Данный обзор посвящён кросс-масштабному анализу электронного транспорта и диэлектрических потерь в системах на основе карбида кремния; также рассмотрены три основные формы кристалла: 4H-SiC, 6H-SiC и 3C-SiC. Лучшим для мощных устройств считается 4H-SiC. Главная проблема – это дефекты на границе SiC и оксида кремния (SiO₂), которые снижают проводимость транзисторов. Также сложно создавать качественные контакты для p-типа и обеспечивать стабильность при длительной работе. На наноуровне SiC используется в квантовых вычислениях и датчиках. В композитах с металлами и полимерами SiC используется для поглощения электромагнитных волн и теплоотвода. Нейросети помогают автоматически выявлять дефекты на пластинах диаметром 200 мм. Главный вывод: будущее SiC-технологий не в улучшении самого кристалла, а в точном контроле его поверхностей и границ.

В работе представлены результаты исследования валового содержания микроэлементов и распределения их по формам нахождения в донных отложениях нижнего течения реки Шаган. Проанализировано 20 проб, отобранных в десяти створах на участке от выхода реки из Атомного озера до впадения в реку Иртыш. Распределение валового содержания элементов вдоль русла характеризуется выраженной неоднородностью. Для Li, Al, Cr, La, Ce и Mn локальные максимумы преимущественно отмечены на участке 66–96 км. Для Ga и Ba повышенные содержания характерны для начальной части обследованного отрезка, тогда как U и Mo характеризуются несколькими разобщёнными максимумами. Установлено распределение микроэлементов между шестью операционно определяемыми фракциями: водорастворимой, обменной, слабоспецифически сорбированной, связанной с органическим веществом, связанной с оксидами и гидроксидами железа и марганца и остаточной. Валовое содержание большинства элементов, за исключением Ga, ниже их кларковых значений в верхней части континентальной коры. Суммарная доля элементов, извлекаемых H₂O, Ca(NO₃)₂ и NaOH, составляет менее 20%. Для многих исследуемых элементов более 70% валового содержания сосредоточено в труднорастворимых формах.

В настоящей работе приведены результаты изучения особенностей распределения микроэлементов и их форм присутствия в донных осадках ручья Карабулак, расположенного на территории горного массива Дегелен Семипалатинского испытательного полигона. Отбор образцов донных осадков осуществлялся в 19 пунктах, охватывающих основное русло водотока и четыре его притока. Для установления форм присутствия химических элементов использован метод последовательного экстрагирования, обеспечивающий разделение элементов на водорастворимую, обменную, слабоспецифически сорбированную, связанную с органическим веществом, ассоциированную с оксидами и гидроксидами железа и марганца, а также остаточную фракцию. Количественное определение элементов выполнено методами ICP-MS и ICP-AES. Установлено, что содержание микроэлементов в донных отложениях характеризуется значительной пространственной неоднородностью, обусловленной гидрологическими особенностями ручья и техногенным воздействием территории бывшего полигона. Выявлены превышения кларковых значений для ряда элементов, прежде всего для урана, бериллия, молибдена и кадмия. Наиболее высокие концентрации Be, Sr и Cd отмечены в верхнем течении ручья, тогда как содержание Mo и U возрастает в нижнем течении. Показано, что уран в донных отложениях основного русла преимущественно находится в водорастворимой форме, что свидетельствует о его высокой миграционной способности и потенциальной экологической опасности.

В статье представлены результаты оптимизации режимов формирования низкоэнергетических ионных пучков Kr, Xe и He на ускорительном комплексе ДЦ-60, предназначенных для моделирования радиационных повреждений материалов. Выполнена модернизация электронно-циклотронного резонансного источника многозарядных ионов с заменой DECRIS-3 на DECRIS-3M, а также проведена оптимизация параметров ЭЦР-источника, системы инжекции, транспортировки и сканирования ионного пучка. Исследованы зарядовые состояния и интенсивности рабочих пучков, определены оптимальные режимы их формирования и обеспечено равномерное распределение плотности тока по поверхности мишени. Установлено, что средний ток пучка на мишени увеличился с 45 до 77 мкА для ионов He2+, с 13 до 26 мкА для Kr15+ и с 6 до 14 мкА для Xe23+, что соответствует увеличению в 1,7, 2,0 и 2,3 раза соответственно. Полученные результаты позволяют сократить время достижения требуемого флюенса и повысить эффективность проведения экспериментов по моделированию радиационных повреждений материалов.

