- и многофазного первичного тока во вторичное напряжение.
В итоге получены следующие основные результаты:
1. Обоснована технология применения электромагнитных преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками при комбинированном управлении устройствами производства, передачи, распределения и потребления реактивной мощности и электрической энергии.
2. Разработан рациональный математический аппарат на основе графовых моделей: алгоритмы, модели и методы для исследования законов распределения магнитодвижущихся сил и магнитных потоков в магнитных системах электромагнитных преобразователей с плоскими измерительными обмотками с целью получения исходных величин и параметров для формирования их основных характеристик.
3. Внедрен комплекс конструкций электромагнитных преобразователей с плоскими измерительными обмотками одно- и трехфазного тока во вторичное напряжение, учитывающие несимметрии при управлении по фазам токов электрической сети на основе статических, динамических и метрологических характеристик пробразователя.
4. Рациональные значения выходного напряжения извых от плоской измерительной обмотки обеспечиваются при величине воздушного зазора - S равном - 0,002 - 0,003 м и числе витков плоской измерительной обмотки -W„uo равном -3-4. Надежность электромагнитных преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками составила 0,96.
5. Определены влияния источники погрешностей электромагнитных преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками, осуществлана классификация источников погрешностей.
6. Показано, что при изменении температуры окружающей среды на 10°С погрешность преобразования увеличивается на 0,03 %, а при неточности изготовления плоской измерительной обмотки - на 0,07 %.
7. Энтропийная погрешность преобразователей тока в напряжение не превышает 0,2%, а экспериментальное значение погрешности электромагнитных преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками составило 0,21%>.
8. Внедрение конструкции электромагнитных преобразователей одно-и трехфазного первичного тока во вторичное напряжение электрической сети энергосистем при комбинированном управлении источниками реактивной мощности соответствуют требованиям рациональных энерго- и ресурсосберегающих систем, учитывают несимметрии при контроле и управлении по величине и фазе токов трехфазной электрической сети, обеспечивают адекватность показателей качества и изменения первичных и вторичных величин.
9. Применение автоматически регулируемых источников реактивной мощности в электрических сетях и электроустановках с установленной мощностью 50 кВт и напряжением до 500 кВ позволило повысить производительность срока службы электрооборудования и электроприемников и энерго- и ресурсосберегающий режим за счет обеспечения стандартного напряжения элементов и устройств управления 57,5 В вместо 61,81 В, превышающий на 4,31 В (7,5%) по фазному напряжению и на \3 • 7,5% = 12,9% по линейному напряжению питания системы управления.
10. Электромагнитные преобразователи тока в напряжение, внедренные в электрических сетях системы электроснабжения более 20 предприятий за счет повышения точности и автоматизации управления источниками реактивной мощности позволили уменьшить технологический расход электроэнергии на 11,26% при нормативном значении 13,29% (обеспечил уменьшение технологического расхода электроэнергии на 1,13 млрд. кВт ■ час) за счет повышения класса точности элементов и устройств комбинированного управления реактивной мощности энергосистем от 1,0 до 0,5.

Актуальность и востребованность темы диссертации. Одной из фундаментальных проблем в области релятивистской ядерной физики является установление закономерностей фрагментации релятивистских ядер во взаимодействиях с адронами и ядрами. Важную роль при этом играют экспериментальные и феноменологические исследования процессов фрагментации релятивистских ядер в адрон- и ядро-ядерных соударениях, что позволяет получить важную информацию о кластерной структуре (особенно легких) фрагментирующих ядер, ее влиянии на сечение образования и состав фрагментов, а также о вкладах различных механизмов в их формировании. При энергиях столкновения в несколько ГэВ на нуклон в ядерных соударениях доминирующим процессом является фрагментация ядер, вклад которой составляет около 80% от полного сечения реакции. Особый интерес при этом представляет экспериментальное изучение процессов фрагментации легких релятивистских четно-четных ядер, таких как 12С, |6О и 20Ne во взаимодействиях с адронами и ядрами, поскольку в этих ядрах ожидается доминирующее проявление a-кластерной структуры.
