Name: The V International Scientific Forum “Nuclear Science and Technologies”
Start: 2024-10-07T08:30:00+06:00
End: 2024-10-11T20:00:00+06:00
Location: Almaty, Kazakhstan

8th CERN School “Introduction to High Energy Physics, Accelerator Technologies and Nuclear Medicine” The Hall of the first President

The Hall of the first President

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

13

CERN: PAST-PRESENT-FUTURE

Speaker: Christoph Shafer (CERN)
14

The Standard Model

Speaker: Eduard Boos (SINP MSU)
15

SPIN PHYSICS AT HIGH ENERGIES

Speaker: Victor Kim (SPD@NICA)

Section 1 – “Nuclear Physics” Conference hall (№ 416)

Conference hall (№ 416)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

16

Experimental studies of differential cross sections of 7Li+10B reaction products

At cyclotron U-400 of the Flerov Laboratory of Nuclear Reactions of Joint Institute for Nuclear Research (Dubna, Russia), the differential cross sections for the elastic and inelastic
scattering of 7Li+10B reaction products (see Fig.1) have been measured at ELAB = 58 MeV of 7Li beam. One of the aim of the experiment was to measure the experimental angular distributions of the differential cross sections for 7Lig.s, 6Lig.s, 6Li(Jπ=0+; E=3,56 MeV; T=1) states to investigate and compare their spatial properties at the same experimental condition.
The excited state of 6Li(Jπ=0+; E=3,56 MeV; T=1) is the isobaric analogue state of the 6Heg.s. Due to isospin symmetry of strong interaction, this isobaric analog state 6Li(Jπ=0+; E=3,56 MeV; T=1) has the same spatial and spin features as 6Heg.s halo nucleus [1, 2].
In Ref. [3] a hypothesis was put forward about n-p halo structure of 6Li ground state, which was indirectly confirmed by comparison of σR values of 6He,6,7Li+28Si reactions [4,5] and intermediate width of 4He momentum distribution in 6Li breakup reactions [6].
The experimental angular distributions of 7Lig.s, 6Lig.s, 6Li(3.56 MeV) are shown in Fig. 2.
The work has been funded by the Russian Science Foundation, project No. 24-22-00117.

References:
[1] Zhihong Li, et al., Phys. Lett. B 527, 50-54, (2002);
[2] L.I. Galanina and N. S. Zelenskaya, Phys. At. Nucl. 76, 1457 (2013);
[3] I.N. Izosimov, Phys. At. Nucl. 80, 867-876 (2017);
[4] Yu.G. Sobolev, et al., Bull. Rus. Acad.Sci., Phys. Ser.69, 1605-1609, (2005);
[5] K.V. Lukyanov, et al., Bull. Rus. Acad.Sci., Phys. Ser.72, 356-360, (2008);
[6] R. Kalpakchieva, et al., Phys. At. Nucl. 70, 619 (2007).

Speaker: Dr Yuri Sobolev (Joint Institute for NUclear Research)

Forum_2024-abstract-sobolev.doc

Forum_2024-abstract-sobolev.pdf
17

DNA nanobioelectronics and applications

Key words: DNA, data bases, charge transfer, biocomputer

Bioinformatics is the area that develops methods and software tools for understanding of biological data, which includes sequence analysis, gene and protein expression, analysis of cellular organization, structural bioinformatics, data centers etc. A new and more general direction is to consider bioinformatics as informatics on the bases of nanobioelectronics and biocomputer technologies.
DNA molecular is an important example of data storage and biocomputing.
The thermodynamics of DNA double strand in the Peyrard-Bishop-Dauxois model is considered [1]. Performing millions of operations simultaneously DNA – biocomputer allows the performance rate to increase exponentially. The limitation problem is that each stage of paralleled operations requires time measured hours or days. To overcome this problem can nanobioelectronics [2]-[4].
The central problem of nanobioelectronics is the realization of effective charge transfer in biomacromolecules. The most promising molecule for this goal is DNA. Computer simulation of charge transfer can make up natural experiment in such complex object as DNA. Such processes of charge transport as Bloch oscillations, soliton evolution, polaron dynamics, breather creation and breather inspired charge transfer are modeled. The supercomputer simulation of charge dynamics at finite temperatures is presented. Different molecular devices based on DNA are considered. These make the basis for solution of informatics problems on biomolecular technologies.

References

[1] I.V. Likhachev *, A.S. Shigaev , V.D. Lakhno On the thermodynamics of DNA double strand in the Peyrard-Bishop-Dauxois model, Physics Letters A 510 (2024) 129547
[2] V.D. Lakhno, DNA Nanobioelectronics, Int. J. Quantum Chem, v.108, p. 1970-1981, 2008
[3] V.D. Lakhno, Theoretical basis of Nanobioelectronics, EPJ Web of Conferences, 226, 01008, 2020
[4] V.D. Lakhno, A.V. Vinnikov, Molecular devices based on DNA, MBB, v. 16, p. 115-135, 2021

Speaker: Victor Lakhno (Institute of Mathematical Problems of Biology RAS - the Branch of Keldysh Institute of Applied Mathematics of Russian Academy of Sciences (IMPB RAS- Branch of KIAM RAS))

DNA nanobioelectronics and applications.docx
18

Rare decays of B mesons

We study the B mesons decays within the Standard Model (SM) by using the relevant transition form factors obtained from the covariant confined quark model (CCQM) developed by us. The b → u(d), b → c, and b →s transitions form factors are obtained in the full kinematic q2 range. The branching fractions are then calculated. Our results are in an agreement with those obtained in other theoretical approaches.

Speaker: Aidos Issadykov (INP ME RK & JINR)
19

EXPERIMENTAL STUDY OF BINARY PROCESSES IN THE $^{36}$Ar+$^{144}$Sm, $^{56}$Fe+$^{124}$Xe, $^{68}$Zn+$^{112}$Sn, AND $^{90}$Zr+$^{90}$Zr REACTIONS LEADING TO THE FORMATION OF $^{180}$Hg

To study the impact of entrance channel properties on the dynamics of reactions leading to the formation of the same $^{180}$Hg composite system, the mass and energy distributions of binary fragments formed in the $^{36}$Ar+$^{144}$Sm, $^{56}$Fe+$^{124}$Xe, $^{68}$Zn+$^{112}$Sn, and $^{90}$Zr+$^{90}$Zr, reactions were measured at energies close to and above the Coulomb barrier using the CORSET spectrometer [1].
The comparative analysis of the reactions under study was performed at similar excitation energies and mean angular momenta. It was found that the mass and energy distributions of fragments obtained in the $^{36}$Ar+$^{144}$Sm reaction, where fusion-fission is the dominating process, differ significantly from the ones for the $^{56}$Fe-, $^{68}$Zn- and $^{90}$Zr-induced reactions [2]. It can be explained by the large contribution of quasifission process for the latter reactions (more than 70% and 80% of all fissionlike fragments for $^{68}$Zn and $^{90}$Zr, respectively).
The shape of the quasifission fragments mass distributions in the reactions leading to the $^{180}$Hg composite system depends on the reaction entrance channel properties, and the fragments are formed in the vicinity of the closed neutron and/or proton shells nearest to the neutron and proton numbers of interacting nuclei.
[1] E.M. Kozulin et al., Instrum. Exp. Tech. 51, 44 (2008).
[2] E.M. Kozulin et al., Phys. Lett. B 819, 136442 (2021).

Speaker: Dr Yulia Itkis (Flerov Laboratory of Nuclear Reactions, Joint Institute for Nuclear Research)

NST2024_abstract_ItkisYuM.docx
20

Study of 4n continuum in the 8He + 2H collisions at ACCULINNA-2 fragment separator

Recently in the experiment [M. Duer et al., Nature 606, 678 (2022)] a peak, reported as “resonance-like structure" in 4n system, was observed in the 1H(8He,pα)4n reaction at E(4n) = 2.37 MeV with Γ = 1.75 MeV. Here we present the results of the experiment performed at ACCULINNA-2 fragment separator with a 26 AMeV secondary 8He beam to study low-energy continuum of 4n system in the reactions on deuterium target. These data were previously analyzed for the studies of 7H and 6H systems in the 2H(8He,3He)7H and 2H(8He,4He)6H reactions [I.A. Muzalevskii et al., Phys. Rev. C 103, 044313 (2021), E.Yu. Nikolskii et al., Phys. Rev. C 105, 064605 (2022)]. Evidence for a hump in the 4n continuum at 3.5 ± 0.7 and 3.2 ± 0.8 MeV was observed in the 2H(8He,6Li)4n and 2H(8He,3He)7H→3H+4n reactions, respectively. The obtained statistics is very low (6 and up to 40 events) corresponding to very low cross sections of few microbarns or tens of microbarns. The background conditions for the 2H(8He,6Li)4n reaction are shown to be good, favoring the physical nature of the observed events. The 2H(8He,3He)7H→3H+4n process transforms to the 2H(8He,6Li∗)4n reaction in the limit of the highest 7H decay energies. The population of the low-energy region in the 4n spectrum is found to be correlated with the population of the lowest 6Li states in the 3He+3H continuum.
Theoretical calculations of 8He in a five-body α+4n and of 4n in a four-body hyperspherical models are presented. The 8He wave function is shown to contain strong specific correlations, which may give rise to very low-energy structures in 4n continuum in extreme-peripheral reaction scenarios.

Speaker: Evgenii Nikolskii (NRC "Kurchatov Institute" / FLNR, JINR)

Nikolskii_abstract_4n_Almaty.pdf
21

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ НИЖАЙШИХ КВАДРУПОЛЬНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ В ИЗОТОПАХ GE

Мардыбан Е.В.$^{1,2}$, Арсеньев Н.Н$^{1}$, Шнейдман Т.М.$^{1}$, Северюхин А.П.$^{1,2}$

$^{1}$Лаборатория теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова,
Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия
$^{1}$Государственный Университет “Дубна”, Дубна, Россия

E-mail: mardyban@theor.jinr.ru

В настоящее время накоплен большой объем экспериментальной информации по структуре низколежащих возбужденных состояний в изотопах Ge [1-3]. Интерес к этим ядрам связан с тем, что с ростом числа нейтронов происходит переход между сферической и деформированными формами ядра, определяющих их структуру [4,5]. С другой стороны, микроскопические расчеты демонстрируют, что изотопы Ge оказываются мягкими по отношению к триаксиальной деформации. В данном докладе мы анализируем свойства низколежащих 2+ возбуждений в изотопах 70-88Ge. Вычисления проводились путем построения и диагонализации коллективного квадрупольного гамильтониана [6,7]. Поверхности потенциальной энергии и массовые параметры, рассчитывались в рамках релятивистской модели среднего поля с двумя параметризациями функционала плотности энергии: PC-PK1 и NL3 [8]. Результаты расчетов сравниваются с имеющимися экспериментальными данными и результатами, полученными в рамках других подходов.

[1] M. Lettmann at al., Phys. Rev. C 96, 011301 (R) (2017).
[2] A.M. Forney at al. Phys. Rev. Lett. 120, 212501 (2018).
[3] A.D. Ayangeakaa at al. Phys. Rev. C 107, 044314 (2023).
[4] K. Heyde, and J.L. Wood, Rev. Mod. Phys. 83, 1467 (2011).
[5] P.E. Garrett, M. Zielińska, and E. Clément, Prog. Part. Nucl. Phys. 124, 103931 (2022).
[6] A. Bohr, B.R. Mottelson, Nuclear Structure, Vols. I & II, World Scientific, Singapore, 1998.
[7] E.V. Mardyban, E.A. Kolganova, T.M. Shneidman, and R.V. Jolos, Phys. Rev. C 105, 024321 (2022).
[8] B.-N. Lu, J. Zhao, E.-G. Zhao, and S.-G. Zhou, Phys. Rev C 89, 014323 (2014).

Speaker: Evgenii Mardyban (JINR BLTP)

Mardyban.docx

Section 2 – ‘Energy and Materials Science’ Auditorium ‘Abay Hall’

Auditorium ‘Abay Hall’

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

22

ИССЛЕДОВАНИЯ НА КАЗАХСТАНСКОМ МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКОМ ТОКАМАКЕ КТМ В ПОДДЕРЖКУ РАБОТ ПО УПРАВЛЯЕМОМУ ТЕРМОЯДЕРНОМУ СИНТЕЗУ

За последнее десятилетие в мире активно развиваются исследования в области управляемого термоядерного синтеза (УТС). Вопросы удержания плазмы и исследования в области термоядерного материаловедения в установках УТС являются всегда актуальными. Одной из основных проблем УТС является работоспособность материалов, обращенных к высокотемпературной плазме. Исследования в области токамаков проводятся в самых разных странах мира: России, Китае, США, Японии, Германии, Великобритании и Южной Кореи. В настоящий момент в мире действуют более 50 токамаков и у каждой установки имеется своя программа научных исследований.
Токамак КТМ, который был создан и введен в эксплуатацию в декабре 2019 года в Национальном Ядерном Центре РК, является первым в мире специализированным токамаком, предназначенным для исследования материалов и конструкций будущих термоядерных реакторов. Запуск установок, подобных токамаку КТМ, потребовал проведения большой научно-исследовательской работы по расчету и экспериментальной настройке сценария разряда, а также настройке режимов работы отдельных подсистем, таких как система импульсного электропитания, система цифрового управления источниками питания, система управления плазмой, системы дополнительного нагрева плазмы и др. КТМ является первой установкой, введенной в эксплуатацию за последние 20 лет в СНГ. Плазменный шнур токамака КТМ имеет форму тора с вытянутым по вертикали сечением – диверторной конфигурацией. Для достижения температуры до 30 миллионов градусов Цельсия будет использоваться система дополнительного высокочастотного нагрева. Основной поток плазмы направляется в диверторную область на приемные пластины. Основные особенности токамака КТМ – аспектное отношение A, равное 2, что позволяет проводить исследования в пограничной области между сферическими (А≤1,5) и классическими токамаками (А≥3); возможность обеспечивать тепловые потоки плазмы на исследуемые образцы в диверторной области на уровне до 20 МВт/м2, что сравнимо с будущими потоками плазмы в создаваемом международном реакторе ИТЭР; наличие транспортно-шлюзового и подвижного диверторного устройства, позволяющих производить замену исследуемых образцов без разгерметизации вакуумной камеры.
В настоящий момент на токамаке КТМ получены стабильные плазменные разряды с током плазмы Ip≈500 кА и плотностью до 2·1019 м-3 в режиме омического нагрева в лимитерной и диверторной конфигурациях. Длительность разряда до 2 с. Вытянутость плазмы по вертикали в разрядах с диверторной конфигурацией составляет k=1,7 при тороидальном поле 0,9 Тл. Номинальные параметры установки Ip=750 кА, k=1,7, длительность разряда 5 с и плотность плазмы 5·1019 м-3 будут получены после ввода в эксплуатацию системы дополнительного ВЧ-нагрева плазмы.
Реализация проекта создания токамака КТМ позволила Республике Казахстан войти в число стран, обладающих передовыми исследовательскими установками термоядерного синтеза, позволила наладить международное сотрудничество в странах СНГ и дальнего зарубежья (Италия, Испания, Франция, Япония). Установка КТМ является значимым звеном в кооперации передовых стран по созданию экологически чистой и безопасной термоядерной энергетики.

Speaker: Prof. Ирина Тажибаева

КТМ тезисы на конфер в ИЯФ 2024 фин.docx
23

РАДИАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ БЫСТРЫМИ ТЯЖЕЛЫМИ ИОНАМИ В АКТУАЛЬНЫХ СЦИНТИЛЛЯТОРАХ

Сцинтилляция - это свечение, вызванное ионизирующим излучением в прозрачных диэлектрических средах. В настоящее время сцинтилляционные детекторы играют незаменимую роль в физике высоких энергий, спектрометрии низкоэнергетических γ-квантов, приложениях в медицинской визуализации, системах безопасности, космических приложениях, скважинном и грязевом каротаже. В этих случаях сцинтиляционные кристаллы естественным образом подвергаются радиационному воздействию. Поэтому предсказуемая функциональность их параметров под действием ионизирующего излучения и в радиационной среде является обязательной. С физической точки зрения проблема заключается в изучении механизмов ухудшения оптической прозрачности материала и выхода люминесценции.
Радиационные дефекты в наборе соответствующих нелегированных и допированных монокристаллов (Gd3(Ga,Al)5O12 (GAGG), Y3Al5O12 (YAG), Tb3Ga5O12 (TGG), Gd3Ga5O12 (GGG) и (LY)2SiO5 (LYSO) были получены путем облучения ионами Xe с энергией 156 МэВ до флюенсов 6.6·1010 2·1013 см−2 на ускорителе тяжелых ионов DC-60 (Астана, Казахстан). Такое облучение способно создавать радиационные дефекты, аналогичные тем, которые генерируются нейтронами, т.е. является хорошей альтернативой нейтронному облучению, которое требует значительно большего времени для релаксации образцов после нейтронной обработки. Поэтому предполагается, что облучение быстрыми тяжелыми ионами создает стабильные радиационные дефекты в решетке сцинтилчторов. Облученные кристаллы были исследованы методами оптической и люминесцентной спектроскопии, включая вакуумную ультрафиолетовую (VUV) спектроскопию возбуждения под синхротронным излучением. Для этих целей активно использовались две экспериментальные установки. Первая из них — фотолюминесцентная оконечная станция (Finestlumi) [1], установленная на канале FinEstBeAMS [2,3] накопительного кольца 1,5 ГэВ синхротронной установки MAX IV (Лунд, Швеция). Другая — новая конечная станция Superlumi [4], которая недавно была установлена на накопительном кольце PETRA III синхротронного центра DESY (Гамбург, Германия). Обе экспериментальные установки обеспечивают ряд экспериментальных преимуществ, позволяющих получить новое понимание радиационных повреждений в актуальных сцинтиляционных кристаллах.

[1] V. Pankratov, R. Pärna, M. Kirm et al., Radiю Measur. 121 (2019) 91
[2] R. Pärna, R. Sankari, E. Kukk et al., Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A 859 (2017) 83
[3] K. Chernenko, A Kivimäki, R Pärna et al., J. Synchrotron Rad. 28 (2021) 1620
[4] V. Pankratov and A. Kotlov, Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. B 474 (2020) 35

Vladimir Pankratov, Zhakyp T. Karipbaev and Gulnara M. Aralbayeva were supported by the Science Committee of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (Grant No. AP19680626)

Speaker: Prof. Vladimir Pankratov (Institute of Solid State Physics, University of Latvia)

Pankratov-Almaty-2024.docx
24

STRUCTURAL INVESTIGATIONS OF WATER-BASED FERROFLUIDS WITH ISOMETRIC AND ANISOMETRIC NANOPARTICLES

At present, ferrofluids continue to be widely explored for engineering and biomedical applications, including water purification, energy harvesting and transmission, magnetic electromagnetic wave absorption, vibration control, energy storage applications, magnetic drug delivery, hyperthermia, enzyme immobilization, DNA separation and purification, biocatalysis, and magnetic resonance imaging (non-invasive magnetic resonance imaging), etc.
Small-angle scattering of neutrons and X-ray are well known as successful methods used for the investigations of ferrofluids.
The present work reviews several of our results on the structural investigation of water-based ferrofluids with isometric and anisometric nanoparticles (cobalt ferrite, copper ferrite and barium hexaferrite) synthesized for new applications [1,2].

[1] M. Balasoiu, S. Astaf’eva, S. Lysenko, D. Yakusheva, E. Kornilitsina et al., J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 17(3), 730-737 (2023).
[2] M. Balasoiu, S. Astaf’eva, S. Lysenko, D. Yakusheva, E. Kornilitsina et al., J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 18(3), 736-744 (2024).

Speaker: Maria Balasoiu (JINR/IFIN-HH/West University of Timisoara)

Balasoiu_ABSTRACT_Forum 2024.docx
25

DETAILED NEUTRONIC CALCULATIONS FOR PULSED NUCLEAR RESEARCH REACTOR NEPTUNE

The IBR-2M reactor plant, the complex of technological equipment and the reactor building will develop their final life depending on the operating mode in 2032-2037. One of the proposed options to replace the IBR-2M reactor is the NEPTUNE reactor (average power of 15 MW, pulse duration of 210 μs and an average neutron flux of 1,6 x 1014 n/cm2/s and at peak power of 3,8 x 1017 n/cm2/s), which will for the first time use fuel based on the isotope Np-237.

Nuclear reactors accumulate kilograms of neptunium as a result of irradiation of natural and enriched uranium fuel, and the use of these quantities will give a major boost towards closing the nuclear fuel cycle and reducing the risks of nuclear wastes. Np-237 is a threshold isotope with a fission threshold of 0.4 MeV, lower than the fission threshold of uranium-238 of 2 MeV, which gives it a significant advantage in terms of the possibility of using as a nuclear fuel in pulsed reactors to obtain a very short neutron pulses, have a low background power between pulses and using a new more effective reactivity modulator and control rods.

The report and presentation explain the principle of operation of the reactor, its most important properties, and some of the problems that were discovered during the developing stage, while presenting proposed solutions:
 the results of the development of a promising new generation reactor of the IBR type - “NEPTUNE”, are considered in detail. The report will provide an explanation of the components of the research station, clarify in details the components of the reactor core, explain the working principle of the reactor and show the most important characteristics of the reactor;
 the report will also illustrate the possibility of partially using low-enriched uranium fuel (with U-235 enrichment less than 20%) in the reactor with the aim of enhancing the safety of the reactor by increasing the generation life time of the neutron;
 also review the results of comparing the use of three materials, namely liquid para hydrogen, solid methane, and mesitylene, at temperatures of 20 K, in order to increase the percentage of cold neutrons extracted in the neutron channels.

Speaker: Ahmed Hassan (JINR FLNP)

ABSTRACT-Ahmed Hassan.docx
26

STRUCTURAL PARAMETERS OF Si29H36 AND Si87H70 NANOCLUSTERS WITH OXYGEN, CARBON, AND TELLURIUM IMPURITIES, Uzbekistan

Speaker: Nodimjon Sulaymanov (INP AS RUz, Uzbekistan)
27

MICROSTRUCTURE MODIFICATION OF THE PRUSSIAN WHITE CATHODE MATERIAL AND ITS EFFECT ON THE ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE OF SODIUM-ION BATTERIES

Electrochemical characteristics (e.g. capacity, power, charge/discharge rates etc.) tend to correlate with structure and microstructure of cathode material. Theoretically, current values can be increased by reducing particle size of the material. The smaller particle size results in the shorter ion diffusion paths and the larger surface area of the active material being in contact with the conductive additives and electrolyte [1]. It is known that particle size reduction correlates well with electrochemical properties improvement for lithium-ion batteries materials [2-4].
In this work we investigated how the ball-milling effect on microstructure affects electrochemical properties of the commercial sodium hexacyanoferrate Na1.8-2Fe[Fe(CN)6]·2.2H2O (Prussian White, PW), cathode material for sodium-ion batteries.
The pristine powder consists of cubic particles with a side length of 50-200 μm. Under ball-milling with acetone, the initial cubic particles are destroyed to fragments of cubic morphology with a size of 55 μm, 20 μm, and less than 10 μm for the powders milled for 1, 3, and 6 hours, respectively. X-ray diffraction on powders after their drying at 120°C revealed the coexistence of two cubic phases (sp. gr. Fm-3m) and a dehydrated rhombohedral phase (sp. gr. R-3), the contents of which depend on the milling time. Long milling time leads to an increase in the fraction of the rhombohedral phase, which is the result of better dehydration of a finely dispersed sample compared to the samples with larger cubic particles (in pristine PW) or their fragments (1h-milled and 3h-milled PW powders). Electrochemical cycling of coin cells assembled with the milled powders as an active material and sodium anode shows the less capacity drop at high charge/discharge rates for the 6h-milled PW material.

REFERENCES
[1] A. Yamada, S. C. Chung, and K. Hinokuma, J. Electrochem. Soc. 148, A224 (2001).
[2] I. A. Bobrikov et al., J. Power Sources 258, 356 (2014).
[3] J. Ni, Y. Kawabe, et al., J. Power. Sources 196, 8104 (2011).
[4] H. Zhang, Y. Xu, and D. Liu, RSC. Adv. 5, 11091 (2015).

Speaker: Marina Donets (JINR)

DonetsME_abstract_ForumAlmaty2024.doc

DonetsME_abstract_ForumAlmaty2024.pdf

Section 3 – “Radiation ecology and methods of analysis” Conference hall №2 (409)

Conference hall №2 (409)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

28

FEATURES OF NATURAL URANIUM ENRICHMENT OF GROUNDWATER OF MOUNTAIN RIVERS OF KYRGYZSTAN (online)

Speaker: Tamara Tuzova (Institute of Water Problems and Hydropower of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, Kyrgyzstan)

Zoom link
29
ИЗУЧЕНИЕ СОДЕРЖАНИЙ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ И ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ ГОРОДА АЛМАТЫ
Вода является важным компонентом всего живого на Земле и загрязнение воды тяжелыми металлами может привести к пагубным последствиям для здоровья населения [1]. В рамках проведенных исследований был изучен элементный состав 78 проб питьевой воды и 64 проб поверхностных рек города Алматы, отобранных зимой, летом и осенью 2023 года в разных районах г. Алматы. Нужно отметить, что для большей части районов города для получения питьевой воды используютсяповерхностные водотоки.
При элементном анализе исследуемых водных проб в Институте ядерной физики использовались методы масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП–МС) и оптико-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП–ОЭС). Для элементного анализа использовались неразбавленные водные пробы.
В нормативной литературе Республики Казахстан [2] рекомендуется использовать следующие гигиенические критерии качества питьевой воды для содержащихся в ней микроэлементов:
1. Для тяжелых металлов 3 и 4 классов опасности их содержания не должны превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК) для питьевой воды, принятые в Республике Казахстан [2-3].
2. При обнаружении в питьевой воде нескольких тяжелых металлов, относящихся к 1 и 2 классам опасности и нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку вредности, индекс загрязнения тяжелыми металлами, определяемый как сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них в воде к величине его ПДК, не должен превышать 1.
Были получены содержания химических элементов As, Be, Co, Cd, Cu, Li, Mo, Ni, Pb, Se, U, Hg, Al, Ba, Cr, Fe, Mn, Sr, V, Zn, Ca, K, Mgи Na. На основе полученных данных были рассчитаны средние содержания по трем выборкам и стандартные отклонения для каждой точки пробоотбора.
Для всех изученных химических элементов 3 и 4 классов опасности средние содержания не превышают ПДК. Таким образом, для всех точек пробоотбора выполняется 1 гигиенический критерий качества питьевой воды.
Для элементов 1 и 2 классов опасности отсутствуют точки пробоотбора, в которых средние содержания превышают ПДК. В то же время для этих химических элементов 2 гигиенический критерий качества питьевой воды не выполняются для 10 из 26 точек пробоотбора. Особенно обращает на себя внимание большие содержания урана, относящегося к первому классу опасности. Причем средние содержания элемента стабильно высокие для всех точек пробоотбора.
В пробах поверхностных водпомимо элементного состава определены также общая минерализация, содержание хлорид- и сульфат- ионов. В некоторых точках пробоотбора для Ва, Са, Mg, хлорид-и сульфат-ионов наблюдаются превышения ПДК. Таким образом, имеет место локальное сезонное загрязнение отдельных участков рек.
В соответствии с классификацией, принятой в РК [4], качество воды для всех точек отбора соответствует 3 классу – умеренно загрязненные воды. Превышения пороговых значений, соответствующих хорошему качеству воды, наблюдаются по элементам медь, алюминий и марганец. При этом на стадии водоподготовки происходит достаточно эффективная очистка от потенциальных загрязнителей питьевой воды.
Для характеризации степени пригодности воды поверхностных водотоков в целом был использован метод взвешенного арифметического индекса [5], рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения, который определяет рейтинг качества воды, характеризуя, таким образом, степень ее пригодности в питьевых целях. Рассчитанные индексы качества воды для всех точек пробоотбора соответствуют критерию «Прекрасное качество воды» с возможностью ее использования для питьевых целей.