В настоящем исследовании систематически изучается влияние параметров высокоскоростного кислородно-топливного напыления (HVOF), с особым акцентом на давление кислорода, на микроструктуру и трибологические характеристики покрытий Al65Cu20Fe15. Покрытия наносились при двух значениях давления кислорода (3,0 и 3,5 бар), при этом остальные параметры процесса напыления оставались неизменными. Микроструктурная характеристика проводилась с использованием сканирующей электронной микроскопии (SEM) и энергодисперсионной спектроскопии (EDS), а фазовый состав анализировался для оценки доли квазикристаллических и кристаллических фаз. Трибологическое поведение оценивалось методом испытаний по схеме «шар-диск» (ball-on-disk) при скользящем трении с непрерывной регистрацией коэффициента трения. Результаты показывают, что давление кислорода сильно влияет на плотность покрытия, фазовый состав и образование трибопленок. Покрытие, нанесенное методом напыления при давлении кислорода 3,5 бар, продемонстрировало наиболее сбалансированные характеристики со стабильным коэффициентом трения 0,55–0,60 и постоянным износом, что объясняется более высокой долей квазикристаллической фазы и однородной трибопленкой. Таким образом, по результатам проведенного анализа установлено, что обработка образцов при давлении кислорода 3,5 бар является оптимальным технологическим режимом, обеспечивающим формирование более плотной микроструктуры и улучшенные трибологические характеристики покрытия.

В данной работе проведен анализ влияния материала защитной ампулы на нейтронно-физические характеристики гамма-нейтронного облучения экспериментальных образцов топлива при испытаниях на исследовательском реакторе ИГР. Расчеты выполнены с использованием кода MCNP6 [1] и библиотек ENDF/B-VII [2]. Рассмотрены конструкционные материалы защитной ампулы, применяемые при испытаниях экспериментальных тепловыделяющих сборок. Определены зависимости энерговыделения, спектральных характеристик нейтронного поля и пространственного распределения потока нейтронов от состава и толщины стенок защитной ампулы. Установлено, что выбор материала ампулы оказывает количественно измеримое влияние на условия облучения топливных элементов, которое необходимо учитывать при интерпретации результатов реакторных испытаний. Полученные результаты формируют основу для обоснования конструктивных решений и оптимизации условий облучения топливных элементов.

Интерметаллидные соединения на основе бериллия рассматриваются как перспективные функциональные и конструкционные материалы для ядерных систем нового поколения. В работе исследованы нейтронно-индуцированная активация и образование газовых продуктов в титановых и хромовых бериллидах Be₁₂Ti и Be₁₂Cr с учетом технологических примесей. Экспериментальные гамма-спектрометрические измерения образцов, облученных в реакторе ВВР-К, сопоставлены с расчетами методом Монте-Карло. Для основных продуктов активации Sc-46, Mn-54, Fe-59 и Cr-51 получено удовлетворительное согласие расчета и эксперимента. Дополнительно выполнена расчетная оценка образования He-4, He-3, T и Li-6 в спектре D-T-нейтронов, характерном для ITER, при одинаковом интегральном флюенсе. Показано, что нейтронный спектр существенно изменяет профиль активации и газообразования, что необходимо учитывать при переносе данных реакторных испытаний на условия термоядерных установок.

В данном исследовании представлен всесторонний анализ загрязнения окружающей среды ПФАС. Анализ опубликованных научных работ показал, что ПФАС обладают исключительной устойчивостью к химической, биоло-гической и фотолитической деградации, проявляют значительную подвижность в воде и могут распространяться на большие расстояния.

ПФАС известны как «вечные химические вещества» с периодом полураспада в тысячи лет. ПФАС загрязняют поверхностные водные источники и могут накапливаться в почве и воздухе.

Выявление и анализ их концентраций в окружающей среде имеют решающее значение из-за их чрезвычайно широкого распространения в природных местообитаниях, представляющих опасность для здоровья населения и целостности экосистемы.

Обзор литературных источников показал, что в Казахстане не проводились исследования по этой проблеме. Обзор литературы выявил полное отсутствие публикаций по исследованиям ПФАС. Материалы, представленные на сайтах казахстанских информационных агентств, лишь отражают результаты исследований зарубежных ученых, изучающих ПФАС в окружающей среде и биоматериалах, что отражает глобальную проблему загрязнения ПФАС.