До сих пор нет однозначного ответа на вопрос о том, какова а-кластерная структура - стационарная или динамическая, проявляющаяся при определенных уровнях возбуждения фрагментирующего легкого, особенно четно-четного ядра. Эффективным способом проверки а-кластерной структуры фрагментирующего ядра является изучение образования а-частиц при разных уровнях возбуждения ядра-снаряда.
Определенный интерес представляет также обнаружение сильнокоррелированных малонуклонных ассоциаций и мультибарионных состояний в ядрах, возможное существование которых предсказывалось рядом моделей, основанных на кварк-партонной структуре адронов. Решение этой задачи непосредственно связано с детальным экспериментальным исследованием процессов формирования частиц в кинематической области, запрещенной для частиц, родившихся в столкновениях свободных нуклонов, в адрон- и ядро-ядерных соударениях при высоких энергиях.
В связи с изложенным актуально проведение систематического и комплексного изучения фрагментации ядер с идентификацией всех возможных фрагментов и вторичных рожденных частиц, прецизионным измерением и определением их кинематических характеристик в широком диапазоне первичных энергий и массовых чисел сталкивающихся ядер на статистически большом экспериментальном материале, что позволит выявить новые закономерности фрагментации ядер.
Востребованным является получение прецизионных данных по сечениям образования всех возможных изотопов фрагментирующих ядер, необходимых для разработки и тестирования теоретических моделей и подходов к описанию явления фрагментации ядер, а также для моделирования взаимодействия первичного космического излучения с ядрами атмосферы. Кроме этого, экспериментальные данные о средних множественностях (инклюзивных сечениях) легких фрагментов - протонов, дейтронов, ядер трития и гелия-3, образованных во взаимодействиях релятивистских ядер с водородом, крайне востребованы для одной из важных проблем астрофизики - прохождения потоков частиц через межзвездную среду.
Целью исследования является получение достаточно полной экспериментальной информации о процессах фрагментации ядер кислорода во взаимодействиях с протонами при 3.25 А ГэВ/c и установление основных механизмов образования протонов, в том числе кумулятивных, в л”,/?,а,С(С)-и/?(16О,2(>Ке)-соударениях в интервале первичных энергий З-ЗОО ГэВ.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующих результатах, полученных впервые:
прецизионно определены сечения образования стабильных и нестабильных изотопов с Z = 1-8 в |6Ор-соударениях при 3.25 А ГэВ/с и показано, что сечения образования зеркальных ядер совпадают в пределах статистических погрешностей;
оценены полуэмпирическим методом вклады основных механизмов образования протонов в л С-, p20Ne- |6Ор-соударениях при 40 ГэВ/с, 300 ГэВ/c и 3.25 А ГэВ/c, соответственно. Установлена независимость значений этих вкладов от энергии и массового числа фрагментирующего легкого ядра и их чувствительность к типу налетающей частицы (пион или протон);
установлено, что механизмы образования быстрых протонов (р > 0.25 ГэВ/c) в 16Ор-, р12С-, л |2С-, р20№-соударениях при 3.25 А ГэВ/с, 9,9 ГэВ/с, 40 ГэВ/c и 300 ГэВ/с, соответственно, не зависят от первичной энергии, сорта налетающей частицы и типа легкого фрагментирующего ядра, а также от степени возбуждения фрагментирующих ядер (ядерный скейлинг);
установлены основные механизмы образования дейтронов в |6Ор-соударениях при 3.25 А ГэВ/с, связанные с слиянием каскадных нуклонов, ферми-развалом возбужденного ядра-остатка, распадами сравнительно быстрых легких фрагментов и прямым квазиупругим выбиванием дейтронов из ядра кислорода протоном;
