В работе представлены результаты исследования изменения структурных свойств и магнитной текстуры Fe нанотрубок в зависимости от условий синтеза. В качестве метода получения был применен метод электрохимического синтеза из сернокислых растворов электролитов, диапазон напряжений составлял от 1,25 до 2,0 В, с шагом 0,25 В. Для исследования влияния условий осаждения на магнитные характеристики и сверхтонкую магнитную структуру нанотрубок были использованы методы рентгеноструктурного анализа и мессбауэровская спектроскопия. Установлено, что синтезированные нанотрубки представляют собой вискероподобные структуры с текстурным направлением роста кристаллитов (110), объемно-центрированной кубической решеткой характерной для фазы железа пространственной сингонии Im-3m(229). Согласно мессбауэровским данным спектры исследуемых наноструктур в общем случае представляют собой малоинтенсивный зеемановский секстет и квадрупольный дублет, характерный для парамагнитного состояния катионов Fe2+ и Fe3. Наличие квадрупольного дублета свидетельствует о наличие в структуре примесных включений, что приводит к разупорядочению магнитной текстуры, а также наличием большого количества катионных вакансий в кристаллической структуре. В ходе исследования установлена динамика изменения магнитной текстуры и концентрации примесных включений от условий синтеза.

Методом магнетронного напыления были получены наноструктурные пленки на основе TiO₂ толщиной 620 нм. Облучение образцов проводилось на ускорителе тяжелых ионов ДЦ-60 Астанинского филиала Института ядерной физики ионами Fe⁷⁺ с энергией 85 МэВ с флюенсом от 1×10¹¹ до 1×10¹⁴ ион/см². Установлены зависимости изменения концентрации дефектов в структуре тонких пленок от дозы облучения. Снижение интенсивностей дифракционных пиков свидетельствует об увеличении микроискажений в структуре, а также образовании областей разупорядоченности. Оценка влияния облучения на аморфизацию и разрушение кристаллической структуры была проведена с применением модифицированного критерия Гриффитса. Установлено, что снижение степени кристалличности в результате облучения приводит к формированию в структуре аморфных включений и снижению радиационной стойкости тонких пленок.

Предложен способ дистанционной идентификации путем применения технологии 3D-сканирования на этапе сбора информации о неизвестной детали. Показано, что, в отличие от цифровой фотографии, использование 3D-модели на основе трехмерного скан-образа неизвестной детали упрощает анализ ее внешнего вида (формы, конструктивных особенностей), позволяет более точно определить важные идентификационные параметры (геометрические размеры и плотность) и, как следствие, дает возможность с большей вероятностью прогнозировать ее происхождение. Продемонстрирована методика сравнительного анализа отсканированной детали и ее предполагаемого базового прообраза путем совмещения соответствующих 3D-моделей средствами программного комплекса Creo Parametric.

Изучение динамики плазмы в мощных импульсных разрядах представляет большой научный и практический интерес для создания термоядерных реакторов нового поколения и мощных источников рентгеновского и нейтронного излучения для индустрии. В данной статье проведено экспериментальное изучение работы установки «Плазменный фокус–30» (ПФ-30) с коаксиальной геометрией электродов при начальном давлении рабочего газа 0.1 торр. Исследовано распределение тока и определены статические параметры термоядерного реактора ПФ-30, проведено сравнение разрядного тока КПУ-30 и ПФ-30 при начальном давлении 0,1 торр и напряжении 16 кВ.

Рациональное использование и охрана почв в рыночных условиях требует адекватного применения новых научно-методических подходов. Одним из таких системно-аналитических способов организаций почвенного кадастра является сочетания традиционных наземных методов с технологиями геоинформационных систем (ГИС) на базе широкого использования аэрокосмических изображений разного разрешения. Совокупность информации, необходимой для картографирования структур почвенного покрова и их количественной оценки, описывается в базахтданных ГИС. Интеграция данных реализуется через пространственную и атрибутивную составляющую в видетрезультатов топографической и тематических карт. При этом создание атрибутивных баз данных ГИС предполагает оцифровку тематических карт, привязанных в единой картографической проекции (в качестве которой служила топографическая карта масштаба 1:50 000). В результате работы сформированы тематические карты и атрибутивные базы данных ГИС: почв. В результате исследований на основе ГИС-технологии разработана цифровая почвенная карта Актауского сельского округа Чингирлауского района Западно-Казахстанской области с помощью программного продукта ArcGIS.

Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения на основе сохранения и повышения плодородия почв является одной из приоритетных задач почвоведения, решение которой имеет ключевое значение в обеспечении устойчивого развития аграрного сектора экономики и продовольственной безопасности страны. Сохранение и повышение плодородия почв является основной частью общей проблемы рационального использования земельных ресурсов, увеличения продуктивности и улучшения почвенной экологии агроландшафтов. Современная оценка почв является актуальной для развития государства и общества т.к. обеспечивает информацией об учете географического распределения, о стоимости почв, о рациональном использовании, об охране и планировании использования почв. В результате работы сформированы тематические карты и атрибутивные базы данных ГИС: почв. В результате исследований на основе ГИС-технологии разработана цифровая почвенная карта Атбасарского района Акмолинской области с помощью программного продукта ArcGIS.

РГП «Институт ядерной физики» Министерства энергетики Республики Казахстан совместно с агентством по атомной энергии Японии на протяжении ряда лет проводят исследования, направленные на развитие технологии высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР). Настоящая работа посвящена разработке технологии исследования свойств облученного топлива реактора ВТГР. Объектом исследования являются топливные элементы реактора ВТГР. Топливные элементы содержат микротвэлы, представляющие собой сферическое трехструктурное изотропное топливо с внешним диаметром 0,92 мм. Микротвэлы имеют тройную оболочку из пироуглерода и карбида кремния. Микротвэлы спрессованы с графитовой матрицей в компакт.

В задачи исследований входят:

– внешний осмотр и анализ размеров топливного компакта;

– отделение микротвэлов от графитовой матрицы;

– определение доли поврежденных микротвэлов;

– определение выгорания урана.

Подобные исследования в институте проводятся впервые. Для реализации вышеописанных задач потребовалось разработать технологию обращения с облученным ядерным топливом. Полученные результаты будут применены для квалификации топлива ВТГР с целью дальнейшего увеличения глубины выгорания урана в нем.

В работе представлены результаты испытаний облученных образцов материала различных ОТВС РУ БН-350 в условиях длительного и постоянного воздействия температуры и механической нагрузки. Определены зависимости прочностных характеристик образцов материала ОТВС из стали марки 12Х18Н10Т от температуры и постоянной нагрузки путем кратковременных испытаний на одноосное растяжение. Исследован характер излома образцов материала ОТВС до и после испытаний.

В данной статье представлен один из этапов работ по реализации проекта создания установки для длительных испытаний материалов ТЯР на реакторе ВВР-К. В частности, приведены данные теплофизических расчетов облучательной ампулы из нержавеющей стали, содержащей различные материалы бридеров ТЯР: литиевую керамику и свинцово-литиевую эвтектику.

Для расчетов была использована 3-х мерная осесимметричная модель, по которой все элементы находятся на одной оси.

Для моделирования тепломассопереноса использовался мультифизический модуль Nonisotermal Flow, интегрирующий в себе субмодули Heat Transfer in Fluids и Laminar Flow для расчета теплопереноса в металле ампулы и в потоке воздуха, контактирующего с поверхностью ампулы, и для расчета распределения скоростей и давления в потоке, соответственно.

Была оценена динамика нагрева и распределение температурных полей по ампуле на основе чего сделаны выводы о параметрах облучательного эксперимента.

В статье описаны основные результаты экспериментальных работ по получению плазменного разряда на токамаке КТМ, проведенных в 2018 году. Приведены результаты расчетов сценария начальной предпробойной конфигурации магнитного поля в токамаке КТМ, полученные с помощью расчетного кода Plasmaless Tokscen, и результаты измерения параметров разряда по подобранному сценарию с помощью диагностического комплекса КТМ. В ходе экспериментов на токамаке КТМ использовался полный набор штатных источников питания электромагнитной системы КТМ. Однако, источники питания обмоток центрального соленоида и тороидального магнитного поля были задействованы только на половину их проектной мощности, в связи с незавершенностьюьпусконаладочных работ в полном объеме.

В статье приведены экспериментальные результаты, полученные в ходе проведения исследования теплоизоляционных свойств корпуса устройства приема расплава установки ЛАВА-Б. Определены значения тепловых потерь через стенку корпуса УПР. Выполнен расчет термического сопротивления корпуса УПР.

Обсуждаются результаты экспериментов по изучению изменений фазового состава и механических свойств аустенитной нержавеющей стали 12Х18Н10Т, необлученной и облученной нейтронами, подвергнутой низкотемпературной деформации и постдеформационному отжигу в интервале температур 300–800 °С. Исследованы особенности образования и накопления мартенситной α´-фазы при деформации и отжиге. Рассмотрена зависимость величины микротвердости стали от содержания α´-фазы.