Предпосылками для данного направления исследований являются недостаток публикаций в Казахстане, отсутствие мониторинга ПФАС, отсутствие систематических исследований, в том числе зарубежных, а также отсутствие разнообразных методов определения ПФАС в объектах окружающей среды, что требует пристального научного внимания и изучения.

В статье рассматриваются концептуальные проектные решения по окончательному захоронению отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) реактора БН-350. Выполнен анализ технологий окончательного захоронения ОЯТ без переработки, включая шахтные пункты захоронения и глубокие скважины в твердых породах. Рассмотрены концептуальные проектные решения подземной лаборатории, конструктивные особенности подземных комплексов, организация проходческих работ, инженерная инфраструктура и транспортно-технологические схемы обращения с контейнерами, содержащими ОЯТ. Представлены основные характеристики наземных и подземных сооружений, объемы горнопроходческих работ, параметры шахтных стволов и технологических площадок. Показано, что применение многоуровневой системы инженерных и геологических барьеров обеспечивает долгосрочную радиационную безопасность и минимизацию риска миграции радионуклидов в биосферу.

Шульбинская гидроэлектростанция (ГЭС) является объектом повышенной инженерной ответственности, что требует уточненной оценки локальной сейсмической опасности. В работе представлены результаты инструментальных сейсмологических исследований территории Шульбинской ГЭС, выполненных с использованием пяти временных пунктов наблюдений (SB1–SB5). Произведен анализ спектральных характеристик микросейсмического шума, определен отклик грунтов методом HVSR, проведен анализ отношений амплитуд на разных станциях, полученных по записям землетрясений и взрывов для разных типов волн.

Показано, что исследуемая территория сейсмически неоднородна: наиболее выраженное локальное усиление сейсмических колебаний выявлено на насыпной плотине (пункт SB1) – приращение интенсивности по шкале MSK-64 составляет 0,7–0,9 балла, тогда как на остальных пунктах значимого увеличения интенсивности колебаний по отношению к эталонной станции не отмечается. Выявленные отличия связаны с грунтовыми условиями, показателем которых является значение Vs30, определенное проведенными сейсморазведочными работами по 10 профилям. На основании согласованных результатов HVSR и анализа волновых форм событий даны рекомендации по необходимости организации постоянного мониторинга состояния плотины сейсмическими методами.

В работе представлены результаты расчетного нейтронно-физического моделирования облучательных устройств ID-M и WF с топливом реакторов ВВЭР-1000, APR-1400 и HPR-1000, размещаемых в центральном экспериментальном канале реактора ИГР. С использованием программного комплекса MCNP выполнены расчеты уран-водного соотношения, распределений удельного энерговыделения в твэлах и средней удельной мощности по высоте активной части топлива. Проведен анализ влияния конструктивных особенностей одностенных и двустенных облучательных устройств на нейтронно-физические характеристики топлива. Установлено, что применение облучательного устройства ID-M приводит к снижению среднего уровня удельного энерговыделения приблизительно на 45% по сравнению с устройством WF. Сопоставление расчетных характеристик облучательных устройств с параметрами реакторов ВВЭР-1000, APR-1400 и HPR-1000 показало возможность воспроизведения в реакторе ИГР, в течение 100–200 с, уровней энерговыделения, характерных для эксплуатации топлива энергетических реакторов. Полученные результаты могут быть использованы при подготовке внутриреакторных испытаний перспективного ядерного топлива, оценке тепловых режимов и обеспечении безопасности экспериментальных исследований.

В работе представлены результаты первых испытаний системы высокочастотного ионно-циклотронного нагрева плазмы токамака КТМ на эквивалент плазменной нагрузки. Проведены измерения режимов работы ВЧгенератора и антенно-фидерного тракта в условиях, приближенных к работе на плазму. Выполнена настройка и согласование цепей генератора с нагрузкой, исследованы параметры генерации и условия устойчивой передачи ВЧ-мощности в нагрузку. Определены режимы устойчивой работы системы и условия, обеспечивающие стабильную генерацию ВЧ-излучения. Результаты испытаний подтверждают работоспособность основных элементов системы ВЧ-нагрева и возможность дальнейшего проведения испытаний на плазму токамака КТМ.