определены сечения образования промежуточных состояний ядер (8Ве, 9В, 12С*) в |6О/2-соударениях при 3.25 А ГэВ/с и найдены их вклады совместно с нестабильными ядрами 5Не, ’Li в инклюзивное сечение образования а-частиц. Определен вклад распада возбужденных ядер |2С* в канал образования 3-х а-частиц, который составляет (38 ± 3.0)% сечения этого канала;
доказано, что образование кумулятивных протонов в 16Ор-, р12С-, л |2С-, p20Ne-, а|2С- и |2С12С-соударениях при 3.25 А ГэВ/с, 4.2 ГэВ/с, 9.9 ГэВ/с, 40 ГэВ/с, 300 ГэВ/с и 4.2 А ГэВ/с, соответственно, происходит в результате столкновения налетающего адрона с «флуктонами», образованными посредством флуктуации плотности нуклонов ядра в его основном состоянии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Впервые в условиях 4я-геометрии выполнен систематический анализ образования протонов-фрагментов в |6Ор-соударениях при 3.25 А ГэВ/с и показано, что форма импульсного спектра протонов с р>0.25 ГэВ/с (за исключением «испарительных»), вылетающих в переднюю полусферу в системе покоя фрагментирующего ядра, не зависит от степени его возбуждения, а форма импульсного спектра протонов, вылетающих в заднюю полусферу в системе покоя фрагментирующего ядра, сильно коррелирована со степенью его возбуждения.
Обнаружена нерегулярность в спектре кинетической энергии быстрых протонов в области Т=70-90 МэВ, обусловленная возможным распадом двухнуклонной системы за счет поглощения ею медленного пиона.
Экспериментально оценены вклады основных механизмов образования протонов (испарительный механизм, механизм Ферми-развала возбужденного ядра-остатка и механизм прямого выбивания протонов в процессе каскадирования) и определены их статистические веса (вклады), которые соответственно составили 27.4±0.5%, 32.0±0.6% и 40.6±0.7%.
2. На основе анализа нормированного инвариантного инклюзивного дифференциального сечения образования протонов для 16Ор-взаимодействий при 3.25 А ГэВ/с, р|2С-соударений при 9,9 ГэВ/с, л 12С-взаимодействий при 40 ГэВ/с и /22<>№-соударений при 300 ГэВ/с сделан вывод о том, что механизм образования быстрых протонов, особенно летящих вперед, имеет универсальный характер, выражающийся в его независимости от первичной энергии, сорта налетающей частицы и типа легкого фрагментирующего ядра.
3. Впервые апробирована трехстадийная феноменологическая модель для аналитического описания распределений по множественности протонов в тСС-соударениях при 40 ГэВ/с, /г°№-столкновениях при 300 ГэВ/с и |6Ор-соударениях при 3.25 А ГэВ/с и определены доли вкладов основных механизмов образования протонов - «испарительного», Ферми-развала и прямого выбивания первичным протоном и вторичными частицами. Установлено, что эти доли не зависят от энергии и массового числа фрагментирующего легкого ядра, но чувствительны к типу налетающей частицы (пион или протон), т.е. к числу их валентных кварков. Следует отметить, что значения этих долей для р2()№-столкновений при 300 ГэВ/с и |6Ор-соударений при 3.25 А ГэВ/с совпадают с таковыми, определенными на основе анализа нормированного инвариантного инклюзивного дифференциального сечения образования протонов, образованных в 16Ор-взаимо-действиях при 3.25 А ГэВ/с.
4. В импульсном спектре “дейтронов-вперед” в системе покоя ядра кислорода в области 0.40 < р < 0.55 ГэВ/с обнаружено «плечо», которое может быть связано с механизмом слияния быстрых каскадных нуклонов, распадами сравнительно быстрых легких фрагментов, а также с прямым квазиупругим выбиванием дейтрона из ядра кислорода протоном. Средние множественности фрагментов коррелируют с наличием дейтрона в событии, но не зависят от механизма образования дейтрона. Модель слияния (коалесценции) успешно описывает импульсный спектр быстрых дейтронов и а-частиц.
