Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 89, № 9 (2025)
Синхротронное излучение и излучение лазеров на свободных электронах: генерация и применение
ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В НОВОСИБИРСКОМ ЦЕНТРЕ СИНХРОТРОННОГО И ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Аннотация
Центр коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» предоставляет ученым из различных организаций возможность применения современных аналитических методик, использующих синхротронное излучение, для проведения широкого класса исследовательских работ. На базе Центра организовано развитое пользовательское сообщество, объединяющее в себе исследователей из институтов Сибирского отделения Российской академии наук и других организаций. Помимо непосредственного проведения экспериментов в Центре ведется постоянная работа по совершенствованию существующих методик и разработке новых подходов, что важно в свете создания экспериментальных станций для проекта Сибирского кольцевого источника фотонов («СКИФ»). Публикация является кратким обзором существующего состояния дел по вышеобозначенным темам.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1350-1363
1350-1363
ИМПУЛЬСНЫЕ МАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ 120-ПОЛЮСНОГО СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ОНДУЛЯТОРА
Аннотация
Рассмотрен метод измерения магнитных полей ондуляторов на основе проволоки с импульсным током. Метод является перспективным для создания системы настройки ондуляторов, которая может работать в оперативном режиме, поскольку однократное измерение занимает всего несколько секунд. Испытания выполнены на сверхпроводящем 120-полюсном ондуляторе с магнитным полем 1.15 Тл и периодом 15.6 мм.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1364-1369
1364-1369
КОРРЕКЦИЯ ФАЗОВЫХ ОШИБОК СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ОНДУЛЯТОРА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ТОКАМИ
Аннотация
Описан метод коррекции магнитного поля сверхпроводящего ондулятора с нейтральными полюсами. Для коррекции используются основные обмотки ондулятора, сгруппированные в отдельные группы и питаемые дополнительными токами. Представлены графики фазовых ошибок для всего диапазона магнитных полей ондулятора после коррекции. Величины суммарной и локальной фазовых ошибок составили 3.5 и 1.9 град для максимального поля 1.2 Тл.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1370-1376
1370-1376
СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ 40-ПОЛЮСНЫЙ ВИГГЛЕР С ПОЛЕМ 4.5 ТЕСЛА И ПЕРИОДОМ 48 ММ ДЛЯ ЦКП СКИФ
Аннотация
В Институте ядерной физики СО РАН разработан и создан 40-полюсный сверхпроводящий вигглер с полем 4.5 Тл и периодом 48 мм для строящегося источника синхротронного излучения 4-го поколения СКИФ. Витглер будет использоваться в качестве источника высокоэнергетического рентгеновского излучения в диапазоне от 25 до 150 кэВ с интегральной мощностью 40 кВт. В статье обоснован выбор параметров вигглера, описаны особенности его конструкции, приведены расчетные характеристики вигглера и генерируемого им излучения.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1377-1381
1377-1381
ГИБРИДНАЯ ФОТОДИОДНАЯ ЛИНЕЙКА ФОРМАТА 1×20 С ИЗМЕНЯЕМЫМ УСИЛЕНИЕМ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ВАКУУМНОГО УЛЬТРАФИОЛЕТА И МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАЗМЫ
Аннотация
Представлены характеристики гибридной линейки формата 1×20 на основе кремниевых спектрофотометрических детекторов для диагностики ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения высокотемпературной плазмы. С целью расширения динамического диапазона регистрируемых сигналов предусмотрена возможность переключения коэффициента усиления с 105 до 107 В/А, быстродействие составило 3 и 70 мкс соответственно. С помощью линейки продемонстрирована визуализация рентгеновского излучения с энергией 8 кэВ. Конструкция и схемотехника линейки позволяют применить технологию, исключающую влияние токов вторичной электронной эмиссии на точность измерений.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1382-1387
1382-1387
РАЗРАБОТКА СЕКЦИИ 1-3-2 «ПЛАЗМА» СТАНЦИИ 1-3 «БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ» ЦКП СКИФ
Аннотация
Представлен проект секции 1-3-2 «Плазма» канала 1-3 «Быстропротекающие процессы» ЦКП СКИФ. Основной задачей секции является исследование механического поведения перспективных термоядерных материалов под действием импульсного теплового облучения.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1388-1395
1388-1395