В ходе проведенного комплексного анализа структурных параметров, исследуемых механически активированных ZrO₂-керамик был установлен оптимальный температурный диапазон термической обработки, обеспечивающий максимальную структурную однородность, высокую степень структурного упорядочения и минимальную концентрацию остаточных механических напряжений. Анализ структурных изменений в керамиках, выполненный с использованием методов рентгеновской дифракции и рамановской спектроскопии позволил установить, что увеличение температуры отжига приводит к частичной релаксации механически-индуцированных напряжений и перераспределению кислородных вакансий. При этом во всем исследуемом диапазоне температуры отжига не наблюдается инициализации процессов фазовых полиморфных трансформаций, характерных для диоксида циркония в случае интенсивных механических воздействий или наличия большого количества кислородных вакансий. Анализ полученных данных показал, что при температуре отжига 1000…1100 °С в структуре керамик доминируют комплексные дефекты, связанные с наличием деформационных остаточных напряжений и областей сильного разупорядочения, возникших при механическом ударном воздействии. При повышении температуры отжига до 1200…1300 °С наблюдается равновероятное распределение дефектов в структуре, в то время как при температурах выше 1400 °С наблюдается доминирование F+центров и VO – вакансий, увеличение концентрации которых связано с повышением структурного упорядочения за счет частичной релаксации дефектов и образования кислородных вакансий.

В данной работе проведен литературный обзор применения и особенностей боронизации на установках типа токамак, обоснована методика подготовки вакуумной камеры (ВК) токамака КТМ к плазменным экспериментам с использованием системы боронизации на основе карборана. Описана техническая реализация процесса в условиях тлеющего разряда, включая конструкцию системы подачи паров с обогреваемым ресивером и транспортного тракта на токамаке КТМ. Представлен проект разрабатываемого диагностического комплекса для оперативного контроля чистоты среды, объединяющий масс-спектрометрию и оптический мониторинг линии излучения бора.

В работе представлены результаты исследования взаимосвязи между мгновенной и запаздывающей компонентами энерговыделения в активной зоне импульсного исследовательского реактора ИГР при холодном состоянии активной зоны. С использованием программного кода MCNP6 выполнена серия расчетов мгновенного и запаздывающего энерговыделения с высокой статистической точностью, получены детальные данные о пространственном распределении энерговыделения по всем колоннам и блокам активной зоны и отражателя. Для количественной оценки взаимосвязи применен ранговый коэффициент корреляции Спирмена, значения которого для всех исследованных колонн превысили 0,98, что свидетельствует о наличии монотонной статистической зависимости между мгновенным и запаздывающим энерговыделением. Методом наименьших квадратов в логарифмическом масштабе определены параметры степенной зависимости запаздывающего энерговыделения от мгновенного энерговыделения для восьми типов колонн; коэффициент детерминации R² > 0,97 подтверждает адекватность моделей. При этом подчеркивается, что установленная корреляционная связь не является доказательством причинно-следственной связи между мгновенным и запаздывающим энерговыделением, а отражает влияние нейтронного поля на формирование обоих компонентов энерговыделения. В отличие от традиционного подхода, предполагающего прямой расчет запаздывающей компоненты, предложенный подход позволяет оценивать запаздывающее энерговыделение по значениям мгновенного энерговыделения с использованием полученных степенных зависимостей. Полученные результаты могут быть использованы для ускорения нейтронно-физических расчетов при многовариантном анализе экспериментальных конфигураций, а также при разработке сопряженных методик моделирования для реакторных исследований.

Были изучены керамические материалы на основе метатитаната лития (Li₂TiO₃), модифицированные ниобатом лития (LiNbO₃) в диапазоне концентраций 0,05–0,25 М. Синтез проводился методом механической активации в планетарной мельнице при скоростях измельчения 150–600 об/мин с шагом 50 об/мин, с последующей термической стабилизацией при 700 °C в течение 5 часов. Целью работы было определение зависимости между концентрацией легирующей примеси, энергией механической обработки и структурно-механическими свойствами полученной керамики.

Фазовый состав и структурные параметры изучались методом рентгеновской дифракции, а морфологические особенности керамики – методом сканирующей электронной микроскопии. Как видно, образование двухфазной системы, включающей моноклинную фазу Li₂TiO₃ и ромбоэдрическую фазу LiNbO₃, сопровождается увеличением вариации содержания легирующей примеси, одновременно с изменением параметров кристаллической решетки и уменьшением размера областей когерентного рассеяния. Анализ методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) показал выраженные изменения морфологии керамики при добавлении LiNbO₃ в зависимости от концентрации допанта. Увеличение скорости механической активации до 600 об/мин и увеличение концентрации легирующей добавки до 0,25 М приводит к созданию мелкозернистой композитной микроструктуры, где наблюдается улучшение прочностных характеристик по сравнению с нелегированным материалом.

