Создана модель проточного ультразвукового (УЗ) фракционирования и определены условия ее адекватного применения для фракционирования одно- и двухкомпонентных частиц взвешенного вещества природных вод с неорганическими компонентами разной природы. Выполнено численное моделирование процесса фракционирования по размерам неорганических и гетерогенных частиц (неорганический компонент + гуминовые вещества) при параллельном наложении УЗ поля и потока в вертикально расположенной камере при разных схемах организации потока для широкого диапазона параметров поля (1÷4.5 МГц, 1÷20 Дж·м-3). Расчеты выполнены для частиц с плотностью 1200÷ 9000 кг·м-3 при объемном содержании неорганической основы от 1.0 до 0.0, т. е. охватывают весь диапазон реальных составов частиц. Разработаны алгоритмы выбора оптимальных параметров УЗ поля и скоростей потока для фракционирования смесей частиц разной природы и состава по физическим свойствам компонентов. Рассчитаны предельно достижимые параметры разделения частиц по размеру. Показано, что метод можно использовать - в зависимости от условий (параметров поля и схемы организации потока) - для последовательного многоступенчатого разделения частиц по размеру, для одноступенчатого выделения узких фракций частиц, для фракционирования частиц по плотности и по природе. Определены оптимальные условия для решения разных задач фракционирования. Предложен метод интегральной оценки качественного состава природных вод по характеру распределения слоев частиц разной природы в ультразвуковом поле стоячей волны в статическом режиме.

Бесплатно

Универсальная модель для расчета динамики ионов в плотном газе и сильных электрических полях

Курнин Игорь Васильевич

Статья научная

Представлена расчетная модель, позволяющая моделировать динамику ионов в плотном газе в электрических полях. Метод основан на комбинации направленного движения иона в вязкой среде и диффузионной составляющей. Сравнение результатов тестовых расчетов, полученных с помощью предложенного метода, с результатами, полученными по модели с учетом индивидуальных столкновений ионов с молекулами газа и модифицированной статистической диффузионной модели, показывает применимость метода в широком диапазоне давлений газа и величин поля.

Бесплатно

Универсальный измеритель содержания О2 в воздухе, жидкостях и биологических тканях

Кислякова Л.П., Кисляков Ю.Я., Евдокимов Г.Р., Лазарев М.Е.

Статья научная

Описан измеритель содержания кислорода, который является универсальным прибором для измерения парциальных давлений и содержания О2 в воздухе, жидких средах и биологических тканях. Он может быть использован для измерения этих параметров различными датчиками с высокой точностью в больших пределах их изменений. Одновременно прибор позволяет контролировать характеристики датчиков и условия проведения экспериментов. Сетевое и автономное питание, а также малые габариты позволяют использовать его как в стационарных, так и в экспедиционных условиях при проведении биологических, медицинских, экологических и химических исследований.

Бесплатно

Уникальные научные установки Института электрофизики УРО РАН

Кайгородов Антон Сергеевич

Статья научная

В работе приводятся перспективные разработки ИЭФ УрО РАН в области создания мощного импульсного оборудования, способного генерировать пикосекундные потоки заряженных частиц, напряжение с пиковой мощностью 6 ГВт при длительности импульса 7 нс, а также рентгеновское излучение со значительно сниженной дозой облучения. С помощью созданного оборудования реализованы такие методы синтеза порошков, как электрический взрыв проволоки и лазерное испарение, а также магнитно-импульсное прессование таких порошков.

Бесплатно

Управление микропотоками вещества в канале микрофлюидного чипа с помощью регулируемых тепловых полей

Буляница А.Л.

Статья научная

Рассматривается способ регулирования микропотоков вещества при помощи управляемых тепловых полей в микроканалах чипа при электрофоретическом разделении пробы. Анализируется вклад различных эффектов (тепловое действие электрических полей, конвекция, температуропроводность и т.д.) в процесс нагревания вещества в канале. Рассмотрены возможные реализации этого способа управления от простейшего - термостабилизации микроканала до подключения следящей системы с обратной связью по регистрации выхода различных компонентов. Описанный способ управления сравнивается с традиционными, такими как выбор геометрии канала, ввод микрореактора с регистрацией продукта, модификация поверхности канала и т.д.