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕГКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В РАСТЕНИЯХ МЕТОДОМ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА НА СИНХРОТРОННОМ ИЗЛУЧЕНИИ НА «ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ СИ» ВЭПП-4М
Аннотация
Рассматривается расширение возможностей рентгенофлуоресцентного элементного анализа на синхротронном излучении в ИЯФ СО РАН с целью детектирования легких элементов. Для этого была проведена модернизация оборудования и программного обеспечения «Технологической станции» на накопителе ВЭПП-4М. Описана экспериментальная установка, обоснован выбор параметров эксперимента, приведены оценки минимального предела обнаружения для Al, Si, P, S, Cl.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1396-1403
1396-1403
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ НАСОСОВ ДЛЯ СВЕРХВЫСОКОГО ВАКУУМА В УСКОРИТЕЛЯХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И УСТАНОВКАХ ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА
Аннотация
Рассмотрены отечественные современные насосы на базе нераспыляемых геттеров и ионно-геттерные насосы для получения сверхвысокого вакуума порядка 10–1 Торр. Проанализированы экспериментальные результаты измерений быстроты откачки в зависимости от давления газа для различных типов ионно-геттерных насосов. Для насосов на базе нераспыляемых геттеров представлены результаты измерения быстроты откачки по H2, CO и D2.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1404-1411
1404-1411
ДИНАМИКА ПЛОТНОСТИ СТРУИ ПРИ УДАРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПЛАСТИНЫ
Аннотация
Изучен выброс потока частиц разных размеров (ударно-волновое «пыление») из конструкционных стыков металлических пластин при сильном ударном воздействии от заряда взрывчатого вещества. Регистрация процесса выброса микрочастиц выполнена методом импульсной рентгенографии синхротронного излучения. Приведены распределения плотности вдоль образующихся микроструй.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1412-1417
1412-1417
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЛИТЬЕВОГО ПОЛИУРЕТАНА
Аннотация
Изучено влияние воздействия ионизирующего и УФ-излучений на физико-механические характеристики полимерных материалов на основе наночастиц SiO2 марки TarkosilⓇ и литьевого полиуретана различного времени хранения исходных компонент. Показано, что в результате воздействия ионизирующего излучения (1000 Гр) происходит увеличение прочности при растяжении до 30% (с 23 до 30 МПа) и относительного удлинения до 65% (с 382 до 627%) полиуретана на основе компонент, изготовленных за месяц до синтеза образцов. Выявлена возможность влияния внешних факторов, таких как УФ- и ионизирующее излучения, на эксплуатационные характеристики изделий и деталей на основе литьевого полиуретана с целью улучшения показателей физико-механических свойств.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1418-1423
1418-1423
ПОЛУЧЕНИЕ ГЕКСАБОРИДА ЛАНТАНА МЕТОДОМ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УСКОРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ
Аннотация
Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с использованием механической активации шихты La2O3-B-Mg получен гексаборид лантана. Подобрано оптимальное количественное соотношение компонентов, мас.%: La2O3 – 43.5, B – 37.3, Mg – 19.2, при котором обеспечивается более полное протекание реакции горения. Экспериментально определен режим промывки синтезированного продукта, обеспечивающий получение монобазного гексаборида лантана, изучены его свойства.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1424-1430
1424-1430
МЯГКАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ НА СТАНЦИИ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ «КОСМОС»
Аннотация
Метрологическая станция синхротронного излучения «Космос» функционирует в мягком рентгеновском диапазоне и, наряду с метрологическими исследованиями, предоставляет возможность измерения спектров EXAFS и XANES в интервале энергий 2–10 кэВ. Для расширения диапазона в область более низких энергий был испытан новый монохроматор на основе гибридной оптической схемы типа «многослойное зеркало-кристалл» с кристаллами бифталата калия и рубидия. С помощью нового монохроматора с рабочим диапазоном энергий до 480 эВ измерены XANES-спектры тестовых образцов вблизи K-края Al (1559 эВ) и L-края меди (932.7 эВ). Рассмотрены конструкции монохроматоров и представлены примеры спектров.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1431-1436
1431-1436
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБРАЗОВАНИЯ АНОМАЛЬНОГО СЛОЯ 1908–1910 гг. В ДОННЫХ ОСАДКАХ ОЗЕРА ПЕЮНГДА (ТУНГУССКИЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК) ПО ДАННЫМ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО МИКРОАНАЛИЗА С СИНХРОТРОННЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Аннотация