Представленные исследования финансируются Комитетом науки и Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (грант №АР14869418).

Ссылки:
1. Singh, A., Sharma, A., Verma, R. K., Chopade, R. L., Pandit, P. P., Nagar, V., ... & Sankhla, M. S. (2022). Heavy metal contamination of water and their toxic effect on living organisms. In the toxicity of environmental pollutants. Intech Open.
2. Санитарные правила «Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности», утв. приказом и.о. Министра здравоохранения Республики Казахстан от 15 декабря 2020 года № ҚР ДСМ-275/2020.
3. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03.
4. Об утверждении единой системы классификации качества воды в водных объектах, Приказ Председателя Комитета по водным ресурсам Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан от 9 ноября 2016 года № 151
5. Brown, Robert M., et al. "A water quality index—crashing the psychological barrier." Indicators of Environmental Quality: Proceedings of a symposium held during the AAAS meeting in Philadelphia, Pennsylvania, December 26–31, 1971. Springer US, 1972.
Speaker: Marina Krasnopyorova

Тезис Краснопёровой М.В. МОН.docx
30

RAMSES – RADIOLOGICAL MONITORING PLATFORM FOR ENVIRONNEMENT AND NUCLEAR FACILITIES

RAMSES "Radiological Analysis Monitoring & Sampling Equipment Systems" is a radiological monitoring platform developed by IRE Lab, the preventive arm of the IRE, a Belgian company and one of the world's leading producers of 99Mo, 131I and 133Xe. Through its actions, IRE Lab is contributing to the protection of the environment, workers and the general public through its expertise in the measurement and control of radioactivity.

Thanks to its recognized industrial experience, IRE Lab offers a full range of solutions, from one-off measurements to global consultancy in the following areas:
- Development of equipment for continuous sampling and monitoring of radioactivity;
- Analysis of radioactivity in various low-level samples;
- Radiological characterization of waste, effluents and contaminated objects;
- National and international projects in its fields of expertise.

A major player in environmental radiological monitoring for many years, IRE Lab develops and supplies innovative automatic sampling and monitoring systems for continuous monitoring of radioactivity. As a result, IRE Lab has over 40 years of internationally recognized experience in the operation of automatic networks for continuous radioactivity measurement.
Since 2004, IRE Lab has developed, maintained and regularly improved its measurement platform, currently known as RAMSES. Numerous continuous radioactivity monitoring systems have already been installed, in Belgium and abroad. Currently, IRE Lab is in charge of setting up a telemetry network on Moroccan territory on behalf of AMSSNuR, the Moroccan safety authority, and financed by the European Union.
The RAMSES 3.0 platform, developed in-house, is a suite of measurement software and analysis algorithms capable of integrating gamma spectrometry (Figure 1), gamma dose rate and global alpha/beta measurement equipment.

Speaker: Thomas Ost (Institute for radioelements)

Abstract IRE Thomas OST.docx

Abstract presentation IRE - V International scientific forum Nuclear science and technologies.docx
31

COMPOSITION FOR IMPREGNATION OF BUILDING MATERIALS IN ORDER TO PREVENTING RADON PENETRATION INTO RESIDENTIAL PREMISES (online)

Speaker: Renat Khaydarov (INP AS RUz, Uzbekistan)

Zoom link
32

REDUCING THE RADIOACTIVITY OF NATURAL WATER USED FOR DRINKING PURPOSES

Speaker: Pavel Timoshenko ("ECOEXPERT" LLP, Kazakhstan)
33

NEUTRON ACTIVATION ANALYSIS AND LOW BACKGROUND GAMMA SPECTROMETRY IN ECOLOGICAL STUDIES

Neutron activation analysis (NAA) due to its high accuracy, nondestructive nature and possibility to determine concentrations of more than 40 elements is widely used in the environmental studies, geology, archeology, nanotechnology, medicine, etc. The principle of the method will be discussed. Examples of application of neutron activation analysis at the IBR-2 reactor (Dubna, Russia) will be presented.
The main direction of neutron activation analysis application in Dubna is the assessment of heavy metal atmospheric deposition using moss biomonitoring technique. The first moss survey at the European scale was conducted in 1990 and has been repeated every five years since then. The examples application of moss biomonitoring technique in Kazakhstan and other JINR member states will be presented. Neutron activation analysis at the IBR-2 reactor is widely applied for the assessment of water pollution using biological monitors and efficiency of metal removal from industrial wastewater using different type of biological sorbents. Examples of application of biomonitors for evaluation of water quality and techniques proposed for decrease of anthropogenic load on water pollution will be given. Examples of NAA application for soil analysis and development of phytoremediation approaches will be presented.
Additionally, the examples of the radioecological studies performed in Moscow and on Novaya Zemlya aimed to determine the level of natural radionuclides and 137Cs will be discussed.

Speaker: Inga Zinicovscaia (Joint Institute for Nuclear Research)

Zoom link

Subsection 4.2 – “Radiation Technologies” Learning Hall (304)

Learning Hall (304)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

34

ION INJECTORS OF THE BUDKER INP FOR SCIENTIFIC, MEDICINE AND INDUSTRIAL APPLICATIONS.

Ion injectors from the Budker INP are devices for use in scientific research, in the field of medicine, and industry.
Ingectors of various specified ions - for implantation into the surface layers of semiconductor materials.
Hydrogen and deuterium atomic injectors - for diagnostics and plasma heating in thermonuclear installations.
Hydrogen ion injector - for generation of neutrons.

Speaker: Igor Churkin (Budker Institute of Nuclear Physics)

Synopsis_Churkin.docx
35

ILU RF ELECTRON ACCELERATORS FOR E-BEAM AND X-RAY APPLICATIONS.

ILU type industrial accelerators are RF pulse accelerators with energy range from 0.8 to 10 MeV. First of these accelerators where designed 1970’s. But market development requires continuous modernization of accelerators. Great prospects for the use of accelerators in industry are provided by a new market - food irradiation. The report describes accelerator upgrades associated with food irradiation and sterilization. For this, accelerators must operate with energies from 5 MeV to 10 MeV in the electronic mode and in the mode of bremsstrahlung gamma radiation. Two branches of ILU accelerators are described. One is based on an ILU-10 single-cavity accelerator and a vertical beam. The second is based on the ILU-14 multi-cavity accelerator, which has a horizontal beam, see Fig. 1. Both families are modular and upgradeable.

Speaker: Aleksandr Bryazgin (Budker Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk, Russia)

Synopsis_Bryazgin.docx
36

ВНЕДРЕНИЕ СТАНДАРТОВ КАЧЕСТВА РАДИАЦИОННОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ В ИНСТИТУТЕ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ, Г. АЛМАТЫ

В 2021 году Институт Ядерной физики в г. Алматы стал первой организацией, оказывающей услуги по радиационной стерилизации в Казахстане, внедрившим систему менеджмента качества в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 13485:2016 «Изделия медицинские. Системы менеджмента качества. Требования для целей нормативного регулирования». Данный стандарт разработан Международной организацией по стандартизации и устанавливает требования к системе менеджмента качества организаций, участвующей в одной или нескольких стадиях жизненного цикла медицинского изделия.
Процесс радиационной стерилизации является высокотехнологичным, современным и экологическим методом стерилизации изделий медицинского назначения. Комплексное регулирование всех аспектов процесса радиационной стерилизации, включая разработку, валидацию, контроль и управление качеством регламентируется целым рядом международных стандартов (таких как ISO 11137, ISO 13485, ISO 9001, ISO 14971, ISO 11737, EN 556-1 и др.). Внедрение стандарта качества ISO 13485 в процессы радиационной стерилизации представляет собой ключевой этап в обеспечении безопасности и эффективности медицинских изделий, позволяющий консолидировать требования целой группы вышеуказанных стандартов. Настоящая работа посвящена анализу опыта внедрения стандарта ISO 13485 в Институте ядерной физики, г. Алматы.
Разработанная четырехуровневая система документации, включающая нормативные документы внешнего происхождения, документированные процедуры, стандартные операционные процедуры и формы записей, вместе с результатами валидированных процессов была представлена в международный орган по подтверждению сертификации. В 2021 году система менеджмента качества Научно-производственного центра радиационных технологий была проверена и признана соответствующей требованиям стандарта ISO 13485:2016 для следующей области сертификации: «Электронно-лучевая стерилизация медицинских изделий, стерилизация на электронно-лучевом ускорителе. Опыт оказания услуг по радиационной стерилизации изделий медицинского назначения в течение 3-х лет показал эффективность и надёжность внедренной системы, что подчеркивает важность системного подхода к управлению качеством и демонстрирует значительные преимущества для организаций, стремящихся к международному признанию и высокому уровню безопасности своей продукции.

Speaker: Mr Igor Danko (Republican State Enterprise on the right of economic management «Institute of Nuclear Physics» of the Ministry of Energy of the Republic of Kazakhstan)

Тезис Данько.docx
37

Particle generation using the pyroelectric and piezoelectric effect in lithium niobate and lithium tantalate

Single crystals of lithium niobate (LiNbO3) and lithium tantalate (LiTaO3) can be used to accelerate electrons and positive ions to energies of the order of 100 keV and generate X-rays and fast neutrons, as well as to control beams of charged particles. However, this way of particles acceleration and generation does not become widely used yet due to the instability of generated particle flux because of electric breakdowns, crystal impurities, which leads to temporary discontinuation of pyroelectric current.
The sinusoidal mode of changing the temperature of a single crystal makes it possible to observe stable oscillations of the pyroelectric current on the polar surface with typical frequency is order of 1-50 mHz and amplitude of current is about 1-10 nA for samples with area of several cm2. In vacuum condition it leads to generation high electric field, which oscillated with the same frequency. Estimated amplitude of electric field is order of 105 V/cm. Another way to particle generation is using of mechanical stress on these materials, i.e. initiation of piezoelectric effect.
The possibilities of using such mode of temperature change to obtain a quasi-stable X-ray and electron source are considered. The further prospects for the application of thermoelectric oscillations in the physics of accelerators and charged particles and some features of oscillations are also discussed.

The work was financially supported by a Program of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation for higher education establishments, Project No. FZWG-2020-0032 (2019-1569).

Speaker: Andrey Oleinik (Belgorod State Unversity)

abstract-pyro.doc

Zoom link
38

STUDY OF THE SPATIAL ENERGY DISTRIBUTION OF A SUBMICROSECOND ELECTRON BEAM WITH A WIDE KINETIС ENERGY SPECTRUM EXTRACTED INTO THE ATMOSPHERE

The paper presents a study of the pulsed electron beam with a wide kinetic energy spectrum propagation in the volume of a reaction chamber filled with air at normal atmospheric pressure. The experiments were carried out on the Astra-M submicrosecond pulsed electron accelerator (up to 450 kV accelerating voltage, up to 0.5 kA beam current, 150 ns beam pulse duration at FWHM) [1]. Diagnostics of the generated beam parameters during its transportation in the reaction chamber was carried out using standard diagnostic equipment (Rogowski coil, dosimetric films, calorimeter, Faraday cup) and an originally developed device [2,3]. The results of the work will provide identification of key factors influencing the propagation of a pulsed electron beam with a wide kinetic energy spectrum in the air environment, which can be used, for example, in the development of air preparation systems. The work was supported by the Russian Science Foundation (project No. 24-29-00695).

Speaker: Maksim Serebrennikov (Tomsk Polytechnic University)

Abstract Serebrennikov.docx

Zoom link
39
ИНДУКЦИЯ ИЗМЕНЧИВОСТИ У ТРИТИКАЛЕ (× TRITICOSECALE) С ПОМОЩЬЮ БЫСТРЫХ НЕЙТРОНОВ
Учитывая постоянный рост населения планеты, сокращение площади земель и быстрые темпы изменения климата, существует постоянная необходимость в создании новых генотипов, сочетающих признаки высокой урожайности и устойчивости к био- и абиотическим факторам.
Культура тритикале (×Triticosecale) используется для различных целей (кормовые, продовольственные, технические) и получает все большее распространение в мировом земледелии. По последним данным FAOSTAT (2023) площадь ее посева на земном шаре превышает 4 млн.га, при этом для тритикале характерен низкий уровень генетического разнообразия [1].
Несмотря на стремительное развитие современных технологий, включая геномное редактирование, радиационный мутагенез остается востребованным методом в селекции растений и молекулярно-генетических исследованиях в виду отсутствия нормативных и этических проблем.
Плотноионизирующее облучение быстрыми нейтронами вызывает множество отличных по размеру и количеству копий мутаций, такие как замена одиночных оснований, инверсии, делеции, вставки, транслокации, тогда как другие виды воздействия вероятнее вызывают одинаковый тип мутации [2].
С целью создания и дальнейшего изучения генетического потенциала у культуры тритикале проводится облучение быстрыми нейтронами семян сорта Ботаническая 4 на ускорителе ЭГ-5 (Россия, Дубна, ОИЯИ, ЛНФ). Получены предварительные характеристики растений поколений М1 и М2, проведен фенотипический анализ поколения М2, в результате которого выявлены мутации различного типа.

Литература
1. Медведев, А. М., Горянина, Т. А. О перспективах улучшения озимых и яровых тритикале в Российской Федерации (2024). Зернобобовые и крупяные культуры. 2(50):61-68. DOI: 10.24412/2309-348X-2024-2-61-68.
2. Belfield, E. J., Gan, X., Mithani, A., Brown, C., Jiang, C., Franklin, K., Alvey, E., Wibowo, A., Jung, M., Bailey, K., Kalwani, S., Ragoussis, J., Mott, R., & Harberd, N. P. (2012). Genome-wide analysis of mutations in mutant lineages selected following fast-neutron irradiation mutagenesis of Arabidopsis thaliana. Genome research, 22(7), 1306–1315. DOI: 10.1101/gr.131474.111.
Speaker: Anastasiya Kruglyak (Joint Institute for Nuclear Research)

Zoom link

Тезисы_Кругляк АИ.docx

11:00

Coffee break

8th CERN School “Introduction to High Energy Physics, Accelerator Technologies and Nuclear Medicine” The Hall of the first President

The Hall of the first President

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

40

THE NA62 EXPERIMENT AT CERN: DESIGN FEATURES AND PRESENT STATUS

Speaker: Hans Danielsson (NA62 collaboration at CERN)
41

TBA

Section 1 – “Nuclear Physics” Conference hall (№ 416)

Conference hall (№ 416)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

42

RESONANCE MECHANISMS OF NUCLEAR REACTION ENHANCEMENT IN A LASER FIELD

2024 will go down in history as the year of the nuclear clock. Two groups independently performed direct excitation of the 8 eV isomer 229Th with a laser, successively diminishing the uncertainty of its energy by 12 orders of magnitude [1,2]. Now this energy is taken to be 8.355740(3) eV [1]. More than 10 years were spent on developing the technologies. It could have been done much earlier and easier if the resonance properties of the electron shell had been used within the vlines of the papers of 1990-1999. Calculations of the probabilities of triggering the energy of nuclear isomers 235U, 229Th, 125Te, 169Yb, 178m2Hf demonstrated the high efficiency of resonance schemes. The most efficient scheme for excitation of the isomer 229Th with a laser is presented by the Feynman diagram in the figure. The nucleus transfers to the isomeric state as a result of virtual exchange of a photon with a valence electron. The electron gets below the mass surface. It then absorbs a photon from the laser field and passes to the final state 7p. Analysis of this scheme leads to the conclusion [3] that it is 200 times more efficient than those exploited in [1,2].

References
1. J. Tiedau et al. Phys. Rev. Lett. 132, 182501 (2024).
2. Chuankun Zhang et al. http://arxiv.org/abs/2406.18719
3. F.F. Karpeshin and M.B.Trzhasskovskaya, Zh. Eksp. Teor. Fis. 165, 145 (2024);
https://arxiv.org/abs/2403.16924

Speaker: Fedor Karpeshin (D.I.Mendeleyev Institute for Metrology VNIIM)

Karpeshin.docx
43

SCATTERING OF PROTONS AND THE LIGHTEST NUCLEI ON TENSOR-POLARIZED DEUTERONS AND TEST OF T-INVARIANCE

Yu.N. Uzikov 1,2,3, M.N. Platonova 1,4
1 V.P. Dzhelepov Laboratory of Nuclear Problems, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
2 Faculty of Physics, Moscow State University, Moscow, Russia
3 Dubna State University, Dubna, Russia
4 D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University, Moscow, Russia
Observed baryon asymmetry of the Universe is not explained on the basis of the Standard Model (SM) of fundamental interactions and its explanation requires a source of CP violation beyond the SM. Under CPT symmetry CP violation is equivalent to the time (T)- invariance violation. In the interaction of a transversely polarized (Py) nuclear beam with a tensor-polarized (Pxz) deuteron target, a nonzero value of the part of the total cross section corresponding to this combination of polarizations is an unambiguous null-test signal of T -invariance violation while P-parity is conserved (TVPC) [1]. This type of interaction was suggested in [2] to explain CP violation observed in physics of K-mesons and does not appear in the SM. A method for calculating the TVPC null-test signal for double polarized pd scattering based on the spin dependent Glauber theory was developed in [3,4] and numerical results for energy dependence of this effect were obtained at the beam kinetic energy of 0.1-1 GeV. The method has been generalized by us to the case of 3He-d scattering, and energy dependence of the TVPC effect in this channel has been calculated in the range of energy ~GeV/nucleon [5]. Furthermore, we performed study of the TVPC effect in double polarized deuteron-deuteron scattering and the results obtained, in particular, at SPD NICA energies will be present in the talk. It is found that in dd collisions, in contrast to pd scattering, the contribution of only one type of T-violating nucleon-nucleon forces dominates, which is essential for extraction of the unknown constant of this interaction from the corresponding data.

[1] A. L. Barabanov, Sov. J. Nucl. Phys. 44, 755 (1986).
[2] L. B. Okun, Sov. J. Nucl. Phys. 1, 670 (1965).
[3] Yu. N. Uzikov and A.A. Temerbayev, Phys. Rev. C 92,014002 (2015).
[4] Yu. N. Uzikov and J. Haidenbauer, Phys. Rev. C 94,035501 (2016).
[5] Yu. N. Uzikov, M.N. Platonova, JETP Lett., 118, No 11, 785 (2023).

Speaker: Prof. Yuriy Uzikov (Joint Institute for Nuclear Researches)

Abstr-Forum-24_Uz-Pl.docx
44

ASTROPHYSICAL S-FACTOR AND REACTION RATE FOR 11B(p,γ)12C REACTION

S.V. Artemov^1,2, N. Burtebayev^1,3, S.B. Sakuta^1,4, S.B. Igamov², Maulen Nassurlla^1,3, Marzhan Nassurlla¹,K. Rusek⁵, F.Kh. Ergashev², O.R.Tojiboev², I.Ya. Son², D.A. Issayev^1,3

¹ Institute of Nuclear Physics, 050032 Almaty, Kazakhstan
² Institute of Nuclear Physics, 100214 Tashkent, Uzbekistan
³ Al-Farabi Kazakh National University, 050040 Almaty, Kazakhstan
⁴ National Research Center “Kurchatov Institute”, 123182 Moscow, Russia
⁵ Heavy Ion Laboratory University of Warsaw, PL-20-093 Warsaw, Poland

E-mail: igamov@inp.uz

It is generally accepted that the ¹²C nucleus is formed mainly by fusion of three α particles, 3α→¹²C through the Hoyle state (0⁺) with an excitation energy of 7.65 MeV, as the proton capture by the ¹¹B nucleus at E_p < 100 keV has a small cross section for ¹²C formation in primary nucleosynthesis. However, the alternative pathways of its formation considered, for example, in the inhomogeneous Big Bang model [1] leading to radiative capture of a proton by the ¹¹B nucleus, cannot be ignored. As noted in [1,2], in the processes of nucleosynthesis in proton-rich environment, the following chains of nuclear reactions may also be important:
…⁷Be(p,γ)⁸B(α,p)¹¹C(e+ν)¹¹B(p,γ)¹²C…
The direct measurements of the total S-factors of radiative capture on ¹²C, even at not too low energies, is a non-trivial experimental task, since it is necessary to measure the γ spectra of low-intensity high-energy γ-quanta (E_γ>10 MeV) and also high-energy cascade quanta [1]. Note that in the astrophysically significant energy region below 100 keV in the ¹¹B+p system there are no resonances, and therefore, for extrapolating calculations of the total S-factors and reaction rates, it becomes very important to know the ANCs for bound states of the proton in the ¹²C nucleus, which can make a significant contribution to the total direct proton capture cross section.
The aim of this work is to calculate the astrophysical S-factor and the reaction rate ¹¹B(p,γ)¹²C using the ANC square values for the ground (0⁺) and excited (2⁺) states of the ¹²C nucleus (where the experimental data are available), obtained from the analysis of the peripheral ¹¹B(¹⁰B,⁹Be)¹²C proton transfer reaction.
The calculation of the astrophysical S factor of the ¹¹B(p,γ)¹²C radiative capture reaction was carried out within the framework of the modified R-matrix method for transitions to the ground (0⁺) and 1-st exited (E=4.44 MeV, 2⁺) states of the ¹²C nucleus. This work also presents the results of the calculation of the reaction rate ¹¹B(p,γ)¹²C based on the energy dependence of the S-factor at the astrophysical relevant temperatures.

References
1. J.J. He et al., Phys. Rev. C 93, 055804 (2016)
2. V. Guimaraes and C. A. Bertulani AIP Conf. Proc. 1245, 30 (2010)

Speaker: Dr Sayrambay Igamov (Institute of nuclear physics of Academy of sciences of Uzbekistan)

Abstract 11B(10B,9Be)12C_A-Aty24_A_OT_Fin.pdf
45

Manifestation of cluster degrees of freedom in the structure of medium and heavy nuclei.

A model has been developed that allows to take into account simultaneously both the deformation parameters and the cluster degrees of freedom. The model is based on the concept of a dinuclear system where the nuclear wave function is treated as a superposition of various cluster configurations and the mononucleus. Degrees of freedom associated with the internal excitation of clusters and their relative motion are taken into account. The model makes it possible to describe in a unified way the structure of low-lying collective nuclear excitations, alpha- and cluster decays, as well as the formation of cluster states in the reactions with heavy ions.

In this talk, we will apply the dinuclear system model to search for the alpha-plus-core structures in the super- and hyperdeformed bands of $N \sim Z \ge 20$ even-even nuclei.

Speaker: Timur Shneidman (Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia)

ShneidmanTM.docx
46

CLUSTER TRANSFER IN THE SCATTERING OF 2H, 3He and 6LI FROM BE TARGET

CLUSTER TRANSFER IN THE SCATTERING OF 2H, 3He and 6LI FROM BE TARGET
Lukyanov S.M.1
1 JINR (FLNR), Dubna. Russia
Angular distributions for the9Be(d,d)9Be*, 9Be(d,p)10Be, 9Be(d,t)8Be, and 9Be(d,4He)7Li channels were measured. Experimental angular distributions were described within the optical model, the coupled channel approach, and the distorted wave Born approximation. The spectroscopic factors for the systems 9Be =4He+ 5He and 7Li = d + 5He are close to unity, which confirms the contribution of the considered cluster configurations to the structure of ground states. The analysis shows that the contribution of the compound nucleus mechanism is negligible. In the (d, 4He) channel, the deuteron transfer provides only a small contribution, whereas a relatively large contribution of the dilute system of 5He transfer was found.
The results of recent experiment on studying nucleon and cluster transfer processes in the reactions of the 3He(30 MeV) and 6Li(68 MeV) ions with the 9Be target nuclei are reported.
The angular distributions for the reaction channels 9Be(6Li,4He)11Bg.s. and 9Be(6Li,10B)5Heg.s. have been measured. To describe the possible contributions of sequential transfer of nucleon and alpha clusters, as direct transfer of the dilute 5He cluster, the Coupled Reaction Channel method (FRESCO) is used. The spectroscopic amplitudes are obtained for the configurations of (9Be+d) and (6Li+5He) in the 11B nucleus and (6Li+4He) in the 10B nucleus. The results indicate a strong
correlation between a neutron and an 4He, leading to the formation of the dilute 5He-cluster in the transfer processes. The experimental differential cross sections for cluster transfer in the reaction channel 9Be(6Li,4He)11Bg.s. compared with the results of calculations. In the case of 5He
transfer, the following mechanisms were taken into account: simultaneous transfer (5He) and
sequential transfer (n+4He and 4He+n). The probability of the
sequential transfer (4He-n or n-4He) is much lower than that for the process of the simultaneous transfer of 5He over the entire range of angles.

Speaker: Sergey Lukyanov (JINR (Flerov Laboratory of Nuclear Reactions))
47

INVESTIGATION OF THE INTERACTION MECHANISMS IN THE REACTIONS WITH HEAVY IONS

The reaction mechanisms have already been studied during last several decades in many reactions with heavy ions. Several processes can take place at the interaction of two colliding nuclei. The main of them are fusion-fission, quasifission, fast fission, the formation of the evaporation residue, deep inelastic collisions and, finally, quasielastic and elastic scattering.
A big set of the experimental data obtained in very different nuclear reactions were measured with use of double-arm Time-Of-Flight spectrometer of the reaction products – CORSET [1]. The experiments were carried out in FLNR JINR at U-400 and U-400M accelerators, and in other European and American scientific centers as well. The investigated compound nuclei last from neutron-deficient 178Pt up to superheavy nucleus with Z=122. In some case it is possible to distinguish different mechanisms and extract their corresponding mass-energy distributions. Moreover, the applied experimental methods give the possibility to deduce the cross-section values of different processes. The detailed analysis of mass-energy distributions of the reaction products indicates that not only spherical proton and neutron shells influence on the behavior of mass and energy distributions, but deformed proton shells either.
The upgraded spectrometer CORSET consists of four arms which allow measure not only time of flight of the reaction products, but also their kinetic energy (ToF-E method). Such configuration of the arms gives the possibility to register not only binary products of the multy-nucleon transfer reactions, but also the products of the sequential fission of heavy fragment, which is very excited and also can fission. The study of the reaction 209Bi+238U showed that due to this promising method it is possible to form superheavy nuclei with charge number up to Z=110. This type of the reactions can give the possibility to obtain and investigate neutron-rich superheavy nuclei, which are impossible to be synthesized in other ways due to limited varies of beam-target ion combinations.
Possible ways of the set-up development also will be discussed in the presentation. The proposed upgrade of the spectrometer would significantly enlarge the facilities for experimental investigations of reaction mechanisms observed in reactions with different entrance channel properties, and allow investigations of the structure both reaction products and evaporation residues.