Высокотемпературный газоохлаждаемый реактор (ВТГР) на две трети состоит из графита. Графит является замедлителем и отражателем нейтронов, а также основным конструкционным материалом активной зоны, что позволяет эксплуатировать реактор при высоких температурах. Графит был выбран из-за его хороших ядерно-физических и теплофизических свойств. Ядерное топливо представляет собой сферические микротвэлы, которые спрессованы в графитовом топливном элементе, из которых далее собираются ТВС. В Институте ядерной физики Республики Казахстан проводятся работы по квалификации облученного топлива ВТГР. Для исследования свойств облученного топлива ВТГР необходимо извлечь микротвэлы из графитовой матрицы. В работе приведены результаты экспериментов по электрохимическому разделению графита и необлученного топлива ВТГР.

Разработана методическая схема определения содержания урана в моче человека методом квадрупольной масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой c использованием масс-спектрометра Agilent 7700x (Agilent Technologies). Показана возможность прямого измерения содержания урана в образцах мочи, разбавленных раствором 3% азотной кислоты, без проведения автоклавного разложения.

Полученная градуировочная зависимость для определения урана в диапазоне концентраций 0,1–10 мкг/л характеризуется коэффициентом корреляции 0,9998 и значениями относительного стандартного отклонения 4-9 %. Предел определения метода составил 30 нг/л. Дана оценка влияния спектральных и матричных помех на результаты измерения. Определена возможность применения калибровки с подбором матрицы для снижения матричного эффекта при определении урана в моче.

Работа связана с изучением инклюзивных спектров вторичных протонов, возникающих при взаимодействии протонов с энергией 30,0 МэВ с ядром ⁵⁸Ni. Получены дважды-дифференциальные и интегральные сечения реакций (p, xp) с дальнейшим определением полного парциального сечения. Анализ экспериментальных спектров выполнен на основе модифицированной версии экситонной модели предравновесного распада в рамках расчетной программы PRECO-2006. Определены вклады равновесного, предравновесного и прямого механизмов в формирование интегрального сечения. Результаты эксперимента могут быть использованы при разработке новых подходов в теории ядерных реакций, а также при разработке безопасных и безотходных гибридных атомных электростанций.

Отработана технология соосаждения покрытий из гафния и углерода с различной концентрацией углерода. При выполнении исследований методом магнетронного осаждения сформированы покрытия гафний-углерод в диапазоне концентраций от 59,8 до 11,2 ат. % углерода. Проведено исследование фазового состава полученных покрытий методом рентгеноструктурного анализа. Определен фазовый состав покрытий в зависимости от концентрации углерода в гафнии.

Исследовано влияние облучения нейтронами или электронами, а также температурного воздействия на процессы релаксации напряжений в аустенитных хромоникелевых сталях. Обнаружен эффект роста содержания ферромагнитной фазы в облученных образцах, деформированных при криогенных температурах и отожженных в области температуры 400 ºС.

Проведены комплексные экспериментальные исследования по влиянию температуры, статической нагрузки и электронного облучения на термомеханические свойства политетрафторэтиленового материала. Полученные данные зависимости ɛ от t подтверждает наличие фазовых переходов в данной пленке. Облучение существенно влияет на зависимости ɛ(t) и ɛ(ơ). Политетрафторэтиленовый материал после облучения электронами теряет пластичность, существенно уменьшается деформация (по сравнению с необлученным материалом) на ~170 %, что связано с деструкцией всех цепей. Экспериментальная зависимость ɛ от ơ как для необлученного, так и для облученного материала удовлетворительно описывается в рамках каскадно-вероятностной модели.

Были исследованы оптические свойства необлученных и облученных ряда биоматериалов озера-накопителя Сорбулак. Образцы изготовлены из биоматериалов озера Сорбулак (загрязненные) и растущих около близлежащей проточной реки (незагрязненные). Изучение оптических свойств и структуры облученных и необлученных образцов камыша, осоки на отражение и просвет проводилось на автоматизированном цифровом микроскопе (АЦМ) типа Leica DM6000M. Экспериментальные образцы готовились в виде трубок (нарезанных из стеблей) и листьев. Доза электронного облучения равна 50–500 кГр. Анализ полученных данных показал, что одновременное загрязнение и электронное облучение образцов биоматериала приводит к размытию полос материала, что связано с накоплением тяжелых металлов и генерацией устойчивых радиационных дефектов типа пары Френкеля и пары электрон – ион, которые в последующем приводят к разрушению клеток и к деструкции биоматериала.

Произведено моделирование на ЭВМ распределений по глубине имплантированных ионов титана и азота с энергиями Е = 70, 150, 250, 550, 700 и 1000 эВ, потерь энергии в титане. Получено, что эти кривые (для различных энергий), как для титана, так и для азота имеют четко выраженные максимумы, а их концентрации неравномерно распределены по глубине. Как показывают расчеты распределение потерь энергии на ионизацию и возбуждение по глубине материала титана и азота в титане – это резко убывающие функции для всех рассчитанных энергий. С увеличением энергии величина максимума в распределении имплантированных ионов уменьшается, а потерь энергии – возрастает.