Бесплатно

Упрощение трипсинового гидролизата протеома E. coli при поиске пептидов РНК-полимеразы методом масс-спектрометрии с электрораспылительной ионизацией (ES-TOF-MS)

Корнева Е.С., Верещагин А.Л., Новиков А.В., Грачев М.А.

Статья научная

Упрощение трипсинового гидролизата протеома E. coli при поиске пептидов РНК-полимеразы достигнуто путем применения гельпроникающей хроматографии. В результате анализа методом времяпролетной масс-спектрометрии с электрораспылительной ионизацией полученных при хроматографии фракций идентифицированы пептиды, наличие которых свидетельствует о присутствии РНК-полимеразы в исходном суммарном белке.

Бесплатно

Условия эффективности применения метода простого интервального оценивания

Буляница А.Л.

Статья научная

Метод простого интервального оценивания предполагает применение экстремальных порядковых статистик для оценивания математического ожидания случайной величины. Ранее было сформулировано, что необходимым условием большей эффективности этой оценки по сравнению с оценкой выборочного среднего является ограниченность помехи. В работе показано, что данное условие не является достаточным и должно быть дополнено требованием невырожденности помехи на границе диапазона.

Бесплатно

Усовершенствованная физико-математическая модель полупроводникового детектора гамма-излучения на основе использования метода статистических испытаний

Попов Ю.А., Прозорова И.В., Прозоров А.А., Сабитова Р.Р.

Статья научная

Актуальность исследований обусловлена тем, что нейтронно-активационный анализ (НАА) является одним из удобных способов определения состава образцов природного и техногенного происхождения. Среди таких объектов - уникальные образцы пород, минералов, конденсаты, пыль, "горячие" частицы и т.д. При этом результативность анализа зависит от применяемых методов и методик. НАА является высокочувствительным (до 10-14 г), мультиэлементным, неразрушающим, менее зависящим от массы и состава образца, от форм нахождения элементов. Основной целью исследования являлось создание информативной имитационной модели полупроводникового детектора на основе кристаллов из особо чистого германия (ОЧГ-детектора) GC1518 как инструмента исследования методом Монте-Карло процессов взаимодействия гамма-квантов с кристаллом детектора. Объекты исследований - отклик детектора, полученный экспериментально и с помощью модели, использующей метод Монте-Карло. Основным инструментом, используемым для проведения инструментального нейтронно-активационного анализа, является полупроводниковый ОЧГ-детектор на основе кристаллов под общей маркировкой HPGe...

Бесплатно

Установка для выращивания монокристаллов сапфира методом Киропулоса с устройством динамического взвешивания кристалла и автоматическим управлением с обратной связью

Бородин А.В., Бородин В.А., Смирнов К.Н., Ширяев Д.Б., Францев Дмитрий Николаевич, Юдин М.В.

Статья научная

В настоящее время широкое распространение для промышленного производства монокристаллов сапфира оптоэлектронного качества получил метод Киропулоса (ГОИ). Суть метода заключается в том, что выращивание монокристаллов осуществляется непосредственно в расплаве путем плавного снижения температуры. Обычно управление процессом построено на снижении мощности нагрева согласно заданной функции времени, которая подбирается эмпирически на основании оценок качества кристаллов, полученных в предыдущих процессах. В последние годы для контроля процесса выращивания кристаллов из расплава методом Киропулоса стали применяться датчики веса кристалла. Главным преимуществом контроля процесса кристаллизации с помощью динамического взвешивания является возможность непрерывно измерять и стабилизировать, используя систему обратной связи, массовую скорость кристаллизации, положение и поперечную площадь фронта кристаллизации, т. е. фактически управлять тепло- и массопереносом в области фазового перехода. Однако для метода Киропулоса реализация такой системы требует разработки устройства высокоточного динамического взвешивания выращиваемого кристалла, а также алгоритмов автоматического управления с обратной связью. В настоящей работе рассматриваются особенности конструкции и алгоритмов автоматического управления установки НИКА-М60, позволяющие реализовать автоматическое управление процессом кристаллизации с обратной связью по каналам мощности нагревателя и скорости вытягивания кристалла.