Speaker: Mr Alexey Bogachev (FLNR JINR)

Abstract_Bogachev — eng.docx
48

FEW-NUCLEON SYSTEMS IN THE BETHE-SALPETER APPROACH

In the report, the two- and three-nucleon systems are studied in the relativistic Bethe-Salpeter approach. The kernel of the nucleon-nucleon interaction is considered in a multirank separable form. This allows us to solve the Bethe-Salpeter equation for two-nucleon systems (deuteron, $np$-pair) as an algebraic one. For the three-nucleon system, the relativistic Bethe-Salpeter-Faddeev system of integral equations is solved. Using obtained amplitudes, the electromagnetic form-factors are calculated. Relativistic corrections due to the Lorentz transformations are also considered.

Speaker: Dr Serge Bondarenko (BLTP JINR)

Bondarenko-forum-Almaty-2024.pdf

Section 2 – ‘Energy and Materials Science’ Auditorium ‘Abay Hall’

Auditorium ‘Abay Hall’

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

49

TECHNICAL PREPARATION FOR IN SITU TRITIUM RELEASE STUDIES OF EU REFERENCE CERAMIC BREEDER PEBBLES

Advanced Ceramic Breeders (ACB) applied as pebbles serve as the European reference material for the ITER-TBM and the DEMO Helium Cooled Pebble Bed (HCPB) blanket concept. Although ACB pebbles (Li4SiO4 with additions of Li2TiO3) have been extensively characterised and evaluated in the past, its performance under neutron irradiation still needs to be qualified. Hence, a neutron irradiation campaign was launched to help closing this gap of knowledge.
The irradiation campaign will be performed at the WWR-K reactor in Almaty, Kazakhstan. ACB pebbles produced using the melt-based KALOS process with a high enrichment in lithium-6 will be implemented in the experiment. Two pebble beds will be irradiated at temperature ranges of 400–600 °C and 600–900 °C, respectively. Different purge gas compositions (He + x % H2) will be used for transporting the tritium out of the samples. The tritium release will be measured in situ. Here, the species HT and HTO will be distinguished. Afterwards, the tritium residence time depending on the selected irradiation parameters will be determined. For the experiment, the neutron spectrum of the fission research reactor will be adapted to simulate more fusion-, and in particular more ITER-like conditions.
The technical preparation for this neutron irradiation campaign will be presented. This comprises the development of the irradiation rig design including neutron-physical and thermophysical calculations that are necessary to meet the requested irradiation criterions. A cadmium shielding was selected to cut off thermal neutrons in the spectrum and to adapt the lithium burn-up to displacement per atom ratio. A mock-up test was performed to validate the selected design option.

Speaker: Julia Leys (Karlsruhe Institute of Technology)

Abstract-VIntSciForum_LeysJ__FINAL.docx
50

FUTURBETON AS NEUTRON-SHIELDING MATERIAL

FuturBeton is a high-performance concrete what provides high strength and durability due to nano-activated ground granulated blastfurnace slag (GGBS). The application of ground granulated blastfurnace slag instead of clinker in composite cements leads to CO2-emission saving but normally causes a decrease of reactivity and strength because of its low hydraulicity.
In this work, samples of the FuturBeton with dimensions of 100x100x100 mm3 were prepared to test the neutron shielding characteristics. All samples were examined at the TITAN neutron radiography and tomography facility located on channel 1 of the WWR-K research reactor of the INP ME RK. The attenuation coefficients of each sample were calculated from radiographic measurements. Using neutron tomography, the structural features of the internal structure of these concrete samples were studied. From the results, it can be seen that the experimental data confirmed the effectiveness of the protection of these optimal designs, ease of fabrication and indicated the way for further methodological development of production.

Keywords: neutron-shielding materials, ground granulated blastfurnace slag; Simoloyer®; high energy milling; high performance concrete.

Speakers: Prof. Henning Zoz (CEO, Zoz GmbH), Talant Ryspaev (Zoz Groupe, Germany)

Abstract_FuturBeton as neutron-shielding material Almaty Konf._2024-08-23.docx
51

ОБЪЕМНЫЕ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ В МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ СПЛАВАХ FE-GA И FE-GE

Сплавы Fe-Ga и Fe-Ge проявляют впечатляющие магнитострикционные свойства и все более активно применяются в разных отраслях промышленности. Однако, несмотря на возрастающее их практическое применение, до сих пор остается не ясным механизм возникновения наблюдаемых в них магнитных свойств. Решение этой задачи позволит получать образцы с заданными параметрами (с определенными магнитными и механическими свойствами) и увеличить максимальную величину магнитострикции. Основными методами исследования структуры подобных сплавов являются рентгеновская и электронная дифракция, которые обладают малой глубиной проникновения и чувствительны к поверхностным эффектам. В последнее время все более активно используются синхротронное излучение и нейтроны. Тепловые нейтроны обладают гораздо большей глубиной проникновения и позволяют получить более достоверную информацию, усредненную по всему объёму образца. На рис.1 схематически показана исследуемая область материала при использовании различных типов излучения. В представленном исследовании было выполнено сравнение результатов, полученных с использованием нейтронной и рентгеновской дифракции, а также сопоставление полученной информации с имеющимися литературными данными. Проведенный анализ объяснил ряд противоречий в фазовом составе для одинаковых образцов в разных литературных источниках влиянием поверхностных эффектов и ошибочной интерпретацией результатов. Выполненные работы [1,2,3,4] на конкретном практическом примере показали, в каких случаях наиболее целесообразно использовать рентгеновскую дифракцию, а в каких случаях нейтронная дифракция является незаменимым методом.

Рис. 1. Иллюстрация результатов рентгеновских и нейтронных дифракционных экспериментов для установления фазового состояния сплава Fe-27Ga в объеме и на поверхности.

Список литературы:
[1] I.A. Bobrikov, N.Y. Samoylova, S.V. Sumnikov, O.Y. Ivanshina, K.A. Korneeva, A.M. Balagurov and I.S. Golovin, “Temperature evolution of Fe-27Ga structure: comparison of in situ X-ray and neutron diffraction studies” Journal of Applied Crystallography 53 (2020) 1343-1352
[2] S.V. Sumnikov, I.A. Bobrikov, I.S. Golovin, A.M. Balagurov, “Bulk vs. surface structural phases in Fe-27Ga alloy” Journal of Alloys and Compounds 928 (2022) 167116
[3] T.N. Vershinina, I.A. Bobrikov, S.V. Sumnikov, A.O. Boev, A.M. Balagurov, A.K. Mohamed, I.S. Golovin, “Crystal structure and phase composition evolution during heat treatment of Fe-45Ga alloy” Intermetallics 131 (2021) 107110
[4] A.M. Balagurov N.Yu. Samoylova S.V. Sumnikov, V.V. Palacheva and I.S. Golovin, “Structural and magnetic phase transitions in Fe3Ge: A neutron diffraction study”, Physical Review Materials 7 (2023) 063603

Speaker: Sergey Sumnikov (The Joint Institute for Nuclear Research)

Nuclear Science and Technologies_Sumnikov.docx
52

RESEARCH AND DEVELOPMENT ON HTGR FUELS AND MATERIALS UTILISING WWR-K RESEARCH REACTOR

Ueta. S.1, Shaimerdenov A2., Tachibana. Y3, Fukaya. Y.1,Gizatulin S2, and Sakaba.N.3

1Energy Research and Development Domain, HTGR Project Management Office, HTGR Design Group, Japan Atomic Energy Agency, 4002 Naritacho, Oarai-machi, Higasiibaraki-gun, Ibaraki 311-1393, Japan
2Institute of Nuclear Physics, 1 Ibragimov str., 050032, Almaty, Republic of Kazakhstan
3Energy Research and Development Domain, HTGR Project Management Office, Japan Atomic Energy Agency,
2-2-2 Uchisaiwaicho Chiyoda-ku Tokyo, Japan

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and the Institute of Nuclear Physics (INP) have been being developing the High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR) fuels and materials by using WWR-K reactor within the framework of International Science and Technology Center (ISTC) since 2010 and so far.

The High Temperature Engineering Test Reactor (HTTR) constructed and being operated in Oarai JAEA is known as a Japanese research HTGR, of which the reactor core is fueled with so-called “pin-in-block” typed prismatic elements and performs at 950 °C of the maximum outlet coolant temperature at 30 MW in thermal power.

To upgrade fuels and materials technologies of Japanese HTTR to those of practical HTGRs, such as small modular reactor (SMR) and Very High Temperature Reactor (VHTR) proposed by Generation IV International Forum to be developed worldwide, the INP in collaboration with JAEA has conducted three regular projects and one partner project which are coordinated by ISTC.

K-1797 regular project was performed from 2010 to 2015 for an irradiation test for high burn-up HTGR fuel. We confirmed the high burn-up of 94GWd/t and the integrity by observing the Kr-88 release rate. The release rate corresponded between the surface contamination by uranium in the fabrication and the initial failure of two particles. Then, we concluded there is no failure during the irradiation experiments.

K-2222 regular project was performed from 2017 to 2019 for a Post Irradiation Experiment (PIE) for high burn-up HTGR fuel. As a result, the design curve of thermal conductivity was extended, and feasibility of new matrix material made by mixing natural graphite and artifical graphite was confirmed.

KZ-2514 regular project was performed from 2020 to 2023 for R&D on SiC matrix HTGR fuel. The samples of SiC were selected for the matrix of a compact fuel (SiC matrix). Two types of samples were studied: pure SiC samples and SiC samples with TRISO fuel particle simulators. In the simulators, the fuel is replaced by SiC, which is coated with two layers of high-density pyrocarbon (PyC), between which there is a coating of SiC. The SiC samples were irradiated in an inert gas atmosphere in the WWR-K reactor. Post-irradiation examinations were carried out on compressive strength, hardness, Young's modulus, swelling/shrinkage, and coefficient of thermal linear expansion. In the present report, the outline is discribed.

K-2080p partner project was performed from 2013 to 2017 for R&D on oxidation resistance graphite. The oxidation resistance graphite is made by covering the surface with SiC layer. The integrity under the irradiation condition was confrimed by observing the surface of the samples.

Moreover, future subjects which JAEA is plannning to develope will be explained.

Speaker: Yuji Fukaya (Japan Atomic Energy Agency)

Abstract Almaty JAEA_rev03 revINP20240731.docx
53

LEAD TARGET FOR THE STUDY OF ACCELERATOR DRIVEN SUBCRITICAL REACTOR WITH ION BEAMS

Our studies dedicated to the ADSR subject revealed that ADSR can represent an efficient source of energy, able to ensure a safer exploitation and a deeper burning of the actinides in comparison with a fast reactor (FR). The use of a beryllium converter gives the possibility to obtain with a beam of 7Li with energy 0.25-0.3 AGeV the same net electrical power as the one realized with 1-1.5 GeV proton. With beam intensities above 1016 p/s, energy gain higher than 15 is achieved. The conclusions were obtained through simulations with the code Geant4 and theoretical calculations.
Experimental possibilities to compare the efficiency of different beams are analyzed. The first variant would be the measurements of the neutron yield for various beam-converter combinations. But such experiments are confronted with difficulties related to the measurements of the double differential neutron yield from thick and extended targets. Another problem is created by the fact that it is not a direct correlation between the neutron multiplicity from the converter and the energy released in the reactor core.
The most reliable results can be obtained by measuring the fission distribution inside an extended target. The design of such target is presented. A lead block with dimensions 110x110x150 cm is used as substitute for the lead-bismuth coolant. The target has a central hole for the converter, and holes in horizontal and vertical directions, at different radii for the placement of the detectors. Expected results predicted by simulation for different beams and converter materials are presented.

Speaker: Mihaela Paraipan (1-Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia, 2- Institute of Space Science, Magurele, Romania)

AbstractParaipan2024.docx
54

DISTINCTIVE LOW-AND HIGH-TEMPERATURE DEPENDENCES OF THE MAGNETIC PENETRATION DEPTH IN ORGANIC AND HIGH-T_c CUPRATE SUPERCONDUCTORS: EVIDENCE FOR THE GAPPED AND GAPLESS BOSE-LIQUID SUPERCONDUCTIVITY

One of the challenging problems discovered from experimental studies of high-T_c cuprate superconductors is the presence of low-energy and gapless excitations in them [1,2]. The anomalous temperature dependence of the London penetration depth λ_L (T) is observed in organic superconductors and high-T_c cuprates both below the critical temperature of the superconducting transition T_c and at low temperatures 〖T≪T〗_c. Since discovery of superconductivity in these materials, the question of whether the mechanism of superconductivity in these systems is of the conventional Bardeen-Cooper Schrieffer (BCS)-type or not has attracted great interest [1,2,3].
We examine the validity of a new alternative (Bose-liquid) approach that has an advantage over Fermi-liquid (BCS-like) approaches to unconventional superconductivity in organic and high-T_c cuprate superconductors. We argue that the organic materials and doped high-T_c cuprates can be regarded as the bosonic superconductors in which tightly-bound (polaronic) Cooper pairs behave like composite bosons just like He4 atoms and condense into two distinct Bose superfluids below the superconducting transition temperature T_c. We show that the unconventional (Bose-liquid) superconductivity in organic compounds and doped cuprates results from the pair and single-particle condensations of attracting bosons into two Bose superfluids below two characteristic temperatures. We analyze the experimental data on the London penetration depths λ_L (T) in organic and high-T_c cuprate superconductors in terms of the theory of a three-dimensional (3D) Bose-liquid superconductivity. By comparing the predictions of this theory for the temperature dependences of λ_L (T) with the measured temperature dependences of λ_L (T) in the organic superconductor k-〖(BEDT-TTF)〗_2 Cu〖(NCS)〗_2 and in the different Y-based high-T_c cuprate superconductors, we found that the temperature dependences of the new superconducting order parameter and the magnetic field penetration depths in these superconductors are anomalous and have pronounced kink-like features near a certain characteristic temperature lower than T_c. We predicted the existence of two different gapped and gapless regimes of 3D Bose-liquid superconductivity in organic and high-T_c cuprate superconductors resulting in: (i) the exponential temperature dependence of λ_L (T) in some temperature range below T_c and (ii) the power-law temperature dependence of λ_L (T) at low temperatures. Our theoretical results for the low- and high- temperature dependences of (λ_L (T) )⁄(λ_L (0) ) and (λ_L^2 (0))⁄(λ_L^2 (T)) are in good quantitative agreement with the experimental findings in these superconductors.
References
1. D.M. Ginsberg, in Physical Properties of High Temperature Superconductors I, (Mir, Moscow, 1990)
2. M. Imada, A. Fujimori, and Y. Tokura, Rev. Mod. Phys. 70, 1039 (1998)
3. K. Kanoda, K. Akiba, K. Suzuki and T. Takahashi, Phys.Rev.Lett.65,1271 (1990)

Speaker: Prof. Safarali Djumanov

DISTINCTIVE LOW.docx

Section 3 – “Radiation ecology and methods of analysis” Conference hall №2 (409)

Conference hall №2 (409)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

55

ДЕТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИУСТЬЕВЫХ ПЛОЩАДОК ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН ОБЪЕКТОВ ЛИРА

Объекты ЛИРА созданы в результате подземных ядерных взрывов, проведенных в мирных целях на территории Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения в 1983-1984 гг. Всего было создано шесть подземных резервуаров в отложениях каменной соли на соляном куполе Карачаганак для временного хранения газоконденсата в производственном цикле разработки месторождения.
Подземные резервуары ТК-1, ТК-2, ТК-3, ТК-4 использовались в процессе опытно-промышленной эксплуатации КНГКМ до 1995 года. Подземный резервуар скважины ТК-5 в процессе создания заполнился подземными водами. Была проведена его изоляция от дневной поверхности установкой в стволе скважины дублера ТК-5 «бис» цементной пробки. В подземном резервуаре ТК-6 при вводе в эксплуатацию произошло технологическое осложнение. В результате проведенных аварийно-технологических работ осложнение устранено не было. Резервуар находится в естественных природных условиях. Состояние его подземной части неизвестно.
Все шесть подземных резервуаров (ТК-1, ТК-2, ТК-3, ТК-4, ТК-5 и ТК-6), наблюдательные скважины, территория объектов ЛИРА, а также прилегающие к границам объектов территории КНГКМ и ближайшие к объектам ЛИРА населенные пункты, расположенные за контуром КНГКМ являются объектами долгосрочного комплексного мониторинга.
В связи с истечением длительного периода времени с начала мониторинговых исследований территории объектов ЛИРА, в результате воздействия природных факторов, таких как осадки, ветровая эрозия, климатические условия и техногенной деятельности могло произойти перераспределение и локальное накопление радионуклидов в грунте в приповерхностной зоне. Для определения таких возможных локальных участков с 2020 года начаты работы по детальному исследованию приустьевых площадок технологических скважин ТК-1 – ТК-6.
За период 2020-2023 год проведено обследование территорий приустьевых площадок скважин ТК-3 – ТК-6 и по их периметру.
Лабораторный анализ состава отобранных проб почвы проведен в базовой лаборатории Центра комплексных экологических исследований РГП на ПХВ «Институт ядерной физики» МЭ РК.
Методами инструментальной гамма-спектрометрии и радиохимии определены удельные активности искусственных радионуклидов (137Cs, 90Sr, (239+240)Pu, 241Am).
Из полученных данных следует, что удельные активности радионуклидов в пробах грунта находятся в следующих диапазонах значений (Бк/кг): 137Cs – от 0,13 до 740, 90Sr – от 0,8 до 64,9, (239+240) Pu – от 0,08 до 0,26, 41Am – от 0,1 до 0,95.
Большинство значений удельных активностей исследуемых радионуклидов находятся на фоновом уровне и значительно ниже нормируемых значений, установленных гигиеническими нормативами. Выявлены точки с повышенными над фоном значениями удельной активности 137Cs в пробах грунта, которые располагаются на территории приустьевых площадок скважин ТК-4 и ТК-5. Вероятнее всего это связано с проводимыми на ТК-4 и ТК-5 технологическими работами в 1987-1988 гг.
Проведенные исследования показали, что радиоэкологическая ситуация на исследуемых территориях является стабильной и не вызывает опасений.
В 2024-2025 гг. запланированы работы по исследованию территорий приустьевых площадок скважин ТК-1 – ТК-2 и по их периметру.

Speaker: Varvara Makarova

тезис_Форум Лира.docx
56

СОРБЦИЯ РАДИОНУКЛИДОВ КОБАЛЬТ-57 И ЦЕЗИЙ-137 НА ГЕЛЕОБРАЗНОМ СОРБЕНТЕ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТА КАЛЬЦИЯ И ФЕРРОЦИАНИДОВ ЖЕЛЕЗА-НИКЕЛЯ

Для одновременного выделения радионуклидов цезия-137, кобальт-57 и кобальт-60 наиболее пер-спективными сорбентами могут оказаться ферроцианидные сорбенты. Чистые ферроцианиды переходных металлов в большинстве своем являются микрокристаллическими и тонкодисперсными веществами, непо-средственное их использование в процессах выделения радионуклидов в качестве сорбентов невозможно. Поэтому с целью улучшения характеристик ферроцианидных сорбентов их получают в виде композиций с использованием в качестве матриц различных материалов (анионообменные смолы, цеолиты, глины, цел-люлоза, углеродные и полимерные волокна).
Целью настоящей работы было исследование сорбции радионуклидов Со-57 и Cs-137 на компози-ционном сорбенте на основе силиката кальция и ферроцианидов железа-никеля.
Изучение сорбции радионуклидов 57Cо и 137Cs проводили из реальной воды из бака № 5Б объекта СО-РО. Активность воды по радионуклиду цезий-137 составляла ACs-137 = 3818 Бк/л, по радионуклиду кобальт-57 – АСо-57= 70000 Бк/л. В качестве солей никеля и железа использовали сульфат никеля NiSO4∙7 H2O и Fe2(SO4)3‧ 2 H2O. Для осаждения ферроцианидов никеля и железа использовали желтую кровяную соль K4Fe(CN)6. Для получения силиката кальция использовали 2 моль/л CaCl2 и жидкое стекло. Для подщелачи-вания растворов использовали раствор 0,1 М гидрооксида натрия. Все реактивы имели марку чда. Измере-ние радиоактивности проводили на четерехканальном анализаторе NP-424 L (Венгрия). Измерение прово-дили по радионуклиду Со-57. Также пробы воды анализировали методом гамма-спектрометрии на спек-трометре «Canberra» с полупроводниковым детектором HPGe GC1518.
На первой стадии синтезировали ферроцианидную суспензию Fe-Ni-ЖКС. Для приготовления сус-пензии взяли 50 мг сульфата железа; 50 мг сульфата никеля; 150 мг ЖКС. Взяли 50 мл дистиллированной воды. Первоначально растворили 50 мг сульфата железа (+3) при нагревании на электроплите. Затем после охлаждения в полученном растворе растворили 50 мг сульфата никеля. После этого в полученный раствор ввели 150 мг ЖКС. При этом раствор суспензии окрасился в цвет морской волны. Затем в 500 мл дистилли-рованной воды добавили 2 мл 1 моль/л CaCl2. После этого в полученный раствор ввели ферроцианидную суспензию Fe-Ni-ЖКС. Цвет ферроцианида стал ярко-синего цвета. Затем добавили 2 мл силикатного клея (жидкое стекло). Начали образоваться частицы, которые осели в течение 30 мин. Водная фаза была слегка голубого оттенка. В результате на дне стакана выпал гелеобразный осадок сине-голубого цвета. рН водной фазы над слоем геля составлял 8. Водную фазу слили и получили сорбционную суспензию объемом 200 мл. Полученный сорбент ФцFe-Ni /CaSiO3 представлял собой гель силиката кальция, содержащий равномерно распределенный осадок ферроцианидов железа-никеля.
Полученные результаты
Изучение адсорбции радионуклида 57Cо от времени контакта показало, что сорбционное равновесие достигается в течение 24 часов. Следует отметить, что количественная адсорбция радионуклида 57Cо уже достигается в течение первого часа. При этом степень адсорбции радионуклида 57Cо достигает 97,3%.
Изучение влияние рН раствора на сорбцию радионуклидов 57Co и 137Cs показало, что значение рН раствора, при котором проводят сорбцию существенно влияет на извлечение радионуклидов. Так при рН водной фазы 5-6 сорбция радионуклида 57Co составляет 98%, при это коэффициент очистки водной фазы достигает 48-54. Наиболее оптимальным является проведение сорбции радионуклидов 57Co и 137Cs на геле-образном сорбенте ФцFe-Ni /CaSiO3 при рН = 7-8.
Таким образом, разработан способ получения композиционного сорбента ФцFeNi/CaSiO3 на основе геля силиката кальция, содержащий равномерно распределенный осадок ферроцианидов железа-никеля. Показано, что гелеобразный сорбент ФцFe-Ni/CaSiO3 количественно сорбирует радионуклиды 57Со и 137Cs из жидких радиоактивных отходов циклотрона при рН водной фазы 7-8. Степень адсорбции радионуклидов 57Со и 137Cs составляет 99,5 %.

Таблица 1 – Влияние Рн водной фазы на коэффициент очистки радионуклидов 57Co и 137Cs реальной воды бака 5Б объекта СОРО
№ опыта рН водной фазы Коэффициент очистки, Коч
Со-57 Cs-137
1 5 48 >103
2 6 54 >103
3 7 273 >103
4 8 437 >103

Speaker: Serik Egamediev (Institute of Nuclear Physics AS RUz)

Zoom link

Егамедиев С..docx
57

ПЛУТОНИЙ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА – ПОЧВЕННЫЙ РАСТВОР – РАСТЕНИЕ»

Поступление радионуклидов из почв в растения является первым звеном в пищевой цепочке их перехода из абиотических компонентов экосистем в биотические, в том числе в организм человека. Миграция радионуклидов в системе «почва – почвенный раствор – растение», в том числе и изотопов плутония, определяется двумя основными показателями: величиной их перехода из почвы в почвенный раствор и величиной поглощения их из почвенного раствора растениями. Еще одним фактором поглощения питательных веществ, включая радионуклиды, является выделения корневой системой растений, которые способствуют извлечению элементов питания из почвы.
Цель работы – установить параметры миграции плутония в системе «почва – почвенный раствор – растение».
Для проведения эксперимента использовали дерново-подзолистую супесчаную почву отбранную из слоя пахотного горизонта (20 см) Калужской области. В почвы вносили водный раствор 239Pu, приготовленный разбавлением стандартного образца. Далее почву инкубировали в течение 40 дней.
Исследование проводили в условиях вегетационных опытов с использованием двух методологических подходов:
1. исследование параметров миграции при выращивании на почве;
2. исследование параметров миграции при разделении сред системы «почва – почвенный раствор» на специально разработанном вегетационном стенде с использованием лизиметрической установки оригинальной конструкции, обеспечивающей постоянную циркуляцию почвенной влаги.
Коэффициенты накопления плутония для надземной части капусты пак-чой сорта «Холодок», гороха сорта «Немчиновский-50», овса сорта «Яков» в системе «почва – растение» составляют (3,2±0,9)·10-3, (3,6±1,5)·10-4, (2,5±0,9)·10-4, соответственно. Для корневой системы Кн плутония составляют (5,5±0,8)·10-1для листовой капусты, (8,1±2,3)·10-2 для гороха, (2,8±0,4)·10-1 для овса.
Полученный в ходе исследования коэффициент межфазового распределения плутония для дерново-подзолистой супесчаной почвы составляет 2100 л/кг, что свидетельствует о крайне малой величине перехода плутония из почвы в почвенный раствор.
Коэффициенты накопления из почвенного раствора составляют для надземной части (2,0±0,6)·10-1 для листовой капусты, (2,2±0,6)·10-1 для гороха, (0,32±0,1)·10-1 для овса, для корневой системы коэффициенты накопления составляют (6,0±1,1)·100, (1,5±0,3)·100, (4,5±0,8)·100, соответственно. Значения коэффициентов накопления плутония в системе «почва – растение» существенно ниже значений коэффициентов его накопления из почвенного раствора. Учитывая высокий показатель коэффициента межфазового распределения, можно предположить, что низкие количественные показатели поглощения плутония растениями, представленные в литературных источниках, в большей степени определяется его связью с почвенными частицами.
Для надземной части рассматриваемых сельскохозяйственных культур характерно барьерное поглощение плутония. Значения транслокационных коэффициентов при выращивании на почве для листовой капусты, гороха и овса составляют в 5,9·10-3, 4,4·10-3, 9,1·10-4, а при выращивании на почвенном растворе в 3,3·10-2, 1,5·10-1 и 7,1·10-2, соответственно. Содержание плутония в корневом поглощающем комплексе, отражающем апопластический (барьерный) путь поступления, видоспецифично и оценивается от 37 % до 62 % для рассматриваемых видов сельскохозяйственных культур.
Полученные расчетные значения коэффициентов накопления по отношению к почве при выращивании с разделением фаз почвы и почвенного раствора ниже значений коэффициентов накопления плутония, полученных при выращивании на почве, что вероятно связано с отсутствием процессов, происходящих в ризосфере под действием экссудатов, и так называемым «разбавлении за счет прироста зеленой массы». Транслокационные коэффициенты, полученные для разного типа выращивания свидетельствуют о более низких значениях данного показателя при выращивании растений на почве в сравнении с гидропонным методом выращивания.