5. Выполнено систематическое сравнение экспериментальных данных по фрагментации ядра кислорода в |6Ор-соударениях при 3.25 А ГэВ/с с предсказаниями КФИМ. Установлены основные черты КФИМ, требующие изменения аксиоматики и вводимых в модель параметров для улучшения предсказательной силы КФИМ. Показано, что для реалистического описания процессов фрагментации ядер в адрон-ядерных соударениях при высоких энергиях в модели необходим учет как вкладов испарительного механизма (даже для таких легких ядер, как |6О), так и механизма слияния быстрых каскадных нуклонов, а также a-кластерной структуры легких ядер. Доказана необходимость учета небольшого углового момента, приобретаемого фрагментирующим ядром.
6. Исследовано образование и-частиц в 16Ор-реакциях и в различных топологических каналах развала ядер кислорода, проанализированы их импульсные и угловые спектры. Разработаны и апробированы феноменологические модели образования а-частиц через нестабильные промежуточные ядра sBe, 9В и возбужденное ядро 12С . В частности установлено, что доминирующим каналом мультифрагментации является развал ядра кислорода с выходом ядер гелия, часть которых является продуктом распадов короткоживущих ядер 5Li, 5Не, sBe, 9В и |2С*.
В каналах образования трех и четырех а-частиц обнаружена коллинеарность, обусловленная распадами нестабильных ядер sBe и 9В.
Впервые количественно установлены вклады каналов от распада sBe, 9В и возбужденного ядра |2С* в инклюзивный канал образования а-частиц. Вклад распада возбужденных ядер |2С* в канал образования трех а-частиц составляет 38±3.0% сечения этого канала, а оставшаяся часть сечения канала реализуется через прямой Ферми-развал или квазиупругое выбивание одного a-кластера из слабо связанного ядра-остатка, содержащего три а-частицы.
Анализом угловых спектров двух-, трех- и четырехнуклонных фрагментов получено указание на наличие углового момента у фрагментирующего ядра-остатка; эффект усиливается при переходе от легкого фрагмента к более тяжелым.
7. Впервые в условиях полной геометрии измерены сечения образования стабильных и нестабильных изотопов с зарядом Z=l—8 в 16Ор-соударениях при 3.25 А ГэВ/с. Показано, что сечения образования зеркальных ядер с массовыми числами, различающимися на АА = ± 1 от основного массового числа, определяемого как А = 2Z, в пределах статистических погрешностей совпадают. В пределах статистических погрешностей также совпадают сечения выходов нестабильного изотопа 9В и зеркального ему стабильногоизотопа 9Ве. Наблюдаемая закономерность распространяется и на зеркальные ядра (l5N, |5О), образовавшиеся в результате потери одного нуклона исходного ядра 16О в периферических соударениях с протоном-мишенью.
8. Впервые проведен комплексный сравнительный анализ процессов образования кумулятивных протонов в |6О/?-соударениях при 3.25 А ГэВ/с, в р12С-взаимодействиях при 4.2 ГэВ/с и 9,9 ГэВ/с, в тг |2С-взаимодействиях при 40 ГэВ/с и в /220№-соударсниях при 300 ГэВ/с, в а12С- и 12С12С-соударениях при 4.2 А ГэВ/с и показано, что значение параметра наклона распределений инвариантных дифференциальных инклюзивных сечений образования кумулятивных протонов по 0 демонстрирует универсальный характер («ядерный скейлинг»), заключающийся в его независимости от типа снаряда, мишени и первичной энергии. Установлена независимость средней множественности кумулятивных протонов в кумулятивных событиях для одного и того же ядра-мишени от первичной энергии и типа снаряда. Показано, что образование кумулятивных протонов происходит преимущественно по сценарию «холодной» модели. Установлено отсутствие корреляций между механизмами образования кумулятивных протонов и вторичных частиц и фрагментов.