Полученные данные показывают, что сочетание изменения содержания LiNbO₃ и параметров механической активации является одним из наиболее эффективных инструментов контроля фаз и прочности литийсодержащих керамических материалов, что открывает огромные возможности для оптимизации в высокотемпературных энергетических приложениях.

В обзоре систематизированы и обобщены современные представления о микрокристаллической целлюлозе (МКЦ) как о многофункциональном материале с высоким адаптивным потенциалом. Проведен сравнительный анализ сырьевой базы: от традиционных источников (древесина, хлопок) до альтернативных агропромышленных отходов (рисовая шелуха, багасса, солома, оболочки какао-бобов) и вторичного текстиля. Ключевой акцент сделан на установлении закономерностей в системе «структура сырья – параметры выделения – функциональные свойства МКЦ». Детально рассмотрены механизмы получения МКЦ, включая классический кислотный гидролиз, органосольвентные методы, газофазную деструкцию HCl и гидротермальные процессы. Показано, как специфика лигноцеллюлозной матрицы и условия ее обработки предопределяют степень полимеризации, индекс кристалличности, полиморфный состав и морфологию частиц, регулируя сорбционную способность и реакционную активность продукта. Особое внимание уделено стратегиям направленной химической и физической модификации – окислению, этерификации и прививочной полимеризации, расширяющим области применения МКЦ в фармацевтике – для прямого прессования, в биомедицине – для создания гидрогелей и раневых покрытий, в экологии – в качестве сорбентов, а также при создании биокомпозитов. Научная ценность работы заключается в обосновании перехода от концепции МКЦ как инертного наполнителя к ее пониманию как проектируемого функционального прекурсора с заданными эксплуатационными характеристиками.

Проведена оценка удельной активности естественных и искусственных радионуклидов в почвенно-растительном покрове аридной зоны Казахстана вдоль 65 и 75 меридианов. Средние значения в почвах составили 580,7 Бк/кг для 40K, 34,8 Бк/кг для ²³²Th, 23,0 Бк/кг для ²²⁶Ra и 16,9 Бк/кг для ¹³⁷Cs. В растениях средние значения, рассчитанные по количественно установленным значениям, составили 489,2 Бк/кг для ⁴⁰K, 2,5 Бк/кг для ²³²Th, 14,3 Бк/кг для ^226Ra и 1,2 Бк/кг для ¹³⁷Cs. Удельная активность ²⁴¹Am количественно не определена. Наиболее высокая вариабельность значений Кн характерна для ¹³⁷Cs, тогда как относительно более интенсивное накопление растениями отмечается для ⁴⁰K и ²²⁶Ra. Расчетная мощность дозы облучения растений составила 1,6…8,9 мкГр/сут вдоль 65 меридиана и 3,7…15,0 мкГр/сут вдоль 75 меридиана и находилась значительно ниже уровней, при которых ожидается проявление радиационных эффектов у референтных видов. Полученные результаты могут быть использованы в качестве исходных характеристик для радиационного мониторинга, оценки динамики радионуклидов и дозовых нагрузок на биоту, а также для последующего контроля радиологического состояния исследованной территории.

В статье представлен обзор современных подходов к обращению с жидкими радиоактивными отходами (ЖРО), рассмотрены их основные свойства, классификация, химический и радионуклидный состав. Проанализированы основные проблемы переработки ЖРО, связанные с многообразием их состава, высоким солесодержанием, наличием органических примесей и необходимостью селективного извлечения радионуклидов. Выполнен анализ существующих технологий очистки и кондиционирования ЖРО, рассмотрен международный опыт переработки жидких радиоактивных отходов, а также приведена оценка современного состояния обращения с ЖРО в Республике Казахстан. Особое внимание уделено вопросам минимизации объемов образующихся отходов, внедрения технологий глубокой очистки и иммобилизации радионуклидов. Проведен анализ основных требований, предъявляемых к составу, структуре и физико-механическим свойствам матриц, используемых для кондиционирования радиоактивных отходов.