Speaker: Dr Mariya Edomskaya (Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre «Kurchatov Institute»)

Edomskaya_Тезисы Эдомская.docx

Zoom link
58

ПОГЛОЩЕНИЕ ПЛУТОНИЯ БОБАМИ НА РАЗНОМ СРОКЕ ВЕГЕТАЦИИ

Потребление элементов питания вместе с полютантами, включая радионуклиды, является сложным физиологическим процессом, который зависит от биологических особенностей растения и условий окружающей среды. Из биологических особенностей особый интерес представляет исследование поглощение элементов на разных циклах развития растений.
Цель работы – дать оценку поглощению плутония бобами на разном сроке вегетации.
Исследование проводили в условиях вегетационного опыта с использованием тест-культуры бобы сорта Янтарные, выращенные на специально загрязненной дерново-подзолистой почвы. Подготовку почвы и проведение вегетационного опыта проводили стандартными методами агрохимии в проветриваемом вегетационном домике при постоянном мониторинге температуры и влажности воздуха.
Анализ содержания плутония в образцах надземной части тест-культуры бобы проводили альфа-спектрометрическим методом с предварительным радиохимическим выделением. Поглощение плутония растениями оценивали с использованием коэффициента накопления (Кн), рассчитываемого как отношение удельной активности плутония в сухой массе растений в Бк/кг к его удельной активности в сухой почве, Бк/кг.
Коэффициенты накопления плутония бобами сорта Янтарные в разные сроки вегетации представлены на рисунке.

Рисунок – Коэффициенты накопления плутония бобами сорта Янтарные на разном сроке вегетации

Результаты анализа свидетельствуют, что до фазы бутонизации характерно равномерное поглощение плутония со средним значением Кн 0,010. При переходе от общей фазы отрастания в фазу бутонизации значения Кн возрастает до 0,045 и далее, при переходе в фазу цветения, Кн снижается. Несмотря на чуть более высокое значение Кн в период образование бобов данное превышение статистически не значимо относительно всех фаз роста, кроме бутонизации. Среднее значение Кн всех фаз вегетации за исключением бутонизации оценивается в 0,012.
Интенсивное поглощение плутония в период бутонизации согласуется с литературными данными по поглощению элементов растениями. В различные периоды роста растениям требуется разное минеральное питание – в начальные этапы роста растениям требуется небольшое количество питательных веществ, а при переходе к генеративному развитию и цветению потребность в питательных веществах увеличивается. Несмотря на то, что плутоний не является эссенциальным элементом его поглощение, вероятно, связано с общей тенденцией более интенсивного поглощение веществ растениями во время бутонизации.
Таким образом, наибольшее поглощение плутония бобами фиксируется в период бутонизации. В остальные периоды вегетации, несмотря на чуть более высокое значение Кн в период образование бобов, статистически значимых отличий не наблюдается.

Speaker: Alexey Shupik (Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre «Kurchatov Institute»)

Shupik_Тезисы Шупик А.А..docx

Zoom link
59

ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ ПЛУТОНИЯ В РАЗНЫХ ТИПАХ ПОЧВ

Информация о валовом содержании радионуклидов в почвах и сравнение его с нормируемыми показателями не позволяет дать реальную оценку мобильности радионуклидов в почвах. Одним из параметров, позволяющих оценивать энергию связи радионуклидов с почвенным поглощающим комплексом, отражающую миграционную способность радионуклидов, являются их формы нахождения в почвах.
Цель настоящей работы исследовать содержание форм нахождения 239+240Pu в различных типах почв.
Для проведения эксперимента использовали почвы отобранные из слоя пахотного горизонта (20 см): чернозем типичный (Chenozem) Брянской области, серая лесная (Phaeozem) Липецкой области и дерново-подзолистая (Retisol) Калужской области. В почвы вносили водный раствор 239Pu, приготовленный разбавлением стандартного образца. Далее почву инкубировали в течение 40 дней.
Водорастворимую форму 239+240Pu выделяли дистиллированной водой в соотношении 1:5; обменные формы – CH3COONH4 с рН = 7,0 и рН = 4,8 в соотношении 1:10; органическую форму – 0,1 М NaOH в соотношении 1:5; кислоторастворимую форму – 1 М HCl в соотношении 1:10. Труднорастворимую форму получали при полном разложении оставшегося образца.
Анализ содержания изотопов плутония в полученных вытяжках почв проводили методом альфа-спектрометрии с предварительным радиохимическим выделением.
Результаты содержания плутония в выделяемых формах представлены на рисунке.
Во всех типах почв плутоний находится преимущественно в труднорастворимой форме. Для чернозема типичного фиксируется наименьшее содержание подвижных форм плутония (за счет более низкого содержания в обменной рН = 4,8 и кислоторастворимой формах, по сравнению с серой лесной и дерново-подзолистой почвами). Содержание подвижных форм плутония для серой лесной и дерново-подзолистой почв статистически значимо не отличаются.
Таким образом основное содержание плутония в почве фиксируется в прочносвязанной форме, что говорит о его низкой мобильности.

Speaker: Karina Shavrina (Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre «Kurchatov Institute»)

Shavrina_Тезисы Шаврина.docx

Zoom link
60

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 239+240Pu и 137Cs ПО ФРАКЦИЯМ ПОЧВ «ДАЛЬНИХ» ЧЕРНОБЫЛЬСКИХ ВЫПАДЕНИЙ

Актуальность исследования определяется необходимостью пополнить знания о распределении РН для оценки вклада почвенного покрова в загрязнение воздушного бассейна при ветровом подъёме пыли и прогнозировать локальное вторичное перераспределение радионуклидов за счёт горизонтальной миграции вследствие ветровой эрозии.
Целью работы являлось проведение анализа содержания изотопов 239+240Pu и 137Cs и выявление тенденции их распределения по фракциям почв территории Калужской области.
Для разделения проб на фракции были последовательно использованы методы “мокрого” рассева на ситах и пипеточный метод с седиметационным осаждением частиц. Определение содержания 137Cs проводилось гамма-спектрометрическим методом. Определение 239+240Pu проводили альфа-спектрометрическим методом с предварительным радиохимическим выделением.
Установлено, что в почве фоновых территориях Калужской области удельная активность 239+240Pu составляет 0,31 Бк/кг, что не превышает уровень глобальных выпадений в 0,7 Бк/кг. Для территории Калужской области, подверженной чернобыльским выпадениям, валовое содержание плутония находится на уровне глобальных выпадений и составляет 0,5 Бк/кг. Валовое содержание 137Cs составляет 390 Бк/кг, что значительно выше глобальных выпадений.
В рамках исследования рассчитаны коэффициенты обогащения (Ко) 239+240Pu и 137Cs фракций почв территорий Калужской области, как соотношение удельной активности РН во фракции почвы к удельной актвности того же РН в исходной пробе.
Для фоновых территорий начиная с фракции 100-60 мкм (Ко - 1,11) и меньше 60 мкм (Ко - 1,26) наблюдается плавное увеличение значений коэффициентов обогащения плутонием. Такое распределение наиболее характерно для глобальных выпадений
Для территории Калужской области, подверженной чернобыльским выпадениям, максимальная удельная активность для 137Cs и 239+240Pu наблюдается для фракции (<2 мкм) и составляет соответственно 5180,00 Бк/кг и 8,5 Бк/кг. Значения Ко 239+240Pu и 137Cs для территорий Калужской области, подвергшихся Чернобыльским выпадениям по фракциям почв представлены на рисунке 1.
Таким образом, для исследуемых территорий наблюдается общая тенденция к повышению содержания радионуклидов в тонких фракциях. Для «дальних» чернобыльских выпадений наблюдается резкое повышение концентраций РН во фракции от 38 мкм и меньше. Полученные значения коэффициентов обогащения могут быть использованы для более детальной оценки радиоэкологического состояния рассматриваемых территорий, более точной оценки дозовых нагрузок вследствие ингаляционного поступления радионуклидов, а также в выявлении возможных дополнительных источников поступления.

Speaker: Nikita Bratuhin

Zoom link

Братухин Н.О. Тезисы.docx
61

Исследование распределения трития в растениях в зависимости от пути его поступления

Тритий – один из основных радионуклидов, присутствующих в выбросах атомных станций вовремя штатной работы и определяющих коллективную дозу облучения населения; обладает высокой подвижностью, накапливается в почве и растениях, перемещается по трофическим цепям. Опубликованные результаты исследований распределения трития в растительных сообществах показывают значимые различия в его накоплении в различных органах одного растения в зависимости от пути его поступ-ления1, однако точных закономерностей распределения изотопа нет.
В рамках данного исследования проведено:
1) экспериментальные работы в лабораторных условиях на сельскохозяйственных культурах по исследованию механизма поступления трития «воздух – растение» и «почвенный раствор – растение»;
2) исследование концентрации трития в разных вегетативных органах дикорастущих растений, произрастающих на территории с подземным источником трития.
Результаты показали:
1) при корневом поступлении трития в растение отношение его концентрации в листе к его концентрации в стебле составляет 0,7±0,1;
2) при аэральном поступлении трития в растение отношение его концентрации в листе к его концентрации в стебле составляет 2,4±1.
Приведённые выводы справедливы как для дикорастущих растений, произрастающих на естественном объекте с подземном источником трития, так и для сельскохозяйственных растений, выращенных в лабораторных условиях.
Таким образом доказано, что распределение трития по вегетативным органам растений существенно зависит от механизма поступления трития в растения.
Литература
1. Поливкина Е. Н., Ларионова Н. В., Ляхова О. Н. Оценка аэрального поглощения НТО культурой Helianthus Annuus в условиях Семипалатинского испытательного полигона // Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра). – 2020. – Т. 29. – №. 1. – С. 79-89.
Исследование проведено за счет гранта РНФ N23-24-00165.

Speaker: Andrei Mikhajlov (Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre «Kurchatov Institute»)

Mikhaylov AV rus.docx

Subsection 4.2 – “Radiation Technologies” Learning Hall (304)

Learning Hall (304)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

62

ОЦЕНКА РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКОГО ВЫХОДА ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ПЕСТИЦИДНОГО ПРЕПАРАТА «ГЕКСАХЛОРАН ДУСТ» УСКОРЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ

ОЦЕНКА РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКОГО ВЫХОДА ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ПЕСТИЦИДНОГО ПРЕПАРАТА «ГЕКСАХЛОРАН ДУСТ» УСКОРЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ

Маркова М.В.1, Мельникова Т.В.2

1Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», г. Обнинск, Россия
2Обнинский институт атомной энергетики — филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» , г. Обнинск, Россия

Ранее было проведено исследование радиационной устойчивости пестицидного препарата при облучении ускоренными электронами в линейке возрастающих доз 10 – 700 кГр. Полученные результаты не позволяют сделать однозначный вывод о поведении пестицида при облучении высокими дозами электронного излучения. Поэтому было проведено дальнейшее исследование, в котором образцы пестицидного препарата облучались в линейке возрастающих доз 700 – 1500 кГр.
Было отмечено, что концентрация ГХЦГ после облучения имеет ту же тенденцию, что и масса, сначала увеличиваясь, а после уменьшаясь по мере увеличения дозы радиации. Описать данную зависимость однозначно невозможно, так как наблюдается нестабильное изменение концентраций ГХЦГ. Минимальное значение концентрации наблюдается при облучении дозой 1400 кГр и равняется 122,72±34,45 мг/г а максимальное значение наблюдается при облучении дозой 1000 кГр и равняется 170,63±0,71 мг/г.
В работе было отмечено ступенчатое уменьшение концентраций и, следовательно, увеличение степени разложения. Таким образом, на промежутках 200-700-1500 кГр проявляется одинаковая динамика изменения концентрации и степени разложения. Минимальное значение степени разложения было получено при облучении дозой 1100 кГр и равнялось 2,78 ±1,15%, а максимальное – при облучении дозой 1200 кГр и равнялось16,50±0,72%. Такое ступенчатое изменение концентраций и, следовательно, степени разложения достоверно определено и может быть объяснено как дискретным набором поглощенной дозы, так и особенностями поведения ГХЦГ при облучении высокими дозами.
Для РХВ хлористого водорода наблюдалась обратная зависимость. РХВ HCl варьируется от 0,16±0,07 молекул/100 эВ при дозе 1100 кГр до 19,14±3,00 молекул/100 эВ при дозе 10 кГр с динамикой уменьшения от 19,14±3,00 молекул/100 эВ при дозе 10 кГр до 0,43±0,06 молекул/100 эВ при дозе 1500 кГр. Таким образом, облучение при дозе 10 кГр было наиболее эффективным, несмотря на меньшую массу выделившегося HCl.

Speaker: Margarita Markova (Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre «Kurchatov Institute»)

Zoom link

Тезисы.docx
63

КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕТУЧИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ КАК КРИТЕРИИ ВЫБОРА ГРАНИЦ ОПТИМАЛЬНОГО ДИАПАЗОНА ДОЗ РАДИАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Глобальная продовольственная проблема, вызванная климатическими, экономическими, политическими и демографическими факторами, является одной из важнейших мировых проблем, способных привести к голоду среди наименее обеспеченных групп населения планеты. Одним из современных и эффективных способов решения данной проблемы является обработка продуктов питания с использованием источников ионизирующего излучения. Радиационные технологии активно применяются в более чем 60 странах мира для сотен различных категорий продукции, позволяя бороться с патогенами пищевого происхождения, а также увеличивать сроки хранения скоропортящейся продукции, за счет снижения микробиологической обсемененности.
При проведении радиационной обработки важным является планирование облучения, в частности, необходимо знать в каких диапазонах доз можно обрабатывать конкретный продукт, поскольку недооблучение может не решить задачу микробиологической безопасности продукта, а его переоблучение может оказать негативное влиние на биомакромолекулы продукта – липиды ,белки, ферменты и другие питательные вещества. Для установления диапазонов доз необходимо проводить комплексный анализ продукции, включающий как микробиологические, так и биохимические исследования. Однако, каждый анализ может занимать довольно длительное время, а также являться дорогостоящим из-за использования различных реагентов и сред. Коллектив ученых физического и химического факультета МГУ, а также НИИЯФ МГУ занимается разработкой определения эффективных диапазонов доз косвенным методом, а именно по поведению концентрации летучих органических соединений (ЛОС) в продукте, образующихся за счет окислительных и микробно-ферментативных процессов.
В данном исследовании было проведено облучение образцов охлажденной говядины ускоренными электронами с максимальной энергией 1 МэВ в дозах от 250 Гр до 10000 Гр на ускорителе УЭЛР-1-25-Т-001 (НИИЯФ МГУ, Россия). Далее, методом ГХ-МС с применением газового хроматографа Shimadzu GCMS-QP2010 Ultra (Shimadzu, Япония), оснащенного автосемплером HT200H Headspace (NTA, Avola, Италия) для парафазного анализа, были выявлены различные ЛОС – спирты, альдегиды, кетоны, серосодержащие и др., которые продемонстрировали явную дозовую и временную зависимости.
По результатам исследования были выработаны индикаторы микробиологической активности - спирт этанол и индикаторы окислительных процессов липидов и белков – альдегиды, которые могут быть использованы в качестве нижней и верхней границ эффективного диапазона доз соответсвенно. Таким образом, эффективный диапазон доз для говядины составил – 250-750 Гр. Разработанный метод может быть применим к широкому спектру различных категорий продукции для вырбаботки границ эффективного диапазона доз.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ №22-63-00075.

Speaker: Ms Victoria Ipatova (Lomonosov Moscow State University)

Zoom link
64

LOW-ENERGY ELECTRON SOURCES WITH PLASMA CATHODES FOR INDUSTRIAL AND AGRICULTURAL PURPOSES

At present, low-energy sources (up to 200 keV) of electrons find wide practical and scientific use and have a wide range of parameters of the generated electron beam, which is determined by the problem being solved. Thus, electron sources can also be used for processing various organic materials (polymers, gases, food or medical products, etc.) [1–7], generating beams with a relatively low energy density, most often outputted into the atmosphere through an output foil window, or for processing various inorganic (metallic and cermet) materials in vacuum in order to change the functional and operational properties of their surface [9, 10]. Such problems can be rationally solved using sources of electrons with plasma cathodes based on arc discharges. The work will consider two systems, each of which is unique in terms of a set of basic parameters, namely:
1) Low-energy source of electrons "SOLO", which allows generating a wide intense electron beam of submillisecond duration for the implementation of the purposes of pulsed modification of the surface of metallic materials and simulation of extreme thermal effects. Beam parameters: electron energy up to 30 keV, beam current up to 500 A, pulse duration up to 1 ms, pulse repetition rate up to 10 s-1, beam diameter up to 5 cm). The source has the ability to control the beam power, based on the unique property of sources with plasma cathodes, which consists in a weak dependence of the parameters of the generated electron beam from each other, which makes it possible to control the rate of energy input into the surface of the metal material, and, in particular, the temperature of this surface, which can be extremely important in the implementation of a scientific search for the optimal exposure regime.
2) Low-energy electron source "DUET", which generates a beam of large cross-section (≈1000 cm2) with its extraction into the atmosphere or high-pressure gas. This electron source operates in a repetitively pulsed mode (electron energy up to 200 keV, beam current up to 50 A, pulse duration up to 100 μs, pulse repetition rate up to 50 s-1) and can be used to solve environmental problems (dioxin-free conversion of polyvinyl chloride into carbon films), chemically pure modification of the properties of natural latex, utilization of gaseous silicon tetrafluoride to obtain pure silicon at the output, in the agricultural field for disinsection, disinfection and growth stimulation, for example, cereals, etc. One of the unique features of the source, in addition to the range of parameters of the generated beam, is the ability to control the width of the energy spectrum of the beam ejected into the atmosphere, which determines the depth of passage of an electron in matter (liquids, gases, polymeric materials, etc.) can be an extremely important factor in solving various technological tasks.
The work was supported by a grant from the Russian Science Foundation (project № 23-29-00998).

Speaker: Mr Ruslan Kartavtsov (IHCE SB RAS)

Abs_Kartavtsov_V_Nuclear_science.docx
65
UTILIZING IONIZING RADIATION (GAMMA AND NEUTRON) TO DEVELOP DROUGHT AND SALINITY-RESISTANT RICE VARIETIES
Ionizing radiation, including gamma rays and fast neutrons, has been widely used in plant breeding to induce mutations and develop new crop varieties with desirable traits [1, 2, 3]. Irradiation could be effective for creating drought and salinity-resistant rice varieties, which are crucial for ensuring food security in the face of climate change and soil degradation [4].
In the study M1 and M2 lines of three rice varieties (Syr Suluy, AiKerim and the Leader) were generated using gamma rays and fast neutrons irradiation, along with treatments using NaCl and sorbitol to simulate salinity and drought conditions. These rice varietes are approved for use and widely cultivated in the Kyzylorda region of the Republic of Kazakhstan. In particular, Syr Suluy and AiKerim are local varieties specifically bred for the specific soils of Kazakhstan. The γ-ray irradiation was conducted at ILU-10 Electron Linear Accelerator in JSC "Park of Nuclear Technologies" (Kurchatov, Republic of Kazakhstan), and neutron irradiation was performed at the EG-5 electrostatic generator at the Frank Laboratory of Neutron Physics, Joint Institute for Nuclear Research (Dubna, Russian Federation)
Out of 54 mutant lines obtained in 2022, 50 survived. Among these, 34 lines were productive, including 18 from the Syr Suluy variety, 4 from AiKerim, and 12 from the Leader variety. The remaining lines were either sterile or did not mature completely. Of the productive mutants, 17 lines were induced by gamma rays and 17 by fast neutrons. The AiKerim variety was the most vulnerable to mutagens, salinity, and drought stress, while the Syr Suluy variety exhibited the highest resistance.
Further obtained lines will be used as initial material in synthetic breeding, as well as, in the cultivation of new varieties by direct propagation of altered species.
1. Feng Li, Akemi Shimizu, Takeshi Nishio, Nobuhiro Tsutsumi, Hiroshi Kato, Comparison and Characterization of Mutations Induced by Gamma-Ray and Carbon-Ion Irradiation in Rice (Oryza sativa L.) Using Whole-Genome Resequencing, G3 Genes|Genomes|Genetics, Volume 9, Issue 11, 1 2019, 3743–3751, https://doi.org/10.1534/g3.119.400555
2. Elsherbiny, Heba A et al. Inducing potential mutants in rice using different doses of gamma rays for improving agronomic traits. Chilean journal of agricultural research, 84(3), 2024, 380-390. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-58392024000300380
3. Kadam, S.T., Vishwakarma, G., Kashyap, Y. et al. Thermal neutron as a potential mutagen for induced plant mutation breeding: radiosensitivity response on wheat and rice. Genet Resour Crop Evol 70, 789–798, 2023. https://doi.org/10.1007/s10722-022-01461-z
4. Viana VE, Pegoraro C, Busanello C and Costa de Oliveira A. Mutagenesis in Rice: The Basis for Breeding a New Super Plant. Front. Plant Sci. 10:1326, 2019. doi: 10.3389/fpls.2019.01326
Speaker: Yulia Aleksiayenak (JINR)

Kazakhstan 2024 Aleksiayenak2.docx
66

ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА НА СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА Cu@PC КОМПОЗИТНЫХ ТРЕКОВЫХ МЕМБРАН

Фармацевтические препараты представляют собой класс веществ, которые вызывают растущую обеспокоенность окружающей среды из-за их сильной биологической активности. Наиболее мощные и вредные фармацевтические препараты в сточных водах больниц это антибиотики, гормоны, ферменты, контрастные вещества для МРТ и рентгенографии, анестетики, дезинфицирующие средства. Среди этих веществ антибиотики представляют особый интерес, поскольку они вызывают устойчивость (патогенных) бактерий к антибиотикам, что является одной из важнейших проблем современной медицины во всем мире. Рокситромицин является наименее активным из 14-членных макролидов с активностью против грамположительных и грамотрицательных кокков, грамположительных бацилл и некоторых грамотрицательных бацилл.

Speaker: Саида Алесханова (магистрант, ЕНУ им.Л.Н.гумилева)

Статья НЯЦ.docx
67

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF MINERAL MODIFIED POLY-N-VINYLPYRROLIDON-AGAROSE COMPOSITES FOR MEDICAL APPLICATION

A systematic investigation was conducted to synthesize hybrid composite materials using synthetic poly-N-vinylpyrrolidone and natural (agar-agar) macromolecules with plasticizers (PEG-400) and mineral fillers such as shungite, bentonite and montmorillonite by electron irradiation.
The mechanism of formation of intercalated structures of mineral particles in the volume of a polymer matrix synthesized by electron irradiation of solutions of agarose and PVP polymer blends in the presence of PEG-400 as a plasticizer was proposed (Fig.1). The content of mineral filler was chosen to be equal to 0.5% by weight to obtain a uniform distribution of the shungite suspension in the volume of the polymer mixture solution while maintaining its aggregative stability.

Figure 1. Schematic diagram of the formation of hybrid composites P[PVP-AA-PEG]:{Sh}
The XRD and SEM data showed that the structure of the resulting hybrid composites is an interpenetrating network with distributed particles of mineral components. It has been established that the mechanical properties of hybrid composites are determined mainly by the structural organization of the interpenetrating polymer network formed under electron irradiation of the initial synthetic and natural polymer mixture in the presence of plasticizers, as well as by the conditions for intercalation of polymer segments into the mineral matrix and vice versa. It has been revealed that the degree of swelling of hybrid composites strongly depends on the concentration of a low-molecular plasticizer in the polymeric interpenetrating network, which easily impregnates into the matrix of shungite (Fig.2).

a
b
Figure 2. Images of the development of crazing in [PVP-AA-PEG]:{Sh-125} at stretching (a) and pushing of the ball (b) hrough a layer of the composite
Successfully obtaining destructive radiation cross-linking of [PVP-AA-PEG] hydrogels with shungite can be applied in regenerative medicine as wound healing dressings (Fig. 3).

Figure 3. Some aspects of the use of polymer hydrogel compositions in medicine and cosmetology
The resulting hydrogel dressings create a moist environment at the wound site that is optimal for the normal course of regeneration processes of damaged tissue. Such therapeutic tactics are currently used in reconstructive surgery of wounds, as a moist environment accelerates the process of proliferation of cellular structures, restores the water balance and improves the transport of nutrients in tissues affected by thermal factors.

Speaker: Galymzhan Mamytbekov (Institute of Nuclear Physics)

Mamytbekov Abstract — eng 2024 7-11 october.docx
68

PRODUCTION OF IRIDIUM-192 IONIZING RADIATION SOURCE FOR RADIOGRAPHIC TESTING OF METAL WELDED JOINTS

The Institute of Nuclear Physics was developed a unique technology for producing highly active radionuclide 192Ir by irradiating natural iridium disks with thermal neutrons in the vertical channel of the WWR-SM reactor by nuclear reaction 191Ir(n, )192Ir. A closed source of ionizing radiation Ir-192 with an activity of 120 Ci was manufactured and it was equipped with a gamma flaw detector Gammarid 192/120M using special technology.
The manufactured source of Ir-192 is an import-substituting product and source together with Gammarid-192/120M is used for non-destructive quality control of welds of metal products.
Metal disks of natural iridium (=2.7 mm, h=0.2 mm, m=31.7 mg) in the amount of 20-30 pieces, packed in aluminum foil, were irradiated in the vertical channel of the reactor in the EK-20 block container inside the hollow cavity of a fuel assembly of the IRT-4M type with an enrichment 19.7%. The thermal neutron flux density was 0.9·1014 neutron/cm2 sec and the irradiation time was from 600 to 980 hours. In the “hot cells” of the reactor, packages with irradiated iridium disks were placed on a special device, and radiochemical treatment was carried out on the irradiated iridium disks (treatment with an alkali solution, water and drying). Next, the irradiated iridium disks in a magnetic stainless steel capsule were placed, the capsule was closed with a lid, and welding was carried out using argon arc spot welding. The tightness of the Ir-192 source by immersion method with immersion in an 10% aqueous solution of Н3РО4 acid was tested. In a protective chamber with manipulators by special installation, the Ir-192 source was placed into a source holder capsule, which was equipped with a lid and the holder with source was rolled up, then the holder with source was connected to a flexible shaft. The holder with the Ir-192 source was connected to the flexible shaft of the ampoule line and charged into the radiation head of Gammarid192/120M from depleted uranium.
Technical characteristics of the Gammarid 192/120M: Total weight of the set is 27 kg; Radiation head weight 16 kg; Control panel weight 9 kg; Distance from the manual drive to the emitting head is from 8 m to 16 m; Maximum movement of the encapsulated Ir-192 source horizontally is 2.0 m, vertically is 1.0 m; Optimal penetration thickness is 80 mm for steel, 250 mm for light materials. Technical characteristics of the source Ir-192: Activity is 120 Ci; External dimensions of the Ir-192 source: =7.5 mm, h=10 mm; tightness of the source capsule - sealed with the level of radioactive contamination of the source not exceeding 185 Bq.
Since 2015, Gammarid 192/120M gamma flaw detectors with Ir-192 ionizing radiation sources have been widely and successfully used in the inspection of welded joints in the construction of a gas chemical complex, a gas processing plant, and in the construction of several thermal power plants in the energy industry in the Republic of Uzbekistan. Radiographic images using the gammagraphic control method were also evaluated by foreign partners working at these production facilities as a third party inspection and found to comply with the requirements of international standards ASME, EN, as well as GOST 7512-82, operating in the territory of the Republic of Uzbekistan. In Fig. 1 shows an X-ray image of one of the samples of pipeline welded joints obtained at the Syrdarya Thermal Power Plant (Shirin city) using gamma flaw detector Gammarid-192/120M with an Ir-192 source.