9. Установлена независимость механизмов формирования легких фрагментов. Наблюдаемые в эксперименте корреляционные явления являются следствием действия законов сохранения энергии-импульса, электрического и барионного зарядов в процессах фрагментации ядер.
Общий итог проведенных работ сводится к систематическому и комплексному исследованию процессов фрагментации легких ядер в широком диапазоне первичных энергий с помощью единой методики. Подавляющая часть данных, включенных в эту диссертацию, получена впервые, и эти данные позволяют глубже и детальнее понять особенности и свойства ядер, фрагментирующих под действием частиц высоких энергий и релятивистских ядер.
Поставленные в диссертационной работе задачи по комплексному экспериментальному и феноменологическому исследованию процессов фрагментации и выяснению основных механизмов образования протонов и легких фрагментов в тг~, /?,а,С(С)- и /?(|6О,20\е)-соударениях в интервале первичных энергий З-ЗОО ГэВ решены полностью.
Результаты диссертационной работы дают обширный экспериментальный материал для проверки адекватности теоретических моделей и подходов к проблеме фрагментации ядер в адрон- и ядро-ядерных соударениях при высоких энергиях, и могут быть использованы при планировании и проведении новых экспериментов на ускорителях ионов.
Данные о сечениях образования стабильных и нестабильных изотопов, полученных во взаимодействии ядер кислорода с протонами при высоких энергиях могут найти применение в космофизических и космохимических исследованиях для выяснения особенностей протекания космогенного нуклеосинтеза.

Объекты исследования: Изомерные состояния атомных ядер с ПО < А < 144.
Цель работы: получение новых экспериментальных данных об относительной вероятности возбуждения изомерных состояний конечного ядра в фотоядерных и нейтронных реакциях на ядре с 110 < А < 144 в области энергий 10-35 МэВ.
Методы исследования: метод наведенной активности, метод мониторов.
Полученные результаты и их новизна: Методом наведенной активности измерены изомерные отношения выходов и сечений (у,п) и (п,2п) реакций на ядрах 110Pd, '20Д22.'24.128,130Те, и i44Sm Исследована энергетическая
зависимость изомерных отношений выходов фотоядерных реакций "°Pd(y,n)109mgPd, 142Nd(y,n) 141m,gNd и l44Sm(y,n)143mgSm в интервале энергий 14-35 МэВ с шагом 1 МэВ. В области энергий возбуждения выше гигантского дипольного резонанса, т.е. в области 21-35 МэВ, энергетическая зависимость изомерных отношений выходов реакций l42Nd(y,n) 141m,gNd, l44Sm(y,n)l43mgSm, "<)Pd(y,n)109mgPd определена впервые. Результаты измерений показали, что значение изомерных отношений выходов YmIYg растет от порога реакции до энергии, соответствующей положению максимума Е,„ гигантского дипольного резонанса. При энергии выше Ет функция d(Eymax) = YmIYg имеет вид кривой насыщения. Впервые получены экспериментальные данные об изомерных отношениях выходов и интегральных сечений фотоядерных реакций ll6Cd(y,n)ll5mgCd, l34Ba(y,n)l33mgBa, 136Ba(y,n)135mgBa, l3XBa(y,n)l37mgBa и l38Ce(y,n)l37mgCe при максимальной энергии тормозного излучения Еутах = 30 МэВ.
Практическая значимость: Полученные результаты могут быть использованы при изучении механизмов ядерных реакций, а также для оценки принципиальных возможностей гамма-активационного анализа и при разработке новых конкретных методик анализа и планирования экспериментов.
Степень внедрения и экономическая эффективность: Результаты исследований могут быть использованы при разработке методики многоэлементного гамма- и нейтронно-активационного анализа различных объектов.
Области применения результатов: ядерная физика, прикладная ядерная физика, гамма-активационный анализ.