Обоснована целесообразность создания специализированных региональных комплексов по переработке ЖРО и внедрения единой системы государственного управления в данной области. Сделан вывод о необходимости комплексного применения современных технологий переработки, обеспечивающих снижение экологических рисков, повышение безопасности и соответствие обращения с радиоактивными отходами международным требованиям.

В статье обобщены данные о радиоактивном загрязнении основных объектов окружающей среды Семипалатинского испытательного полигона (СИП), включая почвенный и растительный покров, животный мир, поверхностные воды, атмосферный воздух и осадки (снег). Рассмотрены особенности содержания и распределения ³H, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ²⁴¹Am и ^239+240Pu, а также основные механизмы их переноса между компонентами экосистем. Выявлено, что загрязнение территории характеризуется выраженной пространственной неоднородностью, а наиболее высокие уровни содержания радионуклидов приурочены к эпицентрам наземных испытаний, радиоактивным следам, приустьевым участкам скважин, водонаполненным воронкам и зонам воздействия загрязненных водотоков. В почвах основная часть ¹³⁷Cs, ²⁴¹Am и ^239+240Pu сохраняется в верхних горизонтах и связана с твердой фазой, тогда как наибольшей вертикальной подвижностью характеризуется ⁹⁰Sr. Накопление радионуклидов растениями и животными определяется характером загрязнения местообитаний, свойствами радионуклидов и биологическими особенностями видов. Наиболее высокие уровни загрязнения поверхностных водных экосистем отмечены в техногенных водоемах, донных отложениях и водотоках площадки «Дегелен». Поступление радионуклидов в атмосферу связано с переходом ³H из загрязненных вод и почвенной влаги, а также с пылевым переносом частиц почвы. Показано, что современное радиоактивное загрязнение СИП преимущественно имеет локальный характер и определяется типом проведенных испытаний и последующим перераспределением радионуклидов в окружающей среде.

Массово-энергетические распределения осколков деления образуются под действием большого количества макрои микроскопических квантовых эффектов, связанных и с эффектами заряженной жидкой капли, и с образованием различных ядерных оболочек в зарождающихся осколках. Дополнительное влияние на конечное распределение оказывают энергия возбуждения составного ядра и вносимый угловой момент. Все это составляет вызов для анализа полученных данных на предмет присутствия/отсутствия различных оболочечных эффектов. Особенно это касается деформированных ядерных оболочек, которые по сравнению со сферическими оболочками обладают заметно меньшей энергетической выгодой образования и, как следствие, меньшим массовым вкладом. Поэтому выбор методики анализа оказывает значительное влияние на полученный результат. Для демонстрации этого мы анализируем массово-энергетические распределения осколков деления составного ядра ²⁴¹Am, полученного в реакции ²⁴⁰Pu(p,f) при энергии налетающих протонов 10 МэВ, двумя методами. Первый метод – это более ранняя разработка, основанная на модели Брозы и учитывающая моды деления SL, S1, S2, S3 и использующая большое количество подбираемых параметров. Второй метод является модификацией первого, разработанной специально для выявления влияния деформированных ядерных оболочек с малыми вкладами. К его преимуществам относится сильное сокращение количества подбираемых параметров, что позволяет повысить его чувствительность. Применение второго метода позволяет выявить выходы отдельных оболочек Z50, N82 и отделить от них деформированные ядерные оболочки Z52, N84, несмотря на их близость по массовым выходам.

Разработана экономико-правовая модель принятия управленческого решения о внедрении рекомендательной системы искусственного интеллекта (ИИ) для предиктивной диагностики вращающегося оборудования атомной электростанции (АЭС). Модель объединяет функциональные ограничения, требования к данным, независимой валидации, компьютерной безопасности, человеческому контролю и управлению изменениями с затратами жизненного цикла и инвестиционными показателями проекта. Для оценки фактически реализуемого эффекта предложен интегральный коэффициент, учитывающий качество модели, охват оборудования, доступность данных и использование рекомендаций персоналом. Расчет выполнен для энергоблока с водо-водяным энергетическим реактором электрической мощностью 1200 МВт (ВВЭР-1200) в постоянных ценах 2026 года. В базовом сценарии чистая приведенная стоимость (NPV) проекта составляет 2,648 млн долл. США, внутренняя норма доходности (IRR) – 29,33%, дисконтированный срок окупаемости – 4,90 года. Порог реализованной результативности равен 43,32%. Снижение приведенной стоимости электроэнергии (LCOE) составляет 0,075 долл. США/МВт·ч и характеризует локальный эксплуатационный эффект, а не радикальное изменение конкурентоспособности АЭС. Обосновано поэтапное внедрение с решением о масштабировании только после подтверждения технических, правовых и экономических критериев на данных пилотной эксплуатации.