Fig.1. X-ray image of a weld sample, obtained using a method of gamma radiography with an Ir-192 source.

The following characteristics of the NDT image were obtained (Fig 1), which correspond to international standards: testing pipe Ø219x8mm, X-ray film Carestream (Kodak) Industrex AA400 NIF 30x40, cassettes with lead screens. NDT was made through two walls of pipe with a total thickness of 16 mm. Activity of radionuclide 192Ir is 60 Ci. The exposure time is 19 seconds. Optical density of the x-ray image is 2.5 and development time of film is 2 min. To assess the exposure dose rate of gamma radiation from the radionuclide Ir-192, as well as for dosimetric monitoring, the following were used: an individual dosimeter DKG-RM 1621, an individual thermoluminescent dosimeter DVG-02T, a dosimeter “Radiogem 2000”, a dosimeter DKS-04.
From Fig. 1 it is clear that the defects in the picture are no penetration at the root of the weld, slag inclusions.
penetration at the root of the weld, slag inclusions.

Speaker: Ulugbek Ashrapov (Institute of Nuclear Physics of Academy Sciences of Republic Uzbekistan)

PRODUCTION OF IRIDIUM-192 IONIZING RADIATION SOURCE FOR RADIOGRAPHIC TESTING OF METAL WELDED JOINTS.docx

13:00

Lunch

8th CERN School “Introduction to High Energy Physics, Accelerator Technologies and Nuclear Medicine” The Hall of the first President

The Hall of the first President

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

69

QUASIPERIODIC OSCILLATIONS FROM LOW MASS X-ray BINARY SYSTEMS

Speaker: Kuantay Boshkayev (Kuantay Boshkayev KazNU, Kazakhstan)
70

QCD EFFECTS in non-QCD THEORIES

Speaker: Vladimir Dzhunushaliev (KazNU, Kazakhstan)

Section 1 – “Nuclear Physics” Conference hall (№ 416)

Conference hall (№ 416)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

71

ФЛУКТУАЦИИ МНОЖЕСТВЕННОСТИ ВТОРИЧНЫХ ЧАСТИЦ ОТ ЭНЕРГИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Согласно современным представлениям, если плотность образующейся при взаимодействии ядерной материи достаточно высока, адронное вещество переходит в состояние кварк-глюонной плазмы (КГП), в котором кварки находятся в квазисвободном состоянии [1-2]. Предполагается, что детальный анализ данных каждого отдельного ядро-ядерного взаимодействия позволит обнаружить эффекты, связанные с фазовым переходом в тех событиях, в которых были сформированы необходимые условия для образования КГП.
Для исследования особенностей распределения событий по множественности вторичных частиц в зависимости от энергии столкновения были проанализированы следующие экспериментальные данные: 837 неупругих взаимодействий S+Em 200 А•ГэВ с ядрами эмульсии NIKFI BR-2, полученные на SPS в CERN и 924 неупругих взаимодействия S+Em 3.7 А•ГэВ с ядрами эмульсии NIKFI BR-2, полученные на Синхрофазотроне в ОИЯИ (Дубна, Россия), Si+Em 14 А•ГэВ.
На основе анализа поведения показателя Херста все события были разделены на 4 типа: события каскадно-испарительного типа (периферическое взаимодействие), события струйного типа (центральное взаимодействие), события взрывного типа (процесс полного разрушения ядра снаряда), событиями смешанного типа.
Для анализа особенностей распределения вторичных частиц в событиях различных типов в зависимости от энергии первичного ядра мы сравнили их с соответствующими распределениями в событиях S+Em 200 А•ГэВ и S+Em 3.7 А•ГэВ, то есть с энергией почти на два порядка больше. Кроме ожидаемого роста множественности при высоких энергиях в событиях центрального типа с Nf = 0 появляется дополнительная составляющая. Распределение событий по множественности представляет собой ясную двухгорбовую структуру, разделенную уровнем ns = 200. При этом вероятность событий высокой множественности (например, с ns = 400) практически совпадает с вероятностью появления событий малой множественности (например, с ns = 40).
Таким образом, в столкновениях S+Em при энергии 200 А•ГэВ с ядрами фотоэмульсии обнаружены события взрывного типа с высокой множественностью, которые дают поток вторичных частиц в узком интервале средней псевдобыстроты и существенно смещенным в сторону низких значений средних псевдобыстрот.
При сравнительном анализе средней множественности для взаимодействий ядер серы и кремния с тяжелыми и легкими ядрами фотоэмульсии, обнаружена зависимость коэффициента увеличения множественности события от размера ядра-мишени. Коэффициент увеличения множественности имеет почти прямолинейный рост от энергии (на логарифмической оси) для всех событий, за исключением центральных взаимодействий ядер серы с тяжелыми ядрами фотоэмульсии при 200 А•ГэВ. Таким образом, множественность события существенно зависит от энергии взаимодействия и асимметрии ядро-ядерного взаимодействия.
Во взаимодействиях ядер серы с ядрами эмульсии при энергии 200 A•ГэВ наблюдается аномальное большое количество (17.8 %) событий, с полным разрушением ядра снаряда с ng’ ≥ 15. Во взаимодействиях S+Em 3.7 А•ГэВ обнаружено только 3.9% таких событий. Аномальные события соответствуют взаимодействиям ядер серы с тяжелыми ядрами фотоэмульсии (AgBr). Существенное отличие обнаруживается в событиях взаимодействия серы S с тяжелыми ядрами фотоэмульсии AgBr. При более низких энергиях наблюдается почти флетообразное (равновероятное) распределение, а при энергиях 200А•ГэВ обнаруживается существенный пик в области больших значений ng’.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства Образования и Науки Республики Казахстан (грант № AP22785312).

Список литературы:
1. Shuryak, E. Strongly coupled quark-gluon plasma in heavy ion collisions. Rev. Mod. Phys. 2017, V.89, N.035001. https://doi.org/10.1103/revmodphys.89.035001.
2. Cunqueiro L., Sickles A.M. Studying the QGP with Jets at the LHC and RHIC // Progress in particles and nuclear physics 2022, V.124, N.103940. https://doi.org/10.1016/j.ppnp.2022.103940.

Speaker: Anastasiya Fedosimova (Institute of Physics and Technology, Satbayev University)

тезисИЯФ_Федос.docx
72

ADSORPTION OF ASTATINE SPECIES ON GOLD SURFACE

Long-lived isotopes of the superheavy elements (SHE) with atomic numbers Z ≥ 104, can be produced in fusion reactions between heavy actinide targets and neutron-rich projectiles at only very low rates: from single atoms per minute (Z = 104) to single atoms per week (Z = 114). Since the thermochromatography on gold has proved a unique method for chemical detection of heaviest elements, the description of SHE – gold interactions has
recently been of prime concern. It has been shown experimentally that the adsorption energies of Cn (Z = 112) and Fl (Z = 114) atoms on gold surface are close and lower than those for their closest homologues Hg and Pb, respectively. This confirms the theoretical predictions concerning the electronic structure of the Cn and Fl atoms: due to strong relativistic stabilization of s and p1/2 shells, both Cn and Fl ground states are of closed-shell character.
Strong relativistic effects suggest dramatic dissimilarities in the chemical behavior of SHEs and their formal lighter homologues. The calculated adsorption energy for single atoms of nihonium on a gold surface [1] differs substantially from the experimentally measured adsorption energy on gold of its nearest homolog, thallium. This casts doubt on the usefulness of the experiments with Nh formal homologues for understanding its chemistry. Despite manifest deviations of the chemical properties of the SHEs from the trends observed in their lighter formal homologues in the respective groups of the periodic table, finding chemical pseudo-homologues appears a practically meaningful issue. Due to this unique feature of the 7th row of the Periodic Table, the electronic structure of a Nh atom can be interpreted as a Fl atom with a hole in its closed 7p1⁄2-subshell. This observation seems to render astatine a closer chemical “relative” of Nh in comparison to the formal homologue Tl. Thus, At might be a plausible chemical species for model experiments aiming at finding the optimum experimental conditions for further explorations of the Nh chemistry. The predicted adsorption energies for At & AtOH on gold are 157 kJ/mol and 117 kJ/mol, respectively [2]. This confirms the experimental observation on the formation of AtOH molecules in presence of trace amounts of water and oxygen in the carrier gas. The mechanism of AtOH formation in thermochromatographic experiments remains to be established. In our recent paper we proposed that the adsorbed At atoms act as precursors to the formation of AtOH molecules on gold surface.

References

[1] Rusakov A. A., Demidov Yu. A., Zaitsevskii A. V. Estimating the adsorption energy of element 113 on a gold surface // Cent. Eur. J. Phys., V. 11, P. 1537-1540 (2013).
[2] Demidov Yu. A. et al. Uncovering Chemical Homology of Superheavy Elements: A Close Look at Astatine // ChemRxiv, DOI:10.26434/chemrxiv-2024-6nl51 (2024).

Speaker: Yuriy Demidov (Petersburg Nuclear Physics Institute)

Demidov.docx
73

STUDY OF FUSION OF Ca ISOTOPES with 208Pb AT THE ENERGIES AROUND THE COULOMB BARRIER

Recently, it has proposed by Yu. Ts. Oganessian to study the influence of structural effects in calcium isotopes on the reaction mechanism, fusion-fission and quasi-fission cross sections, and characteristics of reaction fragments. For this purpose, the reactions 40,42,44,48Ca + 208Pb were chosen. Experiments 40,48Ca + 208Pb were carried out at the U-400 accelerator in FLNR JINR. The obtained data are currently being analyzed.
The following work is dedicated to theoretical studies the fusion mechanisms in 40,42,44,48Ca+208Pb at energies around the Coulomb barrier. The corresponding calculations of the fusion (capture) cross section have been performed with the standard quantum coupled-channels (QCC) approach (accounting for vibrational and rotational excitations) with the empirical model for additional channels of neutron rearrangement. The partial penetration probability though the multidimensional potential barrier is obtained in the QCC calculations. The probability of transfer up to four neutrons to states within a certain Q-window is estimated in semiclassical approximation [A. V. Karpov, V. A. Rachkov, and V. V. Samarin, Physical Review, C92 (2015) 064603]. The results are compared with the experimental data. The predictions of the fusion (capture) cross section for 42,44Ca+208Pb at energies around the Coulomb barrier have been also presented.

Speaker: Dr V. A. Rachkov (JINR)

Abstract_Rachkov.docx
74

INVESTIGATING ALPHA CLUSTER STRUCTURE IN LIGHT NUCLEI THROUGH RESONANT REACTIONS AT THE ASTANA CYCLOTRON

We’ll present a short review of resonant reactions studies performed by the Thick Target Inverse Kinematics (TTIK) approach using beams of the DC-60 cyclotron in Astana (Kazakhstan). Our focus is the reactions induced by gaseous isotopes. In this case the TTIK method provides for continue in energy excitation functions at different angles and these data are free from target admixtures unavoidable at usual approach [1]. We use a combination of the TTIK approach and the time of flight measurements to provide for a better overall energy resolution in the experiments. We’ll review the spectroscopic results for 13C, 15N, 14N 16O, 17O and 18O interaction with helium and hydrogen [2-8] important for understanding exotic nuclear structure and for nuclear astrophysics.

[1] Artemov K., et.al., Sov. J. Nucl. Phys. 52, 408 (1990)
[2] Goldberg V. Z., et. al., Phys. Rev. С, 105(1), 014615, (2022)
[3] Volya A., et al; Phys. Rev. С, 105(1), 014614, (2022)
[4] A. K. Nurmukhanbetova, et al; Phys. Rev. C 109, 024607(2024)
[5] Goldberg V. Z., et.al. Phys. Rev. R., 2(3), 032036, (2020)
[6] Nurmukhanbetova A.K., et.al. Physical Review C, 2019, 100(6), 0628021.
[7] Nauruzbayev D. K., et.al., Phys. Rev. С, 96(1), 014322, (2017).
[8] Nurmukhanbetova A.K., et.al., NIM in physics, 847, 125–129, (2017)

Speaker: Dr Dosbol Nauruzbayev (Nazarbayev University Research and Innovation System)

Nauruzbayev-INP-24.docx
75

Исследование радиационной стойкости материалов, пригодных для создания детекторов черенковского излучения.

В настоящей работе представлены результаты тестирования различных марок стекол, таких как чистый кварц, склкновый кварц, фториды разных оснований и лейкосапфир на радиационную прочность. Рассмотрено поведение тестовых образцов в зависимости от поглощенной дозы для случаев облучения электронами от циклотрона МТ-25 ЛЯР ОИЯИ и нейтронами. Изучается влияние поглощенной дозы на светопропускание образцов. Также производится рарасчет теоретических кривых пропускания различных видов излучения через образец. Основной задачей работы является подбор материала для создания перспективных детекторов черенковского света для экспериментов следующего поколения для работы на высоких светимостях.

Speaker: Alexey Aparin (JINR)

INP Forum abstract.odt

INP_optical_tests.pdf
76
ДЕТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ РАСПАДА ИЗОТОПОВ СВЕРХТЯЖЕЛЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
В ЛЯР ОИЯИ на новом универсальном газонаполненном сепараторе GRAND [1] на ускорителе ДЦ-280 планируются эксперименты по детальному изучению свойств радиоактивного распада изотопов сверхтяжелых элементов (СТЭ).
В данной работе будут представлены результаты первого тестового эксперимента с мишенью большого диаметра, позволяющая работать с высокоинтенсивными пучками тяжелых ионов. Тестовые измерения проводились при помощи реакции полного слияния $^{48}$Ca+$^{206}$Pb, при двух различных энергиях пучка 228 и 231 МэВ. Эксперимент был направлен на исследование барьера стойкости новой мишени.
Приводятся результаты изучения структуры тяжелых изотопов $No$ и $Rf$, на основании которых был освоен метод $\alpha$-, $\beta$-, $\gamma$-спектроскопии. Данный метод позволяет измерять уровни, определять каким образом развивается систематика этих уровней для сильно деформированных ядер.
Первыми кандидатами на исследование радиоактивных свойств распада СТЭ являются изотопы $^{286}Fl$ и $^{288}Mc$, которые образуются в реакциях $^{242}Pu$($^{48}Ca$,4$n$) и $^{243}Am$($^{48}Ca$,3$n$), соответственно. В экспериментах на DGFS2 [2] для изотопа $^{286}Fl$ была обнаружена новая $\alpha$-линия с энергией на 100–200 кэВ ниже основного пика $\alpha$-частиц, что может быть связано с заселением низколежащего 2$^{+}$ состояния в дочернем ядре $^{282}Cn$ или переход, соединяющий изомерные состояния в $^{286}$Fl и $^{282}$Cn [3]. Синтез изотопа $^{288}Mc$ позволяет исследовать сразу 6 изотопов СТЭ в генетической цепочке $\alpha$-распада вплоть до $^{268}Db$ [4]. На установках TASCA (GSI) [5] и BGS (LBNL) [6], на основе $\gamma$-спектроскопии, была получена предварительная информация о расположении уровней изотопов $^{280}Rg$ и $^{276}Mt$, которые образуются в 3-ем и 4-ом поколении α-распада $^{288}Mc$.
1. Еремин А.В. и др. Универсальный газонаполненный сепаратор GRAND. Первые экспериментальные результаты // Письма в ЭЧАЯ. 2024. Vol. 3, № 254. P. 647–659.
2. Oganessian Y.T. et al. DGFRS-2—A gas-filled recoil separator for the Dubna Super Heavy Element Factory // Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. A Accel. Spectrometers, Detect. Assoc. Equip. Elsevier Ltd, 2022. Vol. 1033, № March. P. 166640.
3. Ibadullayev D. et al. Study of the 242Pu + 48Ca Reaction at Super Heavy Element Factory // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. Vol. 87, № 8. P. 1118–1122.
4. Kovrizhnykh N.D. et al. First Experiment at the Super Heavy Element Factory: New Data from the 243Am + 48Ca Reaction // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. Vol. 87, № 8. P. 1098–1104.
5. Rudolph D. et al. Spectroscopy of element 115 decay chains // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 111, № 11. P. 1–5.
6. Gates J.M. et al. Decay spectroscopy of element 115 daughters: 280Rg →276Mt and 276 Mt → 272Bh // Phys. Rev. C - Nucl. Phys. 2015. Vol. 92, № 2. P. 5–10.
Speaker: Dr М.С. Тезекбаева (Объединенный институт ядерных исследований)

абстракт. Тезекбаева МС.docx

Section 2 – ‘Energy and Materials Science’ Auditorium ‘Abay Hall’

Auditorium ‘Abay Hall’

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

77

SPECIFIC CRITERIA FOR DETERMINING THE FERMIONIC AND BOSONIC NATURES OF COOPER PAIRS IN DOPED CUPRATE SUPERCONDUCTORS

1Dzhumanov S., 1Tashmetov M.Yu., 1Sheraliev M.U., 2Zaripov O.O.

1Institute of Nuclear Physics, Uzbek Academy of Sciences, Ulugbek, Tashkent, 100214, Uzbekistan
dzhumanov@inp.uz
2Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, 100095, Tashkent, Uzbekistan

There are key differences between fermionic (weakly-bound) and bosonic (tightly-bound) Cooper pairs and between the superconducting mechanisms of such Cooper pairs in conventional and unconventional superconductors [1]. Because the underlying mechanism of superconductivity in different materials depends on the fermionic or bosonic nature of superfluid charge carriers, which are believed to be Cooper pairs of fermionic quasiparticles. The fermionic or bosonic nature of Cooper pairs in superconducting materials in turn depends on the strength of the attractive interaction between fermionic quasiparticles in them. As is well known, in conventional metals with large Fermi energies ε_F>1 eV [2] and weak electron-phonon coupling [3], the weakly-bound Cooper pairs have fermionic nature. However, in other materials, depending on the strength of the attractive interaction between two fermionic quasiparticles the physical nature of Cooper pairs is distinguishably altered. Actually, for many superconductors, it is not obvious in which cases the Cooper pairs have the fermionic or bosonic nature and which specific criteria should be satisfied for determining the fermionic and bosonic natures of Cooper pairs. Therefore, it is a challenging problem to find the specific criteria for determining fermionic and bosonic natures of Cooper pairs in such systems.
In this work, we examine the possibility of the formation of fermionic and bosonic Cooper pairs in doped сopper oxides (cuprates). We show that the Cooper pairs in doped cuprates, depending on the doping level or the Fermi energy ε_F and the characteristic energy ε_A of the attractive interaction between two pairing fermions (e.g., hole carriers), might be either fermionic Cooper pairs (most likely in overdoped cuprates) or bosonic Cooper pairs (e.g., in underdoped and optimally doped cuprates). We argue that when the size of a Cooper pair a_c in any superconductor is larger than the average distance R_c between Cooper pairs, this large Cooper pair consisting of two Fermi particles has the fermionic nature and such large Cooper pairs strongly overlapping with each other exist most likely in superconductors with ε_F≫ε_A. In this case the Fermi components of large Cooper pairs go over from one Cooper pair to another one. As a result, strongly overlapping Cooper pairs behave like fermions. However, at R_c>a_c the Fermi components of Cooper pairs cannot move from one Cooper pair to another one and the non-overlapping nearly small Cooper pairs behave like bosons. It is natural to believe that the bosonic nature of Cooper pairs becomes apparent when R_c>a_c. We obtain the universal and specific criteria for determining the fermionic and bosonic nature of Cooper pairs and the existence of the Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) – type and non-BCS (i.e. Bose) - type superconductors in condensed matter systems in terms of two characteristic ratios ε_A/ε_F and ∆_F/ε_F (where ∆_F is the BCS-like energy gap in the excitation spectra of superconductors). We find that the Cooper pairs in superconductors with ε_F>2ε_A have the fermionic nature under the condition ∆_F<〖(ε_A ε_F^2/36π)〗^(1/3), while the Cooper pairs in superconductors with ε_F<2ε_A have the bosonic nature under the condition ∆_F>〖(ε_A ε_F^2/36π)〗^(1/3). We demonstrate that the doped cuprates above a certain overdoping level are in the fermionic limit of Cooper pairs at relatively large Fermi energies ε_F>0.3 eV, but the underdoped, optimally doped and moderately overdoped cuprates are in the bosonic limit of Cooper pairs at small Fermi energies ε_F≲0.2 eV. We conclude that the conventional BCS-type Fermi-liquid superconductivity would occur in overdoped cuprates with ε_F≳0.3 eV, while the unconventional (Bose-liquid) superconductivity would emerge in underdoped, optimally doped and moderately overdoped cuprates with small Fermi energies ε_F≲0.1 eV,ε_F≲0.15 eV and ε_F<0.3 eV, respectively.

References
1. Dzhumanov S. Theory of Conventional and Unconventional Superconductivity in High-T_c Cuprates and Other Systems. Nova Science Publishers, New York, 2013, 356 p.
2. Kittel C. Introduction to Solid State Physics, Nauka, Moscow, 1978, 791 p.
3. Schrieffer J. R., and Tinkham M. 1999 Rev. Mod. Phys. 71, S313.

Speaker: Mashrab Sheraliev (INP Uz)

Qozogiston 25.06.2024 (2).docx
78

STUDY OF THE EFFECT OF HGA DEFORMATION IN THE IBR-2M REACTOR

Speaker: Yakov Vdovin (JINR, Russia)
79

НЕЙТРОНОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ КАРБИДАХ ТИТАНА TICX

В работе проведено нейтронографическое исследование фазовых превращений на нижней границе области гомогенности кубического карбида титана TiCx. Показано, что путем закалки от температуры 1475 K можно получить метастабильную неупорядоченную гцк δ-фазу карбида титана в интервале составов TiC0.33 - TiC0.47. Установлено, что кристаллическая структура высокотемпературной метастабильной δ-фазы в интервале составов TiC0.33 - TiC0.47 стабильна при температурах Т≤800 K, что позволяет использовать их на практике при температурах. Нижняя граница области гомогенности стабильной однофазной упорядоченной кубической δʹ-фазы лежит при составе TiC0.49 ±0.02 (структурная формула δʹ-Ti2C0.98). Ниже этого состава стабильная упорядоченная δʹ- фаза составов Ti2C0.88, Ti2C0.76, и Ti2C0.66 наблюдается в равновесии с чистим α-Ti. Следовательно, нижняя граница области гомогенности упорядоченной стабильной δʹ- фазы лежит при составе Ti2C0.66. Обнаружено, что ступенчатый равновесный отжиг на нижней границе области гомогенности гцк неупорядоченной δ-фазы карбида титана TiCx интервале составов х=0.28 – 0.47 при температурах 1270 K + 1170 K + 1070 K + 970 K + 870 K + 770 K по 24 ч приводит к распаду с образованием упорядоченной гцк δʹ-фазы со структурной формулой δʹ-Ti2C2xʹ, где х′>x и чистого α-Ti. При этом на боковой поверхности образцов цилиндрической формы образуется чистая пленка α-Ti, то есть распад сопровождается расслоением α-Ti на поверхности упорядоченной δʹ- фазы цилиндрической формы. Наблюдаемое явление объясняется накоплением избыточных атомов Ti, выделившихся при распаде, на осях краевых дислокаций и их движением по оси краевых дислокаций на поверхность образца цилиндрической формы. Впервые наблюдали и изучали структурные характеристики упорядоченной δʹ-фазы при составах δʹ-Ti2C0.98, δʹ-Ti2C0.98, δʹ-Ti2C0.76, δʹ-Ti2C0.66. Параметр решетки, степень дальнего порядка и размер АФД в данной фазе в равновесном состоянии увеличиваются с отклонением состава от стехиометрии Ti2C.
Далее изучали кинетику образования дальнего порядка при фазовом перехода беспорядок – порядок в ГЦК карбиде титана TiC0.60 при 900 K. На рис. 1 представлен график зависимости степени дальнего порядка от времени выдержки при температуре 900 K до 240 ч. Зависимость полуширины сверхструктуры (111) и размера антифазных доменов от времени выдержки при температуре 900 K представлена на рис. 2.

Рис. 1. Зависимость степени дальнего порядка
от времени выдержки при температуре 900 K Рис. 2. Временная зависимость полуширины сверхструктурного отражения (111) на нейтронограмме карбида титана и размеров антифазных доменов D при температуре 900 K.

Показано, что степень дальнего порядка η при 900 K в течение 38 ч. быстрыми темпами приближается практически к насыщению (η = 0.62), а при дальнейшем увеличении времени отжига до 240 ч. с очень медленным темпом достигает значение насыщение (η = 0.65), которое значительно меньше, чем теоретически возможное максимальное значение (ηмакс. =0.80). Установлено, что в ходе упорядочения ГЦК карбида титана TiC0.60 при температуре 900 K размеры антифазных доменов увеличиваясь нелинейно в зависимости от времени и в течение 240 ч. становится равными ~ 29 нм.
Таким образом установлено, что в ходе упорядочения TiC0.60 значительно изменяется как степень дальнего порядка, так и размеры антифазных доменов, которые могут существенно повилять на некоторые свойства материала, что следует учитывать эти эффекты при использовании материала в науке и технологии.