В работе рассмотрены полимерные изоляционные материалы: полиэтилентерефталатная, полиимидная, фенилоновая. Исследованы их механические свойства. Предложены различные модели разрушения материалов. Установлено, что механические свойства пленок зависят от структуры и условий их синтеза. Глобулярная структура полимеров определяет их хрупкость. Разрушение, как правило, происходит по границам глобул, слабо связанных между собой. Механические воздействия приводят к способности глобулы разворачиваться, а глобулярная структура – переходит в фибриллярную, что приводит к сильным деформациям полимеров. При  одноосном нагружении материалов произведен расчет по экспоненциальной модели. Получено хорошее согласие расчетных данных с экспериментальными.

Получено аналитическое решение интегро-дифференциального уравнения каскадного процесса для частиц (выбитых атомов и др.) в трехмерной модели элементарного акта, в которое водит обобщенная каскадно-вероятностная функция (ОКВФ). Показано, что после преобразования Лапласа уравнение переходит в интегральное, которое затем решается методом последовательных приближений. Установлены основные физические свойства этой функции. При постоянстве пробега на взаимодействие и угла вылета частицы после соударения ОКВФ переходит в простейшую КВФ. При малых глубинах регистрации вероятность того, что частица пройдет эту глубину, стремится к нулю (как без соударений, так и при испытании i-взаимодействий). При больших глубинах эти вероятности стремятся к нулю. При большом i ОКВФ переходит в формулу типа Стирлинга. При увеличении пробега взаимодействия вероятность без взаимодействия стремится к единице, а вероятность с i-взаимодействием → к нулю.

Проведены эксперименты по зависимости деформации от напряжения при испытании на плоский прямой изгиб образцов необлученного и облученного рифленого оргстекла. Установлено, что при увеличении напряжения относительное удлинение рифленых образцов оргстекла (как необлученного, так и облученного) растет по линейному закону. Выявлено, что облучение приводит к заметному изменению деформационно-прочностных характеристик материала, проявляющихся в уменьшении пластичности. Относительное удлинение полосатого оргстекла после облучения изменяется на 20 %, а пирамидного – на 40 %. При этом изменение прочности не происходит. Полученные кривые зависимости ɛ от Ơ удовлетворительно описываются в рамках линейной модели.

В работе впервые определены теплофизические свойства (удельная теплоемкость, температуропроводность и теплопроводность) натурного кориума быстрого энергетического ядерного реактора в диапазоне температур от комнатной до ~400 °С. Полученные данные предназначены к использованию в расчетах температурных полей при моделировании процессов по удержанию расплава кориума в корпусе ядерного реактора на быстрых нейтронах.

В работе исследовано поведение модельного твэла реактора на быстрых нейтронах, с целью изучения влияния бланкетных зон на распределение расплава топлива по активной зоне. Разработана расчетная модель экспериментального устройства, проведены теплофизические расчеты в обоснование безопасности проведения внутриреакторного эксперимента, определена диаграмма изменения мощности реактора, при реализации которой достигнута начальная стадия плавления зон с высоким обогащением топлива. Подготовлен и проведен внутриреакторный эксперимент на КИР ИГР с экспериментальным устройством, оснащенным модельным твэлом реактора на быстрых нейтронах.

В последнее время в качестве сорбентов находят применение углеродные материалы, содержащие фуллерены. Целью исследования служило изучение и сравнение сорбционных свойств по отношению к ионам тяжелых металлов фуллеренсодержащих материалов. Это позволит выбрать наиболее эффективный способ получения фуллеренсодержащих сорбентов для использования в процессах очистки объектов окружающей среды. Для нашего исследования были отобраны несколько видов сорбентов полученные из шунгита и графита. Результаты показали, что фуллеренсодержащие сорбенты связывают значительную часть загрязнителей и снижают токсичность почвы. Тем не менее, полной очистки от металлов не наблюдается. Полученные результаты являются основой для дальнейшего изучения сорбционных свойств углеродных наноматериалов и имеют практическое значение в области нанотехнологий, экологии, экотоксикологии, химической технологии неорганических веществ и др.

В статье приведены результаты исследования адаптационных процессов основных типов экосистем (степные, луговые, галофитные), а также различных типов нарушенных экосистем территории Семипалатинского испытательного полигона (СИП). Установлено, что радиационное загрязнение провоцирует изменение морфологического и анатомического строения растений и приводит к образованию ряда адаптационных признаков. Формирование признаков адаптации многолетних и кустарниковых растений выражено более отчетливо. Изменение морфологического и анатомического строения растений происходит чаще в луговых (мезофитных) сообществах и на нарушенных участках.