В работе представлена методика моделирования динамики объемного распределения топлива на основе сопряжения теплофизических и нейтронно-физических расчетов. Разработан алгоритм автоматизированного преобразования результатов CFD-моделирования в расчетную модель MCNP. Методика позволяет учитывать изменение геометрии, фазового состава и пространственного распределения топлива и конструкционных материалов в процессе деградации и плавления топлива. Для этого разработано программное обеспечение, обеспечивающее обработку данных теплофизических расчетов, построение расчетных решеток различного типа, реализацию алгоритма углового дублирования и автоматическое формирование входных данных для нейтронно-физических расчетов. В отличие от традиционного подхода, основанного на создании набора отдельных нейтронно-физических моделей для фиксированных стадий деградации топлива, разработанная методика позволяет выполнять расчеты энерговыделения для любого состояния экспериментального устройства, полученного в результате теплофизического моделирования. Проведена валидация разработанной нейтронно-физической модели объекта испытаний с топливом в составе модели реактора ИГР путем сравнения расчетных результатов с данными спектрометрических исследований. Полученные результаты могут быть использованы при расчетном сопровождении экспериментов по исследованию процессов деградации и плавления ядерного топлива, а также при разработке сопряженных методик теплофизического и нейтронно-физического моделирования для реакторных исследований.

В рамках разработки экспериментального метода оценки накопления и удержания ионов водорода для решения материаловедческих задач термоядерного синтеза выполнено облучение высокоэнергетичными ионами D+ образцов бериллида титана (Be₁₂Ti) казахстанского производства. Выбор материала обусловлен существующими концепциями термоядерных установок, в которых предполагается использование Be₁₂Ti в составе материалов первой стенки, например, JA DEMO. Исследуемые образцы были подвергнуты облучению ионами D+ с энергией 14 МэВ в двух режимах, отличающихся временем облучения, плотностью потока и суммарным флюенсом. С целью исследования механизмов накопления и выделения газов в материале образцы облученного Be₁₂Ti исследовались методом термодесорбционной спектроскопии. Be₁₂Ti, подвергнутый длительному воздействию потока ионов D+ при относительно меньшей плотности частиц, продемонстрировал значительно большее накопление ионов D+. В то же время, образец, облученный кратковременно, но потоком высокой плотности накопил значительно меньшее количество газа. Результаты показывают, что методика облучения ионами D+ в высокоэнергетическом диапазоне может быть использована в качестве экспериментального подхода для оценки накопления и удержания водорода в материалах термоядерных установок.

Были измерены сечения выхода K, L и M рентгеновского излучения для элементов от Ti до Bi при возбуждении ускоренными пучками ионов ⁵⁹Co¹²⁺ с энергией 94,4 МэВ. Полученные результаты сравнивались с предсказаниями ECPSSR и PWBA теорий, рассчитанными с помощью программы ISICS11.

Полученные данные показывают, что на общий спад сечения выхода рентгеновского излучения K-оболочки с увеличением атомного номера мишени Z₂ накладывается его рост в диапазоне от Z₂ = 22 приблизительно до Z₂ = 41 с максимумом приблизительно при Z₂ = 29. Это явление может быть объяснено тем, что при взаимодействиях, близких к симметричным, через образовавшиеся молекулярные орбитали возможно перемещение электронов между орбиталями сталкивающихся атомов. Следовательно, сечение образования рентгеновского излучения для выбранного химического элемента при анализе методом PIXE может быть селективным образом максимизировано путем подбора режима облучения – энергии и вида падающего иона.

Опираясь на смещения и уширения рентгеновских линий в полученных спектрах, рассчитаны выходы флуоресценции и сечения ионизации K-оболочек для элементов от титана до молибдена, модифицированные для многократной ионизации. Полученные результаты показывают, что отличия выходов флуоресценции с учетом многократной ионизации от одновакансионных выходов флуоресценции не превышают 35%. Следовательно, наблюдаемые отклонения экспериментальных данных от теоретических не могут быть объяснены только многократной ионизацией без привлечения эффектов, связанных с межорбитальными переходами электронов.