Speaker: Dr Adxamjon Parpiyev (Institute of Nuclear Physics Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan)

Parpiyev A.S..docx
80
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА НА ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Ограниченный запас ископаемых источников энергии, а также повсеместное ухудшение экологической обстановки, приводит к необходимости увеличения доли потребления возобновляемой энергии и к неизбежному использованию электрических приводов для транспортных средств. Широкое использование возобновляемых источников энергии и электрических транспортных средств ограничивает отсутствие высокоёмких и энергоэффективных накопителей энергии, среди которых перезаряжаемые химические источники тока (ХИТ) занимают важное место. В области «зелёной» энергетики ХИТ необходимы для выравнивания нагрузки в электрических сетях, регулирования частоты и обеспечения потребителей возобновляемой энергией в моменты провалов генерации энергии, возникающей при использовании ветряных, солнечных или волновых электростанций. В связи с этим актуальной задачей является совершенствование существующих, поиск и развитие новых энергоёмких и эффективных перезаряжаемых ХИТ.
Методом малоуглового рассеяния нейтронов изучено влияние проводящих углеродных добавок (графена и электрохимического оксида графена) на пористую структуру положительных электродов на основе литий-железо-фосфата (LFP), лития-титаната (LTO) и оксид лития-никеля-марганца-кобальта (NMC). Для отделения рассеяния на закрытых порах от рассеяния на открытых порах электрод смачивается дейтерированным электролитом, что позволяет компенсировать рассеяние на открытых порах. Установлено, что электропроводящие углеродные добавки в разной степени изменяют пористость электрода и влияют на свойства по смачиваемости материала как за счет различного влияния степени внедрения в поры исходного материала, так и за счет воздействия на матрицу литий-железо-фосфата (LFP), лития-титаната (LTO) и оксид лития-никеля-марганца-кобальта (NMC).
С помощью малоуглового рассеяния нейтронов проведена оценка эффективности встраивания углеродных добавок на основе графена в электродные материалы различных типов (LFP,LTO, NMC) для литий-ионных аккумуляторов с
жидкими электролитами. Получено, что в диапазоне размеров 100 < D < 1000 Å углеродные добавки заметным образом меняют пористость исходного электрода материала. Данные изменения коррелируют со смачиваемостью материала жидким электролитом. Применение вариации контраста (использование дейтерированной жидкой основы электролита) позволило качественно оценить эффективность встраивания углеродных добавок в электродное покрытие. Также обнаружено структурирование связующего полимера (ПВДФ): во всех электродных покрытиях наблюдаются клубки с характерным радиусом инерции 32 Å. Наибольшие относительные изменения из-за добавок наблюдались в системе на основе NMC,
что объясняется его меньшей, по сравнению с другими материалами, исходной пористостью. В этом случае наряду с изменением пористости из-за встраивания добавок существенный вклад в рассеяние дают клубки связующего полимера.
1. M.V. Avdeev, M.S. Yerdauletov, O. I. Ivankov, et al., J. Surf. Investigation 13(4), 614 (2019).
2. F.Napolskiy, M. Avdeev, M. Yerdauletov, et al., Energy Technology 8, 2000146 (2020).
Speaker: MEIR YERDAULETOV (INP)

Abstract Forum 2024.docx
81

ION TRACKS IN NANOCRYSTALLINE OXIDES INDUCED BY SWIFT HEAVY IONS

Mutali A.1,2,3, Ibrayeva A.1, A.Sohatsky A.3, Janse Van Vuuren A.4, O’Connell J.4, Zdorovets M.1,2, Skuratov V.A.3,5,6

1Institute of Nuclear Physics, Almaty, Kazakhstan
2L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana, Kazakhstan
3Flerov Laboratory of Nuclear Research, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
4Nelson Mandela University, Port Elizabeth, South Africa
5National Research Nuclear University MEPhI, Moscow, Russia
6Dubna State University, Dubna, Russia

The structural modification of materials exposed to energetic heavy ions is of both fundamental and practical interest. Latent tracks are specific defects produced in many solids, particularly ceramics, by irradiation with swift heavy ions (SHIs) due to electronic excitations. The track formation process requires electronic energy loss (Se) over a material specific threshold level. Typical parameters of interest when considering a material’s tolerance to SHI irradiation are the threshold Se (Sth), the size of any tracks that are produced and the morphology of produced tracks. Transmission electron microscopy (TEM), being the only experimental technique capable of directly imaging latent ion tracks, is perfectly suited to the characterization of SHI irradiated crystals.
The nanocrystalline oxide ceramics were irradiated with high energy (100 MeV - 714 MeV) Kr, Xe and Bi ions at room temperature at the IC-100, U-400 and DC-60 cyclotrons in FLNR JINR (Dubna, Russia) and Astana Branch of Institute of Nuclear Physics (Astana, Kazakhstan). TEM examination was carried out at the Flerov Laboratory of Nuclear Reactions, JINR, Dubna, Russia using a FEI TalosTM F200i S/TEM (Waltham, MA, USA).
We compare ion track parameters in nanocrystalline and bulk ceramics paying a special attention to the electronic stopping power range close to the threshold for a track formation.

Acknowledgements
This work was funded by the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan [grant number AP19678955].

Speaker: Alisher Mutali (Institute of Nuclear Physics (INP))

Abstract_Mutali Alisher.docx
82

MICROHARDNESS OF MONOCRYSTALLINE SILICON DOPED WITH NEUTRON TRANSMUTATION (online)

Link for online connection:
https://zoom.us/j/91332189927?pwd=NmnDLGraMKWwOaTAoQ5PdzboRxHDhf.1

Speaker: Makhkamov Shermakhmad (INP AS RUz, Uzbekistan)

Link for online connection

Section 3 – “Radiation ecology and methods of analysis” Conference hall №2 (409)

Conference hall №2 (409)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

83

БИОАКУМУЛЛЯЦИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В КОПЫТНЫХ ЖИВОТНЫХ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ПОЛИГОНА

Семипалатинский испытательный полигон (СИП) характеризуется наличием участков с высоким содержанием радионуклидов в компонентах природной среды (почве, воде, растениях). В пределах данных участков обитают дикие животные, которые относятся к объектам любительской и промысловой охоты, в том числе и крупные копытные животные – лось (Alces alces Gray, 1821), косуля (Capreolus pygargus Pal., 1771), сайгак (Saiga tatarica Lin., 1766) и внесенный в Красные книги Республики Казахстан и Международного союза охраны природы архар (Ovis ammon Lin., 1758). Радионуклиды, попадая в организм этих животных могут попадать в организм человека. Поэтому изучение особенностей биологической аккумуляции радионуклидов животными на СИП весьма интересно. Таким образом в рамках различных научных программ на территории СИП производился отбор проб тканей и органов животных для радионуклидных анализов посредством изъятия отдельных видов животных в научных целях и сбора биологического материала с туш павших животных. Также проводится оценка возможного содержания радионуклидов в организме диких копытных животных расчетным методом, по удельной активности радионуклидов в фекалиях этих животных, собранных с различных участков полигона.
Прямые измерения удельной активности в тканях и органах исследованных животных показали, что содержание радионуклидов в организме копытных животных, обитающих на различных участках СИП различно. Удельная активность радионуклида 137Cs в тканях и органах изменялась в пределах 0,2-170 Бк/кг. Максимальные значения зафиксированы в мышечной ткани животных. Установлена возможность прижизненного определения радионуклида 137Cs в костной ткани архаров при помощи определения удельной активности этого изотопа в рогах животных. Удельная активность радионуклида 90Sr изменяется в пределах 2-4,3×103 Бк/кг. Максимальные значения отмечены в костной ткани и рогах животных. Удельная активность изотопов 239+240Pu изменяется в пределах 6,4×102-72 Бк/кг. Максимум отмечен в рогах архара с площадки «Дегелен». Удельная активность радионуклида трития в свободной воде из тканей животных (НТО) изменяется в пределах 0,026-77 кБк/л, а в форме органически связанного трития (ОСТ) в пределах 0,03-16 кБк/кг. В отдельных случаях в тканях и органах преобладает тритий в форме ОСТ, что может говорить о том, что в рационе животных в относительно отдаленный период присутствовал тритий. В других случаях преобладает тритий в форме НТО, что может говорить о наличии постоянного источника трития в рационе этих животных в относительно недавнем промежутке времени. Также имеются случаи, где содержание НТО и ОСТ находятся в одном порядке, что может являться показателем того, что животное длительное время потребляет рацион с тритием.
Исследования выполнены в рамках гранта Министерства образования и науки Республики Казахстан (Грант № АР19675376).

Speaker: Andrey Panitskiy (Branch “Institute of Radiation Safety and Ecology” of RSE NNC RK)

Тезис_Паницкий.docx
84

О ТЕКУЩЕМ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ ПОЛИГОНА «АЗГИР» ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МОНИТОРИНГА В 2023 Г.

Бывший испытательный полигон «Азгир», также известный как объект «Галит», расположен на солянокульном поднятии Большой Азгир, неподалеку от поселка Азгир в Курмангазинском районе Атырауской области и является объектом исторического и научного интереса. Существует непрерывный мониторинг его территории для изучения последствий ядерных испытаний, проводившихся в прошлом, и направлен на наблюдение за радиационным состоянием окружающей среды, включая почвенные, водные и растительные параметры, донные отложения, а также химический состав воды и почвы.
На современном этапе система мониторинга полигона «Азгир» включает в себя 45 постов, участков и пунктов мониторинга почв и растительности на технологических площадках и в населенных пунктах Азгир и Балкудук; поверхностных вод и донных отложений «Озера А-9»; подземных вод из наблюдательных скважин (до 20 м) и колодцев. Ежегодно, весной и осенью, проводится отбор проб объектов окружающей среды и их лабораторные исследования.
Лабораторный анализ состава отобранных проб проведен в базовых лабораториях Центра комплексных экологических исследований РГП на ПХВ «Институт ядерной физики» МЭ РК.
Результаты мониторинга показали следующее:
1) Подземные и поверхностные воды: присутствие техногенных радионуклидов во всех пробах вод значительно ниже уровней вмешательства и ниже предела обнаружения использованных методик. Удельная активность трития, обладающего высокой миграционной способностью, так же значительно ниже уровня вмешательства, что говорит об отсутствии миграционных процессов техногенных радионуклидов с подземными водами. В отдельных пробах воды обнаружена повышенная суммарная альфа-активность, что может быть связано с присутствием в воде естественных радионуклидов, в особенности Ra-226.
По общехимическим показателям обнаружено наличие тяжелых металлов и токсичных элементов как в подземных, так и в поверхностных водах (озеро А-9), что вместе с оценкой санитарно-гигиенических параметров и присутствием химических элементов, относящихся к 1 и 2 классам опасности и нормируемых по одному и тому же критерию, подтвердило непригодность подземных вод для питья.
2) Почва: присутствие техногенных радионуклидов во всех пробах почвы намного ниже допустимых нормативов ГН ОРБ. В частности, средние значения удельных активностей искусственных радионуклидов в почвах населенных пунктов Азгир и Балкудук соответствуют уровню глобального фона для данного региона. В почве на территориях технологических площадок А-2, А-3, А-5, А-10 фиксируются отдельные точки с повышенной по сравнению с региональным фоном, но не превышающей нормативного значения, удельной активностью Cs-137.
Результаты анализа элементного состава почв в поселках и на технологических площадках, а также расчет коэффициента концентрации (Кс) и суммарного коэффициента загрязнения (Zc) показали, что почвы технологических площадок А-3, А-4, А-9 и А-10 имеют средний уровень загрязнения тяжелыми металлами, на остальной территории концентрации тяжелых металлов и токсичных элементов соответствуют глобальному геохимическому фону.
3) Донные отложения: Удельные активности техногенных радионуклидов в донных отложениях находятся на уровне предела обнаружения применяемых аналитических методов, и не превышают 2,13 Бк/кг для Cs-137, 0,11 Бк/кг для Pu-239+240, 13,3 Бк/кг для Sr-90.
4) Растительность: Удельные активности техногенных радионуклидов в растительности незначителны и находятся на уровне предела обнаружения применяемых аналитических методов, и не превышают 0,30 Бк/кг для Cs-137, 0,03 Бк/кг для Pu-239+240, 3,6 Бк/кг для Sr-90.
Таким образом, по результаты мониторинга в 2023 году следует, что радиоэкологическая обстановка на территории полигона Азгир в настоящее время стабильна. Присутствие ряда тяжелых металлов и токсичных элементов в повышенных концентрациях исключает использование вод для водоснабжения в питьевых целях.

Speaker: Diana Akhmetzhanova (Institute of Nuclear Physics of the Ministry of Energy of the Republic of Kazakhstan)

тезис_Форум мониторинг.docx
85

ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 210PBизб В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ПРИРОДНЫХ ОЗЕР ТЕРРИТОРИИ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ПОЛИГОНА

Радиоэкология водных экосистем представляет собой одну из наиболее значимых областей, на которую обращается особое внимание в проведении радиоэкологических исследований. В Республике Казахстан уже продолжительное время проводится широкий спектр исследований, направленных на изучение последствий ядерных испытаний, проводившихся на территории Семипалатинского испытательного полигона, включая исследования поверхностных водных объектов. Для проведения комплексной оценки очень важно иметь информацию о радионуклидном загрязнении не только самой воды, но и других компонентах водной экосистемы, включая донные отложения. Для научно-исследовательской работы датирование донных отложений имеет большое значение, поскольку позволяет установить хронологию развития окружающей среды, в то время как изучение вертикального распределения радионуклидного загрязнения в донных отложениях представляет возможность анализировать долговременную динамику изменений окружающей среды.
В донных отложениях 210Pb состоит из равновесного 210Pb, который непрерывно образуется и предположительно находится в равновесии со своим исходным радионуклидом 226Ra, и неравновесного (избыточного) 210Pb (210Pbизб), поступающего на поверхность водных объектов и, в последующем, в донные отложения. Величину 210Pbизб определяют путем вычитания удельной активности 226Ra из исходного содержания 210Pb в соответствующем слое донных отложений.
Для исследования вертикального распределения радионуклидов в донных отложениях выбраны природные озера Жаксытуз и без названия (б/н) 4, которые расположены на площадке «Опытное поле», а также Шубран и на следе 1951 г., расположенные на следах радиоактивных выпадений.
Отбор проб донных отложений производили точечно в виде ненарушенной колонки цилиндрическим пробоотборником, состоящим из двух половин, которые облегчают извлечение проб. Высота отобранных колонок составляла до 11-19 см. Послойное разделение колонок донных отложений проводили сразу на местах отбора. Толщина одного слоя составляла 10-12 мм, масса 0,070-0,090 кг. Перед γ-спектрометрическим анализом все исследуемые образцы донных отложений высушивали при температуре 90ºС, просеивали для удаления крупных взвесей, камней, остатков растений и гомогенизировали. Подготовленные образцы переносили в специальную тару, герметично закрывали и оставляли на 30 календарных дней для достижения равновесия между материнским радионуклидом 226Ra и дочерними продуктами распада. Это необходимо для предотвращения эманации 222Rn, которая может привести к снижению активности 226Ra в цепочке его распада. По истечению срока герметично закрытые образцы передавали на γ-спектрометрические измерения.
Согласно полученным результатам, залегание максимумов по профилям вертикального распределения 210Pbизб в донных отложениях исследованных озер находится в поверхностных слоях до 3 см и составляет для оз. Жаксытуз – 41±8 Бк/кг; для оз. б/н 4 – 90±20 Бк/кг; для оз. Шубран – 120±20 Бк/кг и для оз. на следе 1951 г. – 38±8 Бк/кг. Распределение 210Pbизб имеет достаточно монотонный характер. Измерения значений 210Pbизб в каждом слое исследуемых колонок донных отложений по описанному методу позволили рассчитать скорости осадконакопления, которые для каждого озера составили: для оз. Жаксытуз – 0,07 см/год; для оз. б/н 4 – 0,17 см/год; для оз. Шубран – 0,15 см/год и для оз. на следе 1951 г. – 0,12 см/год.

Speaker: Rinata Yermakova (Branch "Institute of Radiation Safety and Ecology" RSE "National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan", Kurchatov, Kazakhstan)

ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 210PBизб В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ПРИРОДНЫХ ОЗЕР ТЕРРИТОРИИ СИП.docx
86

ACCUMULATION OF 137Cs BY BARLEY DEPENDING ON THE MOISTURE CONTENT OF SOD-PODZOLIC SOIL

Speaker: Lidiya Anisimova (ACCUMULATION OF 137Cs BY BARLEY DEPENDING ON THE MOISTURE CONTENT OF SOD-PODZOLIC SOIL)

Zoom link
87

DETERMINATION OF RADON IN WATER USING LIQUID SCINTILLATION SPECTROMETRY

Speaker: Kuralai Zhamaldinova (Branch “Institute of Radiation Safety and Ecology” of RSE NNC RK, Kazakhstan)

Zoom link
88

ИММЕРСИОННЫЙ ОБЪЕКТИВ С УЛУЧШЕННОЙ ФОКУСИРОВКОЙ

Иммерсионный объектив является основным элементом электронно-оптического тракта эмиссионного микроскопа, ответственным за ускорение вылетевших из точек поверхности катода электронов и формирование первичного увеличенного электронного изображения этой поверхности. Для оценки качества изображения используется аберрация второго порядка малости, которая, как известно, принципиально не зависит от пространственного распределения потенциала в объективе. При этом качество изображения определяется только закономерностями электронной эмиссии и напряженностью поля у поверхности катода.
В настоящей работе рассмотрена новая теоретическая возможность улучшения качества фокусировки иммерсионного объектива путем учета сферо-хроматических аберраций третьего порядка, зависящих также и от пространственного распределения поля.
Впервые рассчитаны фокусирующие свойства иммерсионного объектива, состоящего из плоского катода и соосных цилиндров равного диаметра, с учетом статистических закономерностей тока электронной эмиссии и сферохроматических аберраций до третьего порядка малости включительно. Существенное повышение разрешающей способности в плоскости гауссова изображения достигается в случае, когда электронно-оптический тракт иммерсионного объектива, кроме ускоряющего электрода, содержит дополнительный фокусирующий электрод, причем соотношения потенциалов на этих электродах определенным образом согласуются с параметрами электронной эмиссии.

Данное исследование финансировалось Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (грант №AP14869293).

Speaker: Сеиткерим Бимурзаев (Алматинский университет энергетики и связи имени Г. Даукеева)

Тезис доклада_Иммерсионный объектив с улучшенной фокусировкой_20_08_2024.docx

Тезис доклада_Иммерсионный объектив с улучшенной фокусировкой_20_08_2024.docx

Subsection 4.2 – “Radiation Technologies” Learning Hall (304)

Learning Hall (304)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

16:00

Coffee break

8th CERN School “Introduction to High Energy Physics, Accelerator Technologies and Nuclear Medicine” The Hall of the first President

The Hall of the first President

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

89

GASEOUS DETECTORS in HEPh and BEYOND

Speaker: Ekaterina Kuznetcova (University of Florida, USA)
90

TBA

Section 1 – “Nuclear Physics” Conference hall (№ 416)

Conference hall (№ 416)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

91

Study of the Coulomb decay of light neutron-rich fragment procuced in ternary fission of $^{252}$Cf

Theoretical analysis of experimental data on the ternary fission of $^{252}$ Cf is performed in the semi-classical trajectory approach. The energy and angular distributions, total kinetic energies of the fragments in the ternary fission of $^{252}$Cf are obtained in this model using the Monte-Carlo simulations. The calculations well reproduce these experimental data with the same set of the model parameters for different types of the lightest fragments, i.e. hydrogen, helium, lithium, beryllium isotopes. As earlier suggested in [1], there is a contribution of short-living isotopes to the energy spectra of $^{4,6}$He, such as $^5$He and $^7$He. Using the estimated [2] decay width of $^7$He we have calculated the energy and angular distribution of the $^4$He fragment produced in the 4$n$ decay of $^8$He emitted in the ternary fission. The energy and angular distributions of the neutrons in this decay are also estimated. We can conclude, that study of neutron and fragment energy and angular
distributions in ternary fission may provide the information on decay of neutron-rich short living isotopes as $^8$He.

[1] Yu. N. Kopatch et al., Phys.Rev. C 65(2002), 044614
[2] M. Pfutzner et.al., Rev. Mod. Phys. 68(2012), 567

Speaker: Yulia Parfenova (Joint Institute for Nucloear Research, Flerov Laboratory of Nuclear Reactions)
92

STRAW DETECTOR TECHNOLOGY - THE CURRENT STATE

Speaker: Temur Enik (JINR)
93

THREE-PARTICLE BINDING ENERGY and WAVE FUNCTION of 14A NUCLEI BASED on THE HH METHOD

As is known, light nuclei are well described by the shell model. However, the shell model does not take into account residual interactions between nucleons. It is the residual forces of proton-proton and neutron-neutron pairing that cause the zero spin of a nucleus whose shells are filled. We propose to apply a three-particle model for the $^{14}$A nucleus, which we will consider as a system consisting of a $^{12}$C core nucleus and two nucleons. The most acceptable approach to solving three-particle problems in nuclear physics is solving the Faddeev equation [1]. However, in the general case, one has to solve a system of two-dimensional differential or integral equations, which become more complicated when taking into account the Coulomb interaction between charged particles. From the point of view of simplicity of solving the problem of bound states of three particles, the method of hyperspherical functions [2,3] is the most convenient.
As an initial stage, we consider the $^{14}$C=$^{12}$C+2n nucleus. We expand the desired three-particle wave function into a system of hyperspherical functions and additionally use the Rayleigh-Ritz variational principle:
$\vert \Psi^{J;\,J_z}\rangle=\sum_{\mu}c_{\mu}\vert \Psi_{\mu}^{J;\,J_z}\rangle\qquad (1)$,
$\langle \delta\Psi^{J;\,J_z}\vert H-E \vert \Psi^{J;\,J_z} \rangle\qquad (2)$,
where $\delta\Psi^{J;\,J_z}$ indicates the variation of $\Psi^{J;\,J_z}$ for arbitrary infinitesimal changes of the linear coefficients $c_{\mu}$, $\mu$ is the index set. The problem of determining $c_{\mu}$ and the energy $E$ is then reduced to a generalized eigenvalue and eigenvector problem of the matrix.The expansion states $\vert \Psi_{\mu}^{J;\,J_z}\rangle$ of Eq. (1) are then given by
$\vert \Psi_{\mu}^{J;\,J_z}\rangle=\rho^{\mu}Y_{\{G\}}(\Omega_5),\qquad (3)$
where $\rho$ and $Y_{\{G\}}(\Omega_5)$ are hyperradius and hyperspherical function, respectively. $\Omega_5$ is a five-dimensional solid angle. As a result, we obtain a system of linear equations for finding the energy and expansion coefficients:
$\sum_{K^{\prime}L^{\prime}S^{\prime};l_{x_1}^{\prime} \,l_{y_1}^{\prime}\nu^{\prime}}\Bigl[\langle KLS$ $l_{x_1}\,l_{y_1}\nu\vert T-\kappa^2\vert K^{\prime}L^{\prime}S^{\prime} l_{x_1}^{\prime}\,l_{y_1}^{\prime}\nu^{\prime}\rangle\delta_{KK^\prime}\delta_{LL^\prime}\delta_{SS^\prime}\delta_{l_xl_x^\prime}\delta_{l_yl_y^\prime}-$ $\frac{2m}{\hbar^2}\langle KLS l_{x_1}\,l_{y_1}\nu\vert V_1+V_2+V_3\vert K^{\prime}L^{\prime}S^{\prime} l_{x_1}^{\prime} \,l_{y_1}^{\prime}\nu^{\prime}\rangle\Bigr]c_{\nu^{\prime}K^{\prime}L^{\prime}S^{\prime}}^{l_{x_1}^{\prime}\,l_{y_1}^{\prime}}=0. \qquad (4)$
$T=\frac{d^2}{d\rho^2}-\frac{K(K+4)+15/4}{\rho^2}$ is the hyperradial kinetic energy operator, $\kappa=\sqrt{\frac{2m}{\hbar^2}\epsilon}$ is a wave number for the bound state and $V_1$, $V_2$, $V_3$ are the interaction potentials between particles.
The calculations use the n-n potential from Ref.[4] and the $^{12}$C-n potential (the Woods-Saxon) from Ref.[5], adjusted to describe low-energy data. We calculate the linear system of Eq. (4) and receive the following results for the ground state energy $(\epsilon_{^{12}C-2n} )$ of $^{14}$C=$^{12}$C+2n
| $\quad$ Set of$\;\qquad\;$ |$\qquad\;\;$ Our result for $\qquad$ | $\;\;$ Experimental value of $\;\;$ |
|$\;\; nn\;$ potentials$\;\;$| the binding energy (MeV) | the binding energy (MeV) |
|1 (Yukawa ) $\quad\;$ |$\qquad\qquad$ 14.32 $\qquad\quad\;\;\;$ | $\qquad\qquad$ 13.12 $\qquad\quad\;\;$|
|2 (Gaussian) $\quad\;$ | $\qquad \quad\;\;$ 14.10 $\qquad\quad\;\;\;$ |$\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\;$ |
1. L.D. Faddeev, S.P. Merkuriev, Quantum Scattering Theory for Several Particle Systems, Springer, August 31, 1993.
2. Delves, L. M.: Nucl. Phys. 9, 391 (1959); 20, 275 (1960).
3. Smith, F. T.: Phys. Rev. 120, 1058 (1960); J. Math. Phys. 3, 735 (1962).
4. B. F. Irgaziev, V. B. Belyaev, Jameel-Un Nabi, Phys., Rev.C 87, 035804 (2013).
5. B. F. Irgaziev, Abdul Kabir, Jameel-Un Nabi, Can. J. Phys. 99, 176-184 (2021).

Speaker: Prof. Bakhadir Irgaziev (National University of Uzbekistan)

Abstract_Irgaziev.docx
94

Сотрудничество между ОИЯИ и ИЯФ по астрофизическим проектам ОЛВЭ-HERO и ИВГШАЛ

Эксперимент ОЛВЭ-HERO
Предполагаемые направления работ:
Разработка и изготовление прототипа ОЛВЭ-HERO с использованием борированного сцинтиллятора. Проведение Монте-Карло моделирования эксперимента ОЛВЭ-HERO. Тесты прототипа ОЛВЭ-HERO на НУКЛОТРОНЕ, реакторе ИЯИ и Тянь-Шанской высокогорной космической станции. Обработка данных прототипа ОЛВЭ-HERO.
Проект ИВГШАЛ, исследование корреляций ШАЛ и грозовых разрядов
Предполагаемые направления работ:
Разработка ПО и моделирование Монте-Карло восходящих ШАЛ. Разработка и изготовление телескопа для исследование корреляций ШАЛ и грозовых разрядов. Измерения корреляций ШАЛ и грозовых разрядов на Тянь-Шанской высокогорной космической станции. Разработка ПО реконструкции событий и проведение анализа данных.

Speaker: Leonid Tkachev (JINR, Dubna)

5-й международный научный форум-абстракт.odt
95

Advancing Question Answering in Nuclear Physics: A Comparative Review of NQuAD and EXPERT2 Datasets with Pathways to Next-Generation Models

This article provides a comprehensive comparative review of state-of-the-art question-answering (QA) methods in the nuclear physics domain, focusing on the NQuAD and EXPERT2 datasets. As nuclear physics expands in complexity and depth, the demand for robust and accurate QA systems has grown significantly, driving advancements in datasets and algorithms tailored to this specialized field. This review synthesizes previous efforts, highlighting the methodologies, performance metrics, and unique challenges inherent in these approaches. By systematically analyzing the capabilities and limitations of existing QA models, particularly those applied to the NQuAD and EXPERT2 datasets, the article aims to identify critical areas for improvement. The findings of this study will serve as a foundation for proposing innovative QA methods that surpass current performance benchmarks, with the ultimate goal of enhancing the efficiency and accuracy of QA systems in nuclear physics. This work represents a significant step towards developing next-generation QA models to better meet the intricate demands of nuclear physics research and applications.