Объекты исследования: тензочувствительные плёнки BijTes, Sbj Тез полученные при вакуумном напылении, сильнокомпенсированный кремний с глубокими уровнями, кремниевые р-n-переходы, АФН плёнки CdTe и Si.
Цель работы: исследование механизмов возникновения ЭДС в р-п-переходах в сильных СВЧ полях. Описание динамики деформационных эффектов в тензочувствительных плёнках методами фазовых траекторий и термодинамики циклических процессов.
Метод исследования: методы R(e) траекторий и термодинамики циклических процессов. Моделирование деформационных эффектов. Численные эксперименты.
Полученные результаты и их новизна:
1. Впервые показано, что ЭДС, возникающая за счёт неоднородного распределения электромагнитного поля, уменьшает вихревые токи в р-п-переходе.
2. Впервые применён метод фазовых портретов для исследования деформационных эффектов в полупроводниках. Метод фазовых портретов позволяет интерпретировать все возможные процессы с одной точки зрения.
3. Установлено влияние освещения собственным светом на R(s) зависимости деформационных эффектов. Показано, что коэффициентом тензочувствительности освещённого р-п-перехода и собственного полупроводника можно управлять с помощью деформации £0, частоты и интенсивности света.
Практическая значимость: метод R(e) траекторий может быть использован при контроле характеристик полупроводников. Результаты исследования тензочувтвительности могут быть использованы при разработке нового поколения полупроводниковых пленочных тензопреобразователей с управляемой чувствительностью.
Степень внедрения и экономическая эффективность: результаты работы могут применяться в электронной промышленности, в области энергетики и в разработке новых видов тензодатчиков, в научных исследованиях по определению концентрации генерационных центров и скорости генерации в полупроводниках. Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе в высших учебных заведениях.
Область применения: микроэлектроника, физика твердого тела, физика полупроводников, тензометрия, оптоэлектроника.

Объекты исследования: полярон, биполярон, купраты.
Цель работы: развитие модели малого полярона Холстейна с учетом даль-нодействующего электрон-фононного взаимодействия для установления возможности существования полярона с малой массой и объяснения значения массы носителя заряда, инфракрасного поглощения и высоких значений критической температуры сверхпроводящего перехода в купратных высокотемпературных сверхпроводниках.
Методы исследования: метод вторичного квантования, метод преобразований Ланга-Фирсова, метод теорий возмущения, квазиклассическое приближение (метод ВКБ), принцип Франка-Кондона, неадиабатическое и адиабатическое приближения.
Полученные результаты и их новизна: Развита теория конденсированного состояния, теория сильно взаимодействующих систем электронов и фононов, в частности, теория решеточных поляронов Холстейна с дальнодействующим элек-трон-фононным взаимодействием. Развита теория спаривания двух поляронов и предложена новая теория влияния внешнего давления (напряжения) на температуру Бозе-Эйнштейновской конденсации решеточных биполяронов.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования результатов для развития теории твердого тела, теории взаимодействующих электрон-фононных систем, в частности, теории решеточных поляронов Холстейна. Кроме того, с практической точки зрения, развитые методы позволяют определить массу носителя заряда в купратах, оптическую проводимость поляронов, оценить условия существования двухузельных биполяронов и критические температуры сверхпроводящего перехода, опираясь на биполяронную модель сверхпроводимости.
Степень внедрения и экономическая эффективность: Работа носит фундаментальный характер, и ее результаты могут быть использованы для теоретической интерпретации результатов экспериментальных данных по эффективной массе носителей заряда в купратах, по оптическому (инфракрасному) поглощению купратов, по симметрии параметра порядка сверхпроводимости в купратах и в экспериментах по влиянию внешнего давления (напряжения) на критическую температуру сверхпроводящего перехода купратов.
Область применения: физика конденсированного состояния и высокотемпературное сверхпроводниковое материаловедение.