В данных отложениях озера Пеюнгда, находящегося в 30 км от эпицентра взрыва Тунгусского космического тела в 1908 г., обнаружен слой с повышенным содержанием химических элементов. Для его исследования использованы методы сканирующего рентгенофлуоресцентного микроанализа, электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. В слое 1908–1910 гг. по сравнению с соседними наблюдается рост количества минеральных зерен, являющихся продуктом разрушения породы, что, вероятно, связано с взрывом Тунгусского космического тела.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1437-1442
1437-1442
ПЛАНАРНЫЕ РЕЛЯТИВИСТСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОЛНЫ СУБТЕРАГЕРЦОВОГО ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ ДВУМЕРНО-ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СТРУКТУР
Аннотация
В рамках теоретического анализа и трехмерного моделирования particle-in-cell разработан проект планарного релятивистского генератора поверхностной волны G-диапазона на базе ленточного электронного пучка, формируемого взрывозмиссионным ускорителем СИНУКИ 600 кэВ / 1 кА / 17 нс (ИПФ РАН). Электродинамическая система генератора основана на двумерно-периодической замедляющей структуре, реализующей механизм двумерной распределенной обратной связи и обеспечивающей селекцию мод по поперечным пространственным координатам. Выполненное моделирование показывает возможность получения устойчивой одномодовой генерации в указанной схеме с КПД ~ 8% при факторе сверхразмерности (отношении ширины системы к длине волны) около 15. В эксперименте продемонстрирован стабильный режим одномодовой генерации на частоте 160 ГГц с длительностью импульса до 5 нс и выходной мощностью ~ 30 МВт.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1443-1449
1443-1449
МУЛЬТИГИГАВАТТНЫЙ СУБ-ТЕРАГЕРЦОВЫЙ МАЗЕР НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ ПЛАНАРНОЙ ГЕОМЕТРИИ С ТРЕХМЕРНОЙ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ: ПРОЕКТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
Аннотация
Выполнено моделирование пространственно-развитых мазеров на свободных электронах (МСЭ) планарной геометрии, основанных на использовании механизма трехмерной распределенной обратной связи, который реализуется в так называемых «трехмерных» брэгговских структурах. Исследована возможность создания МСЭ данного типа в W-диапазоне частот на базе сильноточного взрывоэмиссионного ускорителя «У-2» (ИЯФ СО РАН), формирующего ленточный электронный пучок 1 МэВ / 140 кА / 10 мкс с поперечным сечением 1 см × 140 см. Продемонстрирована возможность реализации в разрабатываемом МСЭ стабильного режима узкополосной генерации при оптимальных параметрах с электронным КПД ∼ 18–20% и рекордной выходной мощностью на уровне ∼20 ГВт.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1450-1456
1450-1456
ПЛАНАРНЫЕ СУБ-ТГц / СУБ-ГВт ЧЕРЕНКОВСКИЕ МАЗЕРЫ С ДВУМЕРНОЙ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ НА БАЗЕ УСКОРИТЕЛЯ «ЭЛМИ»: ТЕКУЩИЕ ЗАДАЧИ РЕАЛИЗАЦИИ
Аннотация
Создание мощных пространственно-развитых черенковских мазеров планарной геометрии ведется в настоящее время в сотрудничестве ИЯФ СО РАН (Новосибирск) и ИПФ РАН (Нижний Новгород) на базе ускорителя «ЭЛМИ» 1 МэВ / 5–7 кА / 3 мкс. Для обеспечения когерентности излучения в условиях существенной сверхразмерности пространства взаимодействия в этих проектах используется механизм двумерной распределенной обратной связи, который реализуется в двумерно-периодических замедляющих структурах. Представлены результаты моделирования и оптимизации, направленные на увеличение выходной мощности и повышение стабильности режима узкополосной генерации в разрабатываемых релятивистских мазерах. Обсуждается текущая стадия их экспериментальной реализации.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1457-1463
1457-1463
ЦИКЛОТРОННОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ТЕРАГЕРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛАЗМОН-ПОЛЯРИТОНОВ ЭЛЕКТРОННЫМИ ПУЧКАМИ (ПЛАЗМОННЫЙ ГИРОТРОН)
Аннотация
Предложена конструкция электронного циклотронного мазера (гиротрона), основанного на возбуждении поверхностной волны (плазмона) в открытом резонаторе. Обсуждаются возможности реализации такого «плазмонного гиротрона» в терагерцовом частотном диапазоне, а также его преимущества с точки зрения обеспечения селективного возбуждения в нем высоких циклотронных гармоник.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1464-1469
1464-1469
Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)
ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ МАГНИТНЫХ СЛОЕВ СИНТЕТИЧЕСКОГО АНТИФЕРРОМАГНЕТИКА СПИН-ТУННЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА
Аннотация
Разработана теоретическая модель спин-туннельного элемента, содержащего синтетический антиферромагнетик, в основе которой лежит концепция когерентного вращения векторов намагниченности ферромагнитных нанослоев под действием внешнего магнитного поля. Полученные зависимости cos(θr(h)) от поля h при практически скомпенсированном и не скомпенсированном синтетическом антиферромагнетике показывают, что не скомпенсированный на 30% синтетический антиферромагнетик перемагничивается при меньших полях.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1471-1478
1471-1478
О ВЛИЯНИИ ИМПУЛЬСОВ СЛАБОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДОМЕННУЮ СТРУКТУРУ И МАГНИТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СПЛАВОВ Fe73(SiBNb)27 С ДОБАВКОЙ МЕДИ
Аннотация
Изучено влияние импульсов слабого магнитного поля на магнитную структуру фольги из аморфного сплава Fe73(SiBNb)27 с добавкой 1% меди. Фольга получена методом сверхбыстрого охлаждения при распылении расплава на быстро вращающемся медном барабане. Обнаружено, что в результате воздействия импульсами слабого магнитного поля в исследуемом материале возникает доменная структура. Установлено, что характер доменной структуры и магнитные характеристики фольги зависят от параметров магнитоимпульсной обработки.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1479-1483
1479-1483
ИЗМЕНЕНИЕ ФАЗЫ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ДВУХФОНОННОЙ БРЭГГОВСКОЙ ДИФРАКЦИИ
Аннотация
Теоретически и экспериментально исследовано изменение фазы нулевого брэгговского порядка в процессе двухфононной акустооптической дифракции при изменении частоты звуковой волны. Показано, что изменение фазы волны позволяет осуществить управляемый поворот плоскости поляризации линейно поляризованного излучения, если дифракция происходит в анизотропном гиротропном кристалле.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1484-1489
1484-1489
ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ И ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ СТАЛЬНОЙ ДЕТАЛИ С ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ
Аннотация
Выполнено математическое моделирование электромагнитных и температурных полей стальной цилиндрической детали с защитным покрытием при индукционном нагреве с оплавлением защитного коррозионностойкого покрытия с учетом электромагнитных и теплофизических свойств детали и покрытия и кривой нагрева с двумя точками Кюри.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1490-1494
1490-1494
СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БИНАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, СОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦЫ ОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА
Аннотация
Методом химического соосаждения синтезированы смешанный твердый раствор магнетит/маггемит и композитные порошки магнетизированного бентонита и магнетизированного активированного угля. На основании данных рентгеновской дифракции получены количественные характеристики точечной дефектности кристаллической структуры в исследованных материалах. Установлено снижение намагниченности насыщения и остаточной намагниченности при переходе от магнетита/маггемита к магнетизированным композитам.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1495-1499
1495-1499
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛЬНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ТРУБ
Аннотация
Предложена методика экспериментального исследования электрофизических свойств стальных труб для индукционно-резистивных систем нагрева. В результате серии экспериментов были определены значения удельного электрического сопротивления, зависимости относительной магнитной проницаемости для стальных труб с различными геометрическими размерами и технологией производства.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1500-1505
1500-1505
ОСОБЕННОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В ПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ МАГНИТНЫХ СЕНСОРОВ С АНИЗОТРОПИЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Аннотация
Разработана модель протекания электрического тока в магниторезистивных элементах, основанная на решении двумерной краевой задачи для уравнения Лапласа со смешанными условиями Дирихле—Неймана в анизотропной среде. Для структуры “barber-pole” методом численного моделирования установлена зависимость выходных характеристик преобразователя от геометрических параметров, что определяет пути оптимизации его чувствительности.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(9):1506-1512
1506-1512