Speaker: Iskander Akhmetov (KBTU)

Section 2 – ‘Energy and Materials Science’ Auditorium ‘Abay Hall’

Auditorium ‘Abay Hall’

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

96

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ПЛАЗМЫ НА ОСНОВЕ ТРОЙНОГО ЗОНДА

С самого начала исследований термоядерного синтеза зонд Ленгмюра играет важную роль в измерении плотности и температуры плазмы. Он позволяет получать своевременные данные о параметрах плазмы из различной области измерений. Наиболее часто в установках используются одиночные и двойные зонды [1, 2]. Основной особенностью при использовании одиночных и двойных зондов является необходимость подачи развертки напряжения на зонд для получения соответствующей вольт-амперной характеристики (ВАХ). Хотя одиночный и двойной зонды предназначены для изучения плазмы, существует и другой вид зонда Ленгмюра. В настоящее время активно используется один из типов многоэлектродного зонда – тройной зонд Ленгмюра. Преимущество использования тройных электрических зондов на линейных плазменных установках, зачастую заключается в том, что нет необходимости построения ВАХ как в обычных одиночных и двойных зондах. Тройной зонд обеспечивает одновременные измерения температуры и концентрации электронов с возможностью пересчета параметров зондовой цепи в локальные параметры плазмы через простые соотношения. Кроме того, тройные зонды относительно просты в настройке и эксплуатации. В связи с этим авторами данной работы предложена конструкция тройного зонда, предназначенная для плазменно-пучковой установки (ППУ)[3]. На рисунке 1 показана схема измерительного участка тройного зонда.

Рис.1. Схема измерительного участка тройного электростатического зонда
Тройной зонд представляет собой три идентичных измерительных электрода из вольфрама определенной длины в изоляторах. Материал зонда выбран с учетом механической прочности, температуры плавления, шероховатости поверхности и электрической проводимости. Также, произведен подбор измерительного оборудования и реализована электрическая схема включения подходящая для ППУ. Получены первые результаты экспериментов по определению параметров плазмы методом тройного зонда.
Данная работа выполнена в рамках грантовых средств Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан № AP13068552 «Создание комплексной системы диагностики и контроля плазмы на основе бесконтактных и контактных методов измерения».

Список использованной литературы
[1] Габдрахманов А.Т., Галиакбаров А.Т. «Измерение скорости движущейся дуги одиночным зондом» - учебно-методическое пособие /. – Набережные Челны: НЧИ (ф) КФУ, 2018. – 24 с.
[2] Hwang K. T., Oh S. J., Choi I. J., Chung C. W. Measurement of electron temperature and ion density using the self-bias effect in plasmas // Phys. Plasmas. 2010. V. 17. 063501.
[3] Патент РК № 2080. Имитационный стенд с плазменно-пучковой установкой / Колодешников А.А., Зуев В.А., Гановичев Д.А., Туленбергенов Т.Р. [и др.]; заявитель и патентообладатель РГП НЯЦ РК.– № 2016/0108.2; заявл. 29.02.2016; опубл. 15.03.2017, Бюл. № 5.– 3 с.

Speaker: Ms Assel Kaiyrbekova (Разработка системы диагностики плазмы на основе тройного зонда)

Link for online connection

тезис для форума ИЯФ-Қайырбекова Ә.Ж..docx
97

STUDY OF THE ABSORPTION AND SHIELDING EFFICIENCY OF TWO-LAYER POLYMER COMPOSITES FROM NON-IONIZING AND IONIZING RADIATION

Due the widespread use of electromagnetic radiation in human activities, research on technologies for reducing electromagnetic noise in closed spaces is relevant. Also, the development of techniques using gamma radiation, for example in medicine, energy and high-energy physics, creates situations where it is necessary to reduce the intensity of ionizing radiation. Research into radiation shielding and absorption technology is currently focused on the creation of new composite materials using polymer matrices. This choice is due to the high technological efficiency of polymers, outstanding chemical properties, low production costs and low physical density. This paper studies the radar absorbing and radar shielding properties in the microwave range of particulate composites with a matrix of polystyrene and ferrimagnetic fillers of the MeFe2O4 type, where Me is Mn, Zn, Ni. The main dependences of the electromagnetic characteristics of such composites on the concentration of the filler and its electrical and magnetic characteristics are shown. In addition, study of the electromagnetic characteristics in the microwave range of particulate polymer composites filled with PbO, Bi2O3, WO3, TeO2 and their combined oxides was done. For the configuration of the absorber on a metal sheet, the reflection coefficient on a metal plate of two-layer absorbers was simulated. The first layer was a composite with an additive of metal oxides with a high atomic number, and the second layer was a composite with ferrimagnetic inclusions. Using mathematical calculations, the specific attenuation coefficient of gamma radiation was also estimated for both layers. Finally, the influence of oxide filler concentration on the elastic modulus and flexural strength was studied through mechanical compression and bending tests.

Speaker: Dr Rafael Shakirzyanov (L.N. Gumilyov Eurasian National University)
98

SURFACE-MODIFIED CARBON NANOTUBES FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS

Cancer chemotherapeutics (such as Paclitaxel) fail to treat Non-small cell lung cancer (NSCLC), due to limitations such as multidrug resistance, dose limiting toxicities, tumor relapse, off-target side effects and their inability to silence the overexpressed oncogenes. In NSCLC, overexpressed antiapoptotic survivin gene is responsible for promoting NSCLC survival. CD133, a transmembrane glycoprotein, is reported to be overexpressed in NSCLC, it is therefore, can be exploited for site specific drug cargo delivery by using CD133 monoclonal antibody (mAbs) Further, CD133 blockade with mAbs can also help in decreasing NSCLC chemoresistance, carcinogenesis, survival, metastasis and tumor growth.
In 2021-2023, the Uzbek-Indian joint project No. UZB-Ind-2021-77 "CD133 mAbs surface modified carbon nanotubes loaded with Survivin siRNA and Paclitaxel for the treatment of non-small cell lung cancer" [1-3] was executed in the Institute of Nuclear Physics of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan.
In the present paper, an effort has been made, therefore, to develop CD133 mAb surface modified carbon nanotubes loaded with survivin siRNA and Paclitaxel (PTX) (CD133-SWCNT-Survivin-PTX) to achieve site specifically deliver of multiple drug cargoes to effectively treat NSCLC (see Fig 1). The developed formulation is expected to provide the following advantages over the existing treatment:
• Able to carry multiple drug cargoes consisting of antiapoptotic Bcl-2 gene siRNA, and chemotherapeutic agent.
• Can achieve site specific delivery of multiple drug cargoes to NSCLC through CD133 mAb directed against CD133 receptors present on NSCLCs
• Can reduce dose limiting and off-target side effects of Paclitaxel

Speaker: Renat Khaydarov (Institute of Nuclear Physics, Tashkent, Uzbekistan)

Khaydarov R.R-NSaT тезис .docx

Link for online connection
99

RE-DEPENDENT STRUCTURE AND PHASE TRANSFORMATIONS IN Fe-Ga FUNCTIONAL ALLOYS

The discovery of an increase in the magnetostriction of α-Fe upon partial replacement of iron by gallium [1] gave rise to a large number of studies in which a similar effect was sought in a variety of binary and ternary iron-based alloys. An interesting structural topic is the study of the effect of rare earth alloying of Fe-Ga alloys. Alloying Fe-Ga alloys with small amounts of rare earth elements (RE) leads to an improvement in the magnetostrictive properties of these alloys. The physical and technical properties of these functional materials largely depend on their specific atomic structure, the volumetric content of various structural phases and their microstructural state [2].
The work carried out studies of the evolution of the phase composition and microstructure of cast alloys
Fe100-(x+y)GaxREy, (with x ≈ 27 at.%), where the elements Er and Yb (y = 0.5 and 0.2 at.%) were used as rare earth metals. The results were obtained in neutron diffraction experiments carried out in two modes: with high resolution in terms of interplanar distance and with high intensity during continuous scanning in temperature under heating to ~900°C and subsequent cooling with 2 °C/min. Information about the microstructural state of alloys was obtained using the Williamson-Hall and Pielaszek methods, which make it possible to estimate the characteristic sizes and size distribution of coherent scattering regions by analyzing the profiles of diffraction peaks.
Table 1 shows the sequences of phase transformations of the first and second order during heating and cooling of cast Fe100-(x+y)GaxREy alloys. It was found that an increase in the amount of RE in alloys leads to suppression of the formation of FCC (A1, L12) and HCP (A3, D019) structures during thermal exposure.
Sample composition, at.% Heating Cooling
Fe72.36Ga27.4Er0.24 D03 → L12→ D019 → B2 →A2 A2 → B2 → D03 → L12+D019
Fe73.1Ga26.7Yb0.2 D03+L12 → L12 → D019+A1 → A2+L12 A2+L12→ L12+B2 → L12+D03+D019
Fe72.1Ga27.4Er0.5 D03 → D03+A1 → D03+A3 → A2 A2 → D03
Fe72.8Ga26.7Yb0.5 D03 → A2 A2 → D03
Tab.1. Phase transitions detected in ternary Fe alloys during in situ neutron studies upon heating and cooling. The table shows the phase transitions between BCC (A2, B2, D03), FCC (A1, L12), and HCP (A3, D019) structures.
In the initial state, the microstructure of the Fe100-(x+y)GaxREy alloys with RE = Er and Yb in an amount of 0.5 at.% was a structurally disordered matrix of the A2 type with clusters, which are coherent inclusions of the ordered D03 phase. Moreover, coherent inclusions in the alloy with Er are 2 times greater than in the alloy with Yb. Analysis of the microstructure of alloys with a smaller amount of RE ≈ 0.1 – 0.25 at.% in the initial state showed the absence of clusters, but the presence of broadening of the peaks was established, which is associated with the presence of microstrains in the material. This work is a continuation of our studies [3] of Fe-Ga-RE alloys with 19 at.% Ga.

Speaker: Bekarys Yerzhanov (JINR, INP KZ, KFU)

Thesis_Almaty_Yerzhanov_Correct.doc
100

МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ВОЛЬФРАМА ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ ИНЕРТНЫМИ ГАЗАМИ

Как известно, дивертор будет подвергаться интенсивному плазменно-тепловому воздействию Н, D, Т с энергией ионов от нескольких эВ до нескольких кэВ, с очень небольшим количеством ионов гелия (He) в диапазоне энергий МэВ. По результатам исследований последнего десятилетия установлено, что наибольший тепловой поток на дивертор составит 10 – 20 МВт/м2 [1]. Данные значения получены с учетом специальных мер по снижению тепловой нагрузки [2]. Одним из широко известных методов снижения тепловой нагрузки в области дивертора является введение примесных (затравочных) инертных газов как аргон, неон, азот и др. [3, 4]. Однако, затравочные газы, попадая в диверторную область, ионизируются и генерируют новый вид плазмы, который также приводит к распылению, изменению структуры поверхности W и влияет на удержание D в нем.
Настоящая работа посвящена исследованию изменений поверхности вольфрама после облучения инертными газами (Ar, He). Эксперименты по облучению вольфрама инертными газами осуществляли на плазменно-пучковой установке, которая предназначена для развития существующих и разработки новых методов моделирования нагрузок на конструкционные материалы, изучения свойств и поведения материалов после взаимодействия с плазмой [5].
Анализ модификации поверхности вольфрама проводился с помощью оптического микроскопа, сканирующего электронного микроскопа, а также основывался на измерениях шероховатости, микротвердости, потери веса образцов до и после плазменного облучения.
Микроструктура поверхности вольфрама и его модификация после облучения аргоновой плазмой показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 – Микроструктура поверхности вольфрама: а – исходное состояние; б – после облучения в аргоновой плазме при Ei = 500 эВ ув.×1000, в – ув.×3000
Как видно на рисунке 1а, поверхность необлученного образца достаточно ровная со следами механической шлифовки. После облучения в аргоновой плазме на поверхности образца наблюдаются следы характерные процессу эрозии (рис.1б), отчетливо выявляются кристаллиты вольфрама (рис.1в), а также наблюдаются микропоры преимущественно круглой формы. Необходимо отметить, что после облучения гелиевой плазмой также наблюдалось образование пористой структуры. Следует предположить, что пористая структура, образованная в результате облучения инертными газами, может в дальнейшем служить дополнительными местами захвата ионов дейтерия.
Данная работа выполнена в филиале ИАЭ НЯЦ РК в рамках проекта «Научно-техническое обеспечение экспериментальных исследований на Казахстанском материаловедческом токамаке КТМ» (ИРН – BR23891779).

Список использованной литературы
[1] Rieth M, Doerner R, Hasegawa A, Ueda Y and Wirtz M 2019 Behavior of tungsten under irradiation and plasma interaction // J. Nucl. Mater. – 2019. – Vol. 519. – P. 334–68
[2] А.С. Кукушкин, А.А. Пшенов. Режимы работы традиционного дивертора в TRT // Физика плазмы. – 2021. – Т. 47. – № 12. – С. 1123-1129.
[3] A. Kallenbach, M. Balden, R. Dux, T. Eich et al. Plasma surface interactions in impurity seeded plasmas // Journal of Nuclear Materials. – 2011. – Vol. 415. – Iss. 1. – P. S19-S26.
[4] H.D. Pacher, A.S. Kukushkin, G.W. Pacher, V. Kotov, R.A. Pitts, D. Reiter. Impurity seeding in ITER DT plasmas in a carbon-free environment // Journal of Nuclear Materials. – 2015. – Vol. 463. – P. 591-595 https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2014.11.104
[5] Патент РК № 2080. Имитационный стенд с плазменно-пучковой установкой / Колодешников А.А., Зуев В.А., Гановичев Д.А., Туленбергенов Т.Р. и др. – опубл. 15.03.2017, Бюл. № 5.

Speaker: Gainiya Zhanbolatova (Institute of Atomic Energy of National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan)

Жанболатова Тезисы.docx
101

METHODOLOGY FOR CONDUCTING HIGH-TEMPERATURE TESTS WITH TIN-LITHIUM KPS UNDER DEUTERIUM PLASMA IRRADIATIO

Speaker: Evgeny Tulubaev (Branch of the Nuclear Energy Institute of the National Research Center, Kazakhstan)
102

SPECIFIC CRITERIA FOR DETERMINING THE FERMIONIC AND BOSONIC NATURES OF COOPER PAIRS IN DOPED CUPRATE SUPERCONDUCTORS

There are key differences between fermionic (weakly-bound) and bosonic (tightly-bound) Cooper pairs and between the superconducting mechanisms of such Cooper pairs in conventional and unconventional superconductors [1]. As is well known, in conventional metals with large Fermi energies ε_F>1 eV [2] and weak electron-phonon coupling [3], the weakly-bound Cooper pairs have fermionic nature. However, in other materials, depending on the strength of the attractive interaction between two fermionic quasiparticles the physical nature of Cooper pairs is distinguishably altered. Therefore, it is a challenging problem to find the specific criteria for determining fermionic and bosonic natures of Cooper pairs in such systems.
In this work, we examine the possibility of the formation of fermionic and bosonic Cooper pairs in doped сopper oxides (cuprates). We show that the Cooper pairs in doped cuprates, depending on the doping level or the Fermi energy ε_F and the characteristic energy ε_A of the attractive interaction between two pairing fermions (e.g., hole carriers), might be either fermionic Cooper pairs (most likely in overdoped cuprates) or bosonic Cooper pairs (e.g., in underdoped and optimally doped cuprates). We argue that when the size of a Cooper pair a_c in any superconductor is larger than the average distance R_c between Cooper pairs, this large Cooper pair consisting of two Fermi particles has the fermionic nature and such large Cooper pairs strongly overlapping with each other exist most likely in superconductors with ε_F≫ε_A. In this case the Fermi components of large Cooper pairs go over from one Cooper pair to another one. As a result, strongly overlapping Cooper pairs behave like fermions. However, at R_c>a_c the Fermi components of Cooper pairs cannot move from one Cooper pair to another one and the non-overlapping nearly small Cooper pairs behave like bosons. It is natural to believe that the bosonic nature of Cooper pairs becomes apparent when R_c>a_c. We obtain the universal and specific criteria for determining the fermionic and bosonic nature of Cooper pairs and the existence of the Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) – type and non-BCS (i.e. Bose) - type superconductors in condensed matter systems in terms of two characteristic ratios ε_A/ε_F and ∆_F/ε_F (where ∆_F is the BCS-like energy gap in the excitation spectra of superconductors). We find that the Cooper pairs in superconductors with ε_F>2ε_A have the fermionic nature under the condition ∆_F<〖(ε_A ε_F^2/36π)〗^(1/3), while the Cooper pairs in superconductors with ε_F<2ε_A have the bosonic nature under the condition ∆_F>〖(ε_A ε_F^2/36π)〗^(1/3). We demonstrate that the doped cuprates above a certain overdoping level are in the fermionic limit of Cooper pairs at relatively large Fermi energies ε_F>0.3 eV, but the underdoped, optimally doped and moderately overdoped cuprates are in the bosonic limit of Cooper pairs at small Fermi energies ε_F<0.2 eV. We conclude that the conventional BCS-type Fermi-liquid superconductivity would occur in overdoped cuprates with ε_F>0.3 eV, while the unconventional (Bose-liquid) superconductivity would emerge in underdoped, optimally doped and moderately overdoped cuprates with small Fermi energies ε_F<0.1 eV,ε_F<0.15 eV and ε_F<0.3 eV, respectively.

References
1. Dzhumanov S. Theory of Conventional and Unconventional Superconductivity in High-T_c Cuprates and Other Systems. Nova Science Publishers, New York, 2013, 356 p.
2. Kittel C. Introduction to Solid State Physics, Nauka, Moscow, 1978, 791 p.
3. Schrieffer J. R., and Tinkham M. 1999 Rev. Mod. Phys. 71, S313.

Speaker: Safarali Djumanov

Dzhumanov S -INP RUz (1).docx

Section 3 – “Radiation ecology and methods of analysis” Conference hall №2 (409)

Conference hall №2 (409)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

103

ПЕРВЫЙ ОПЫТ РЕМЕДИАЦИИ ПЛОЩАДОК УРАНОВОГО НАСЛЕДИЯ В УЗБЕКИСТАНЕ ПРИ ФИНАНСИРОВАНИИ ЕБРР

Добыча урана горным методом ведет к образованию больших объемов радиоактивных отходов, которые находясь вблизи населенных пунктов, водных бассейнов или в сейсмически активных районах представляют собой угрозу здоровью населения и способствуют загрязнению окружающей природной среды. Эти риски характерны для региона Центральной Азии (ЦА), где начиная с 40-х годов прошлого века велись активные работы добыче урана. С распадом СССР места разработок были либо наспех законсервированы, либо просто заброшены. Как следствие, образовавшиеся объемы отходов остались без надлежащего контроля и управления. Восстановление таких объектов, а также пострадавшей окружающей среды вокруг них требует значительных методологических, технических и финансовых вложений, которыми новообразованные республики ЦА зачастую не обладали /1/.
Координационная группа по бывшим урановым объектам (CGULS), организованная в рамках МАГАТЭ, разработала Стратегический мастер-план (SMP) по восстановлению уранового наследия в ЦА. SMP базируется на результатах серии проектов по изучению возможности восстановления окружающей среды на бывших урановых рудниках в ЦА. В SMP на настоящий момент включено 7 объектов: 3 в Кыргызстане и по 2 в Таджикистане и Узбекистане /2/. Эти объекты подлежат ремедиации при финансовой поддержке Европейского банка реконструкции и развития /3/. В настоящем докладе описывается предыстория урановых рудников в Чаркесаре и Янгиабаде, итоги проекта по оценке рисков и возможности восстановления окружающей среды на этих объектах, процесс ремедиационных работ, достигнутые результаты, извлеченные уроки и краткие выводы.

Литература:
1. Assessment and Proposals for Uranium Production Legacy Sites in Central Asia: An International Approach
https://gnssn.iaea.org/RTWS/general/Shared%20Documents/Remediation/Remediation%20Evaluation%202012/AssessmentandProposalsforUraniumProductionLegacySitesinCentralAsia.pdf
2. Strategic Master Plan for Environmental Remediation of Uranium Legacy Sites in Central Asia
https://www.iaea.org/sites/default/files/18/05/strategic_master_plan_v1_may_2018.pdf
3. Kuldjanov B.K., Harlander E., Sadikov I.I., Yuldashev B.S. // Cooperation between the European bank for reconstruction and development and the Institute of Nuclear Physics of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan on remediation of the former uranium mines Yangiabad and Charkesar // Материалы международной конференции «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ, ПРОМЫШЛЕННАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ – 2019», Севастополь, 2019 г., с.76-80

Speaker: Bakhram Kuldjanov (Institute of Nuclear Physics AS RUz)

Тезис_Алматы 2024_Final.doc
104

КАЧЕСТВО ВОДЫ В ТРАНСГРАНИЧНОМ БАССЕЙНЕ РЕК ШУ-ТАЛАС

Шу-Таласский речной бассейн занимает площадь 38,5 тыс.кв.км.,в геоморфологическом отношении является частью бассейна Аральского моря. Область формирования практически всех рек бассейна расположена в горной области на территории Кыргызстана. На территории Казахстана расположен конус выноса рек и зона рассеяния стока. Крупные и малые реки имеют большое значение для сельского хозяйства соседствующих Республики: Кыргызстана и Казахстана. Речная сеть в основном сосредоточена в горной и предгорной территории и характеризуется многообразием форм: постоянные и сезонно пересыхающие водотоки, каналы, водохранилища. Ирригационная система представляет собой густую сеть переплетённых каналов и арычных сооружений, питающихся водой из этих рек. Исторически, одновременно с развитием орошаемого земледелия на этой территории активно велась разработка месторождений урана, тория и др., создавалась сопутствующая промышленная инфраструктура. Здесь находятся следующие месторождение полиметаллов и тория «Ак-Тюз», крупнейший горнорудный комбинат по переработке урана «Кара-Балта», месторождение урана «Камышановское». Результатами гидрохимического мониторинга трансграничных рек показано, что наиболее загрязненными по признаку присутствия токсичных элементов являются реки Шу и Карабалта.
В докладе обобщены, дополнены и представлены результаты исследования элементного состава вод крупных (Шу, Талас) и малых (Кичи-Кемин, Карабалта, Шор-Коо, Токтас, Саргоу, Ойранды, Каиндысай, Аспара, Курагаты, Аксу) и Большого Шуйского канала. Показано, что гидрохимический состав поверхностных вод в приграничной зоне на территории Кыргызстана (водные объекты окрестностей г. Кара-Балта и русло р.Карабалта) формируется под действием антропогенных и геохимических факторов. Вода, двигаясь из горной в предгорную зону, в зависимости от природных условий, меняет свой гидрохимический состав и уровень присутствия в ней тех или иных элементов. В предгорной зоне на территории Кыргызстана основным элементом, вносящим вклад в суммарную токсичность воды, вносит барий. В приграничной зоне, за счет преобладания сульфат-ионов, концентрация бария снижается и повышается концентрация урана.
Приграничные участки трансграничных рек имеют признаки загрязнения воды, прибрежной, пойменной почвы и донных отложений U, Rа-226, As, Pb, Th и др. элементами. По суммарной токсичности воды, наиболее загрязненными являются р. Карабалта, Шор-Коо, Токтас и Ойранды. Уран также в повышенных концентрациях присутствует донных отложениях и пойменной почве р. Токтас и Ойранды.
Зафиксированы признаки влияния хвостохранилища ГРК «Кара-Балта», проявляющиеся в высокой концентрации Мо (до 540,95 мкг/л при ПДККЗ 250 мкг/л и ПДКВОЗ 70 мкг/л) в воде ручья, вытекающем, в наибольшем приближении с северной стороны хвостохранилища. По мере отдаления, по течению ручья от города и хвостохранилища, в вклад Mo снижается и растет доля As, U, Li, Sr и особенно Ва.
Показаны последствия загрязнения русла р Кичи-Кемин в результате сейсмосинхронного аварийного сброса 600 тыс. куб.м отходов хвостохранилища рудника Ак-Тюз в 1964 г., проявляющиеся в высоких концентрациях Th, Pb, Zn, Mo, Y, Ce, Zr в донных отложениях и берегах реки.
На приграничном участке р.Шу, в месте протекания через территорию Камышановского месторождения, помимо урана, в воду поступают другие сопутствующие элементы (As, B, Ba, Li, Mo, Sb, Sr). Каналы поступления элементов имеют мозаичный характер. Наибольшее содержание урана отмечается в ирригационном канале, протекающем параллельно руслу р. Шу. Концентрация U в канале до 3,8 раз превышает установленный ПДКВОЗ.
Выражено повышение концентрации Co, Mo, U, B, Li, Sr в воде и донных отложениях р. Карабалта на приграничном участке и в месте, где река втекает в Тасоткельское водохранилище. Концентрации U и Li в воде р. Карабалта, около государственной границы, преводсходит ПДК более чем в 2 раза.
Необходимо продолжить эти исследования для уточнения источников загрязнения и механизмов поступления элементов в поверхностные воды.

Speaker: Mx Мария Севериненко (РГП на ПХВ "Институт ядерной физики" МЭ РК, Алматы, Казахстан)

Тезис_Севериненко_Трансгран. реки_3 секция.docx
105

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВРЕМЕННЫХ ВАРИАЦИЙ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ В РАЙОНЕ Г.ТОМСКА

В районе г.Томска проведен мониторинг содержания парниковых газов в приземном слое атмосферы. Измерения проходили на трех постах мониторинга в условиях разного уровня антропогенной нагрузки. В данной работе представлены результаты за 2013-2017 гг.
В ходе выполнения работы исследованы суточный и годовой хода СО2 и О3 в приземном слое атмосферы, в следствие чего определены и интерпретированы их особенности.
Наибольшие изменения в поведении исследуемых малых газовых компонентов отмечаются в теплое время года.
В случае СО2 изменение его концентрации напрямую связаны с погодными условиями и процессами фотосинтеза и дыхания растительности. Это отражается в особенности суточного хода СО2. Накопление происходит в ночные часы, а уменьшение его концентрации в дневные часы, Процесс четко проявляется с апреля по октябрь.
Повышенная изменчивость О3 в теплый период связана с фотохимической генерацией днем, а также более интенсивным прогревом воздушных масс. В суточном ходе содержание О3 больше в дневное время, чем в ночное время. В годовом ходе концентрация О3 намного выше в весенний и летний период и значительно уменьшается в осенний и зимний сезоны.

Speaker: Олеся Марченко

Zoom link

Марченко О.О._тезис.docx
106

STUDY OF NATURAL RADIONUCLIDES IN GAS CONDENSATE AND CALIBRATION OF RADIOISOTOPIC LEVEL GAUGES

In the JV Uz-Kor Gas Chemical LLC (Kungrad, Karakalpakstan) uses Berthold Co.Ltd (Germany) radioisotope level gauges for to measure the level of liquid gas condensate in process tanks, which are installed on tanks in 12 positions on the accumulation and processing of gas condensate. By technological regulations, in the regular (normal) mode of operation of the radioisotope level gauge, when the process tank is completely filled with liquid gas condensate, the radioisotope level gauge should show “full filling” on the displays of the electronics unit. However, when a closed container is completely filled with liquid gas condensate, the radioisotope level gauge was showed “empty”, i.e. the radioisotope level gauge does not was worked, it was impossible to calibrate of radioisotope level gauge and observed increase in the gamma background.
The purpose of the study is radiation monitoring of natural radionuclides at various facilities and technological equipment of a gas production enterprise, conducting gamma spectrometric analysis of natural radionuclides in formation waters, gas condensate, intermediate technological products, finished products, as well as developing a method for accurate calibration of radioisotope level meters and achieving proper operation radioisotope devices in normal online mode.
The results of the monitoring by using dosimetric devices Radiogem 2000, Target IdentiFinder R400, radiometers SRP-68-01 and SRP-88 N with a detection units showed that in wells, in liquid gas condensate, formation waters and process equipment, there is an excess of the permissible control level of gamma radiation exposure dose rate by 40 times, which is associated with the accumulation of natural radionuclides in process tanks and gas condensate processing equipment. The results of gamma spectrometric analysis using a DSA-1000 multichannel analyzer with a Ge detector and Genie-2000 software and a Radek MKGB-01 gamma-beta spectrometer showed that in contaminated soils draining formation waters the parent radionuclides 226Ra has a specific activity of 22000 Bq/kg, and 232Th has a specific activity of 7420 Bq/kg. The results of gamma spectrometric analysis of various samples of liquid gas condensate, formation waters and technological products of gas condensate processing showed that the content of short-lived natural radionuclides of 228Ac, 224Ra, 212Pb, 212Bi and 214Pb, 214Bi have total activity of more than 100 Bq/kg. Studies have shown that after the technological process of filtration and separation of liquid gas condensate from formation waters, natural radionuclides in the composition of gas condensate are repeatedly reduced. However, small concentrations of short-lived natural radionuclides contained in liquid gas condensate gradually accumulate in the process tank along with the gas condensate and therefore they negatively affect the operation of radioisotope level meters in the process of measuring the level of liquid gas condensate and technological products in closed tanks. It was also established that after 15 days in the gas condensate, the short-lived radionuclides 214Pb (T1/2=26.8 min), 214Bi (T1/2=20 min), 228Ac (T1/2=6.1 hours), 224Ra (T1/2=3,6 days), 212Pb (T1/2=10.6 hours), 212Bi (T1/2=61 min) completely disintegrate and the powdery bulk intermediate product contains traces of these radionuclides, therefore after this period the gas condensate can be processed according to the production process to obtain the final finished products (granules of polypropylene and polyethylene), which does not contain natural radionuclides.
To solve the problem of calibrating a radioisotope level gauge an increase of activity of the Cs-137 ionizing radiation source by 1.5 times when replacing a source with an activity of 70 mCi with a more powerful source with an activity of >100 mCi did not give any positive result and the calibration of the radioisotope densitometer was not achieved. To solve these problems 2 methods have been proposed: Method No. 1: On the surface of the wall of the technological tank in front of the detector, a protective screen was installed from a lead plate  17 mm thick, 1500 mm long and 100 mm wide, which was serves fully to absorb additional gamma radiation from natural radionuclides; Method No. 2: For normal operation of the radioisotope level gauge, a signal current correction unit was developed, the function of which is to eliminate (suppress) gamma radiation from natural radionuclides. The operating principle circuit of the signal current correction unit was borrowed from circuit the compensation ionization chamber (compensation neutron chamber), which is used for measuring the neutron flux of the WWR-SM nuclear reactor in presence gamma radiation in the reactor core.
Based on the research carried out, in the JV Uz-Kor Gazokhimik LLC took urgent measures to minimize the environmental risks of gamma irradiation of personnel and ensured sanitary standards of radioecological safety. In particular, in areas with high levels of gamma radiation, radiation hazard signs were installed and restrictions were introduced on the access of enterprise personnel to radiation-hazardous containers and equipment. Currently, gamma spectrometric measurements of the studied samples of gas condensate, formation waters and finished technological products are carried out quarterly in the JV Uz-Kor Gazokhimik LLC.

Speaker: Ulugbek Ashrapov (Institute of Nuclear Physics of Academy Sciences of Republic Uzbekistan)

STUDY OF NATURAL RADIONUCLIDES IN GAS CONDENSATE.docx
107

НЕЙТРОННО-АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ПО КОРОТКОЖИВУЩИМ РАДИОНУКЛИДАМ НА КИР ВВР-К

В институте ядерной физики развит комплекс ядерно-физических методов анализа, среди которых значительное место занимает инструментальный нейтроноактивационный анализ (ИНАА). Исторически, развитие ИНАА началось в ИЯФ в 60-е годы с момента ввода в эксплуатацию основной облучательной установки - атомного реактора ВВР-К. На выделенном канале с плотностью потока нейтронов 1013 частиц/ см2с была смонтирована для проведения исследований по короткоживущим радионуклидам (КЖР) – двухканальная пневмопочта, один из каналов которой был покрыт кадмием. Применение метода ИНАА (включая КЖР) позволило решить ряд практических задач для промышленных и производственных предприятий, а также научных организаций Казахстана и бывшего СССР. После аварии на Чернобыле в ИЯФ реактор ВВР-К был заглушен, а двухканальная пневмопочта демонтирована.
В настоящее время в ИЯФ РК выполнен значительный объем работ по реконструкции и переводу реактора ВВР-К на низкообогащенное топливо (без существенного изменения потока и спектра нейтронов). Для проведения ИНАА по КЖР в сухом горизонтальном канале с плотность потока нейтронов 1012 частиц/см2c установлена новая автоматизированная пневмотранспортная система (ПТС). Процесс управления ПТС осуществляется с помощью специального программного обеспечения, позволяющего выбрать режимы облучения, время выдержки в канале реакторной зоны КИР ВВР-К, возможного времени «остывания» перед началом регистрации и непосредственно самой регистрации спектров гамма-излучения. Есть возможность записи гамма-спектров наведенной активности серийно через определенные промежутки времени. Метод ИНАА по КЖР позволяет проводить определение целого ряда элементов: Na, К, Al, Cl, Ca, V, Mn, Mg, Cu, Co, Ba, Eu, Dy, In, Sr и других, среди которых большая часть не имеет долгоживущих изотопов и определяется методом ИНАА исключительно по КЖР. Этот перечень существенно расширяет список определяемых элементов и улучшает чувствительность определения отдельных из них.
Согласно ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 «Общие требования к квалификации испытательных и калибровочных лабораторий» аккредитованные лаборатории должны использовать МВИ аттестованные и внесенные в реестр государственных средств измерении (ГСИ) Республики Казахстан. В настоящее время как в ГСИ РК, так и на постсоветском пространстве нет подобной МВИ для ИНАА по КЖР. Необходимо было такую методику разработать и аттестовать. На основании этого проводятся экспериментальные работы по облучению параллельных навесок для определения диапазонов и оценки метрологических характеристик (внутрилабораторной прецизионности, показателей правильности и точности). Ориентировочный срок внесения в ГСИ РК – 2027 г. Данная методика позволит расширить перечень определяемых элементов для решения различных прикладных и исследовательских задач в области геологии, экологии, других отраслях.
Данная работа выполнена в рамках бюджетного финансирования Министерства Энергетики Республики Казахстан «Развитие ядерно-физических методов и технологий для инновационной модернизации экономики Казахстана» ИРН: BR23891691

Speaker: Kamshat Bedelbekova (Institute of Nuclear Physics ME RK)

Тезис_НАА по КЖР.docx
108

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ НЕЙТРОННО-АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ РОДИЯ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ

Садиков И. И., Ярматов Б.Х, Мирсагатова А.А., Мухтарова С.К., Каромов Ю.К.

Лаборатория ядерной аналитики Институт Ядерной Физики, Академия Наук Республики Узбекистан, Улугбек, Ташкент, 100214

Родий применяется в катализаторах, в том числе в каталитических фильтрах-нейтрализаторах выхлопных газов автомобилей. Основная сложность при разработке методик анализа родия является вскрытие образца, в связи с тем, что родий в силу химической инертности практически не растворяется в кислотах и щелочах.
Вместе с тем НАА является одним из редких методов, которые при анализе элементного состава не требует перевода образца в раствор. Инструментальный вариант НАА применяется в тех случаях, когда матрица слабо активируется, образующиеся радионуклиды имеют короткий период полураспада, или низкий выход гамма излучения.
Цель этих исследований является определение содержания примесных элементов в образце родия высокой чистоты, методом инструментального нейтронно-активационного анализа.
С использованием компьютерной программы NAAPRO смоделированы условия ИНАА родия. Установлено, что для обеспечения необходимой чувствительности анализа оптимальными условиями ИНАА родия являются время облучения 10 ч, время охлаждения 1; 5; 10 и 30 суток, расстояние образец-детектор 5-10 см.
Методика определения примесных элементов в родии высокой чистоты заключалась в следующем: 0,15 г металлического родия вместе с образцами сравнения определяемых элементов запаяли в кварцевую ампулу, поместили в алюминиевый контейнер и облучили в ядерном реакторе ВВР-СМ в течение 10 часов в потоке нейтронов 5-7´1013см-2с. Через 1,5 сутки после облучения образец распаковали, удалили поверхностное загрязнение промывкой в хлористоводородной кислоте, затем дистиллированной водой, ацетоном и измеряли гамма активность образца на гамма спектрометре в течение 1000 с, на расстоянии 10 см от детектора.
Повторное измерение проводили через 10 дней после облучения в течение 1000 с непосредственно на детекторе и 30 суток в течение 3000 с на расстоянии 5 см от детектора. Измерение гамма активности образцов сравнения проводили в аналогичных с образцом условиях в течение от 100 до 500 с в зависимости от их активности. При измерении на поверхности детектора расчетная входная загрузка составила 148,3 тысяч имп/с. При такой загрузке систематические погрешности настолько велики, что измерение в этих условиях не рекомендуется.
На расстоянии 5 см от детектора входная загрузка существенно уменьшается и составляет 33 тысяч имп/с. При этом 17,4 тыс. имп/с за счет матричных радионуклидов и 15,6 тыс. имп/с за счет радионуклидов примесных элементов. Качественное измерение на стандартных гамма спектрометрах по рекомендациям производителей проводится при входной загрузке до 15 тыс. имп/с. Однако при использовании разработанной нами методики измерения при высоких скоростях счета, возможно снизить систематические погрешности и проводить измерение в данных условиях. Расчеты показали, что при загрузке на расстоянии 10 см от детектора входная загрузка составляет 12,4 тысяч имп/с. При этом 7100 имп/с за счет матрицы, а 5300 за счет примесей. В этих условиях можно проводить качественное измерение без применения особых способов измерения.
При измерении образца через 10 дней после облучения и распада 105Rh входная загрузка составила 10 тыс. имп/с, из которых 9,2 тыс. имп/с за счет примесей и только 800 имп/с за счет матрицы.
Через 30 дней после облучения входная загрузка всего 1080 имп/с, и при этом полностью только за счет примесных радионуклидов. Через 10 дней после облучения доля активности радионуклидов матричных элементов менее 10 % от общей загрузки и уже не влияет на измерение радионуклидов примесных элементов, и нет необходимости проводить дальнейшее измерение с более длительными временами охлаждения. Однако при этом можно наблюдать влияние радионуклидов примесных элементов с относительно высоким содержанием, например, золота, лантана, сурьмы и некоторых др. с периодом полураспада 1-5 дней. Поэтому измерение через 30 дней позволит снизить пределы обнаружения долгоживущих радионуклидов. Это позволяет определять в инструментальном варианте более 30 элементов с пределами обнаружения n.10-4 – n.10-8 % масс., а для некоторых элементов и ниже.
На основании полученных расчетных данных была разработана методика инструментального нейтронно-активационного анализа чистого металлического родия.
С использованием компьютерного моделирования разработана методика ИНАА родия, позволяющая определить около 40 элементов с пределами определения n.10-4 – n.10-9 % масс. при Sr= 0,1-0,12.

Speaker: Bakhrom Yarmatov

Zoom link

Ярматов Тезис_РОДИЙ 2024.docx
109

ADDITIONAL GOLD RECOVERY FROM TAILING WASTE BY ION EXCHANGE RESINS

The article describes the method of gamma activation analysis used to determine the gold content in rock samples using the «Aura» measuring complex, and also discusses the physicochemical basis of gold extraction in the process of cyanide leaching. A technology for extracting gold from solutions of tailings of tailings of hydrometallurgical plants of JSC «Navoi Mining and Metallurgical Plant» (NMMC) is presented. A technological scheme of an installation for extracting gold from tailing waste solutions is presented. The mechanisms of chemical reactions in the process of extracting gold from a tailings pond are described.
Concentrated sulfuric acid (98.3%) was added to the solution of tailing waste from the “pond” with pH8.5 and the acidity was adjusted to pH=3.33.5. The acidified solution was passed through chromatographic column No. 1 with an AM-2B anion exchanger weighing 2.0 g, through which 100.0 l of the “pond” solution was passed in dynamic mode at a speed of 3 ml/min, and through chromatographic column No. 2 with an anion exchanger VP-1P weighing 2.0 g passed 120.0 liters of tailings solution from the “pond” in dynamic mode at a speed of 3 ml/min. Then, qualitative and quantitative analysis of the saturated resin was carried out. It has been shown that in the dynamic mode of sorption of tailing waste solutions acidified to pH=3.33.5 through AM-2B and VP-1P ion exchange resins, gold is sorbed on ionite AM-2B up to 3.9 mg/g and on the VP-1P anion exchanger up to 1.5 mg/g (Table 1).
Table 1. Sorption of gold and base, alkali and alkaline earth metals on AM-2B ion exchanger from acidified tailing waste solutions.
Name of ion exchange resin Metals content in ion exchangers resin, mg/g
Au Ag Ni Cu Co Zn
AM-2B 3.9 0.22 0.12 0.05 3.2 0.78
VP-1P 1.5 0.08 0.12 0.05 2.6 0.15
Concentration of solution , mg/l
Pond tailing solutions 0.06 0.12 1.5 0.6 0.5 0.4
From table 1 it can be seen that at pH = 3.33.5 gold is quantitatively sorbed on the AM-2B anion exchanger (3.9 mg/g), and on the VP-1P anion exchanger up to 1.5 mg/g [1]. At the same time, the capacity of the AM-2B anion exchanger exceeds the capacity of the VP-1P anion exchanger by 2.6 times. The VP-1P anion exchanger is completely saturated with gold and impurity metal cyanides, and the AM-2B anion exchanger is 45% saturated, because the total capacity of the AM-2B anion exchanger is 8.7 mg/g.
An aqueous technical solution of ammonia (25%) with a volume of 15.0 l was added to the tailings solution of the “pond” with a volume of 100.0 l and passed through a chromatographic column No. 3 with an AM-2B anion weighing 2.0 g in dynamic mode at a speed of 3 ml/min. Then, qualitative and quantitative analysis of the saturated AM-2B resin was carried out. The experimental results of the study showed that if an aqueous solution of ammonia is added to the alkaline solution of the tailings, then gold is sorbed on the AM-2B anion exchanger up to 3.0 mg/g in dynamic mode (Table 2.)
Table 2. Sorption of gold and base, alkali and alkaline earth metals on AM-2B ion exchanger from ammonia solutions of tailing waste.
Name of ion exchange Metals content in ion exchangers resin, mg/g
resin Au Ag Ni Cu Co Zn
AM-2B 3.0 0.25 0.13 0.08 3.0 0.8
Concentration of solution , mg/l
Pond tailing solutions 0.06 0.12 1.5 0.6 0.5 0.4
Thus, if the tailings solution is acidified with sulfuric acid or neutralized to a slightly alkaline medium with an aqueous solution of ammonia, in both cases the cyanide complex [Au(CN)2]-1 is not destroyed, because the cyanide complex of gold has a stability coefficient n=2·1038 and gold is quantitatively sorbed on AM-2B [2].

References
1. Khudaibergenov U., Khodiev Yu., Ashrapov U.T. Method for extracting gold from solutions. Patent of the Republic of Uzbekistan No. IAP 04314. 2006. 3 p.
2. Minutes of meeting No. 118 on laboratory tests of a method for extracting gold from tailing solutions of the GMP-
2 “pond” of the Central Laboratory of Gamma Activation Analysis of JSC NMMC. Zarafshan. 1995. 2 p.

Speaker: Ulugbek Ashrapov (Institute of Nuclear Physics of Academy Sciences of Republic Uzbekistan)

Recovering of Gold From Tailing Waste-3.docx

Subsection 4.2 – “Radiation Technologies” Learning Hall (304)

Learning Hall (304)

Almaty, Kazakhstan

The library building of the Al-Farabi Kazakh National University 71/27 Al-Farabi Avenue

110

НИОКР ПО СОЗДАНИЮ СТЕНДА ПО ПОЛУЧЕНИЮ ВОДОРОДА МЕТОДОМ БЕТА-И ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ (БИПК), А ТАКЖЕ МЕТАНОЛА, КАК ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ТОВАРНОГО ПРОДУКТА

Бета-конверсия, как эффективный метод радиационной технологии обработки углеводородов. Предлагается провести НИОКР для создания стенда-демонстратора нового процесса получения водорода и спиртов путем обработки природного газа ускоренными электронами.
Энергосберегающие эффекты, высокие экономические эффекты показывают на прорывное значение технологии во все мире.

Speaker: Леонид Цой (ООО "Бета-технолоии")

Тезисы на конференцию -1 БиПК.docx
111

Радиационные технологии для пищевой продукции: требования к регламенту обработки, методы идентификации факта облучения, регулирование оборота облученной продукции

Основой применения радиационных технологий (РТ) являет нормативное регулирование. В последние годы развивается система межгосударственных стандартов, определяющих требования к различным аспектам применения РТ – от дозиметрии процесса облучения до идентификации облученной продукции. Следующим шагом является создание технологических регламентов по конкретным этапам радиационной обработки для того, чтобы помочь операторам облучательных установок улучшить свою практику, а также предоставить информацию для органов регулирования, производителей и потребителей.
Технологический регламент разрабатывается для конкретной радиационно-технической установки и включает требования к оборудованию, управлению производственным процессом, контролю эффективности процесса облучения, характеристикам облученной продукции и др. Технологическая схема процесса облучения – это блок схема последовательности выполнения операций, включая основной технологический процесс и вспомогательные работы. Требования к управлению технологическим процессом облучения включают: описание процесса в соответствии с технологической схемой производства; обеспечение воспроизводимости процесса и безопасности работ; обеспечение параметров процесса облучения, включая дозиметрические системы; методы контроля на всех стадиях работы РТУ; перечень процедур на каждой стадии процесса облучения и оценке его эффективности. Основным документом, включающим условия и параметры обработки является Протокол (ГОСТ 8.664-2019).
Необходимость контроля и регулирования оборота облученной продукции в последние годы становится особенно актуальной из-за роста применения РТ в мире, а также в связи с поступлением на рынок немаркированной облученной продукции. Основную опасность представляет как нарушение режимов обработки, так и риск повторного облучения, что может привести к ухудшению качества продукции. Актуальной задачей является разработка методов идентификации и контроля облученной продукции.
Самостоятельную проблему представляет необходимость создания системы гарантии качества и безопасности облученной продукции на протяжении всех процессов производства и обращения. В рамках Таможенного союза отсутствуют инструменты выявления облученной продукции. Развитие рынка РТ невозможно межгосударственного регулирования, которое должно обеспечить мониторинг оборота облученной продукции.
В Российской Федерации реализуется проект создания Программно-аппаратного комплекса «Единая информационно-управляющая система гарантии качества, безопасности, прослеживаемости и сертификации продукции, обработанной ионизирующим излучением». ПАК «ЕИУС» будет интегрирован с технологическим оборудованием центров обработки продукции и состоять из следующих модулей: Модуль «Управления технологическими режимами облучения»; Модуль «Прослеживаемость облученной продукции». ПАК позволяет решить комплекс задач: осуществлять подбор технологического регламента и режима облучения; определять граничные условия для обработки; при импорте идентифицировать страну, производителя, поставщика и Центр радиационной обработки; осуществлять сертификацию партий продукции, прошедших радиационную обработку; выполнять валидацию оборудования и аккредитацию Центра радиационной обработки; осуществлять контроль за продукцией, прошедшей обработку на протяжении всего ее жизненного цикла от Центра облучения или производителя до потребителя. ПАК позволит на одной площадке решить задачи бизнеса и регулирующих органов, что будет способствовать развитию отрасли ядерных технологий и решению задач обеспечения продовольственной безопасности.

Speaker: Prof. Наталья Санжарова

zoom

Тезисы_Санжарова Н.И..docx
112

БЕССЕТОЧНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОР ДЛЯ ЯДЕРНОЙ И ОЖЕ-ЭЛЕКТРОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Цилиндрический зеркальный анализатор с закрытыми торцами (ЦЗАЗТ) рассмотрен в работе [1]. Ввод и вывод заряженных частиц в анализаторе производится через систему сеток, что и является его основным недостатком.
В случае осесимметричных систем потенциал электростатического поля в цилиндрических координатах , , z зависит только от переменных , z и удовлетворяет уравнению Лапласа.

Speaker: Mrs Шугаева Жалгасовна (жен)

Тезис_Шугаева_2024.doc
113
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТРОЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ СКВАЖИН ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ПЛАСТ С ПОМОЩЬЮ ИМПУЛЬСНОГО ГЕНЕРАТОРА НЕЙТРОНОВ
Метод ультразвукового акустического воздействия (АВ) хорошо зарекомендовал себя при восстановлении дебита нефтяных скважин в России, Мексике и других нефтедобывающих странах. Анализ успешности применение метода показал, что средний прирост дебита на одну обработанную скважину составляет более 9 т в сутки.
Рабочее акустическое поле представляет собой продольную ультразвуковую волну давления, стимулирующую в порах пласта нестационарные осциллирующие микротечения. При достаточной интенсивности ультразвукового излучения эти микротечения способствуют очистке зоны извлечения от загрязнений и засорений различного вида [1].
В работе [1] был предложен способ установления таких скважин с целью исключения их из сферы профилактических мероприятий по восстановлению дебита, а также контроля успешности обсуждаемого метода его повышения.
Для реализации такого контроля целесообразно использовать скважинный управляемый излучатель быстрых нейтронов [2], которые образуются в импульсно-периодическом режиме при взаимодействии ускоренного потока дейтронов с металлической мишенью, насыщенной тритием, где осуществляется ядерная реакция синтеза T(d,n)4He. Мишень располагается на катодном электроде запаянной вакуумной ускорительной трубки [3]. Изменение проницаемости коллектора анализировалось с помощью такого устройства методами нейтронного каротажа [4].
При замещении квазицементных образований в порах нефтяного коллектора, исследуемая среда начинает эффективно замедлять быстрые нейтроны, генерируемые излучателем. При этом возрастает их радиационный захват. В результате увеличивается потоков γ-квантов на детектор и скорость счета актов их регистрации, по росту которой можно судить об успешности проведения АВ.
В работе представлены зависимости интегрального счета детектора γ-квантов от координаты, Сравнение полученных кривых говорит об увеличении в процессе АВ интегрального счета событий регистрации гамма-квантов, а, следовательно, и увеличению нефтенасыщенности, а также проницаемости пласта.
В другом эксперименте осуществлялась регистрация тепловых нейтронов, диффундирующих к гелиевому детектору, расположенным в скважинном приборе. Результаты этого эксперимента также говорят об эффективности проведенного АВ.
В третьем эксперименте был реализован способ определения состояния продуктивного пласта [1] импульсным нейтронным методом с закачкой в пласт нейтронопоглощающего вещества (NaCl, CdCl2, GdCl3 и т.д.). В процессе эксперимента осуществлялся анализ временного спектра тепловых нейтронов, образуемых в процессе замедления быстрых нейтронов, генерируемых излучателем в импульсном режиме, характеризуемого следующей зависимостью от времени потока тепловых нейтронов регистрируемых детектором. Полученные данные говорят о том, что после АВ декремент за 8 часов восстанавливается до исходного значения. Это свидетельствует о быстром уходе реагента из пласта, что означает его хорошую гидродинамическую связь со скважиной, определяющую эффективность применения метода АВ. Полученные данные свидетельствуют об эффективности предлагаемой методики нейтронного контроля успешности АВ. Для повышения контрастности измерений можно использовать раствор GdCl3.
1. Бердоносова Н.В., Богданович Б.Ю., Ворончихин С.Ю., Ильинский А.В., Нестерович А.В., Сбродов В.И., Хасая Д.Р., Шиканов А.Е., Ши-канов Е.А. Способ определения состояния продуктивного пласта импульсным нейтронным методом. Патент РФ № 2517824. Зарегистрирован 03.04.2014 г.
2. Боголюбов Е.П., Рыжков В.И. Портативные генераторы нейтронов Всероссийского НИИ автоматики (ВНИИА) для физических исследований. Приборы и техника эксперимента, №2, 2004, с.160-163.
3. Бессарабский Ю.Г., Боголюбов Е.П., Курдюмов И.Г., Симагин Б.И., Шиканов А.Е. Скважинный излучатель нейтронов. Приборы и техника эксперимента, №5, 1994, с.206-207.
4. Мейер В.А., Ваганов П.А. Основы ядерной геофизики. Л.. Ленинградский университет, 1985, 408 с.
Speaker: Антон Исаев (РТУ МИРЭА)

zoom link

Тезисы 1.docx
114
ПРОЕКТ СКВАЖИННОГО ГЕНЕРАТОРА НЕЙТРОНОВ ДЛЯ ПРЯМОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА МЕТОДОМ АКТИВАЦИИ
В настоящее время в ядерно-геофизических исследованиях нефтегазовых коллекторов большое внимание уделяется прямому определению углерода и кислорода в пласте методами, использующими высокочастотные (частота срабатываний f = 10-20 кГц) нейтронные генераторы и многоканальные спектрометры гамма-излучения неупругого рассеяния и радиационного захвата (С/О-каротаж) [1]. Такие методы имеют преимущество по сравнению с классическими импульсными нейтронными методами косвенной идентификации продуктивных флюидов по дефициту хлора, эффект которых зависит от степени минерализации пластовой воды. Однако, с точки зрения математической обработки и интерпретации данных С/О-каротажа, метод весьма сложен для освоения специалистами.
В докладе предлагается проект аппаратурно-методического комплекса (АМК) на базе скважинного генератора нейтронов (СГН) с запаянной ускорительной трубкой (УТ), с помощью которого можно успешно реализовать альтернативный метод прямого определения изотопа углерода 12С в пласте путем использования эффекта активации в результате ядерной реакции 12С(n,p)12В.
1. Боголюбов Е.П., Миллер В.В., Кадисов Е.М. и др. Ряд аппаратурно-программных комплексов МАРКА для исследования разрезов нефтегазовых скважин спектрометрическими модификациями ГК, НГК, и ИНГК. Сб. материалов Международной конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». М., ВНИИА им. Н.Л. Духова, 2004 г., с. 236–248.
Speaker: Антон Исаев (РТУ МИРЭА)

Zoom link

Тезисы 2.docx
115

Discussion. Summarizing the work of the section

Discussion. Summarizing the work of the section

Full-time participation with the publication of the article	230 USD
Full-time participation without publication	100 USD
On-line participation with the publication of the article	130 USD
On-line participation without publication	Free