Бесплатно

Установка для исследования электронных корреляционных эффектов

Маслов В.И., Хусаинов А.Х., Шилов А.Л.

Статья научная

Описана установка для исследований пространственно-временных электронных корреляций как в эмиссионном потоке, так и внутри самого эмиттера электронов. Измерения проводятся при динамической откачке в вакууме (10^-6-10^-7 Па). В режиме измерения статистики полевой электронной эмиссии при потоке электронов до 10^3 е/с чувствительность к парным актам составила величину

Бесплатно

Установка хлорид-гидридной газофазной эпитаксии для выращивания объемных слоев нитрида галлия

Вороненков Владислав Валерьевич, Бочкарева Н.И., Вирко М.В., Горбунов Р.И., Зубрилов А.С., Коготков В.С., Латышев Ф.Е., Леликов Ю.С., Леонидов А.А., Шретер Ю.Г.

Статья научная

Хлорид-гидридная газофазная эпитаксия - перспективный метод для промышленного производства подложек нитрида галлия. Однако HVPE-реакторов для выращивания объемных слоев GaN и AlN на рынке нет. Нами разработан HVPE-реактор для массового производства объемных эпитаксиальных слоев нитридов галлия и алюминия.

Бесплатно

Устойчивость ионного движения в периодических электростатических полях

Веренчиков А.Н., Явор М.И.

Статья научная

В работе исследованы вопросы устойчивого удержания ионов в периодических и неоднородных электростатических полях. В качестве примеров рассмотрены ионные каналы, образованные последовательностью линз, а также электростатические ловушки и многоотражательные времяпролетные масс-спектрометры, сформированные ионными зеркалами. В линейном приближении показано, что периодические плоско- и осесимметричные поля обладают фокусирующими свойствами и удерживают ионные пучки в большом диапазоне энергии ионов. Введено понятие эффективного удерживающего потенциала, характеризующего стабильность ионного движения как сопротивляемость системы внешним воздействиям, включая электростатические или магнитные отклонения или случайное рассеивание. Обнаружены эффекты нелинейной устойчивости ионного движения в периодических системах. Показано, что движение ионных пучков в зеркальных периодических системах становится более стабильным при компенсации хроматических аберраций.

Бесплатно

Устранение осевого астигматизма в краевых полях сферического секторного дефлектора

Помозов Т.В., Явор М.И.

Статья научная

Предложен способ устранения дефокусировки пучков заряженных частиц в плоскости дисперсии в краевых полях секторного дефлектора. Метод основан на создании с помощью модификации геометрии краевой области дефлектора немонотонного распределения напряженности отклоняющего электростатического поля на оптической оси.

Бесплатно

Устройство полуавтоматической пробоподготовки для анализа следов бериллия в воздухе рабочего помещения с помощью масс-спектрометрии ЭРИАД (электроспрей)

И. А. Громов, Д. О. Кулешов, О. А. Беляева, Н. Р. Галль

Статья научная

Статья посвящена описанию разработанного устройства полуавтоматической пробоподготовки для анализа следов бериллия в воздухе рабочего помещения с помощью масс-спектрометрии ЭРИАД (электроспрей). Принцип его работы основан на адсорбции пыли, содержащей бериллий, заряженными каплями растворителя, образующимися при пневмораспылении в электрическом поле, и последующем сборе пробы с орошаемого фильтра, ее разбавлении протонирующим раствором и анализе в масс-спектрометре. Устройство позволяет проводить экспрессный анализ со временем пробоподготовки менее 20 мин. В процессе пробоподготовки сводятся до минимума ручные операции, за исключением финального разбавления пробы для электрораспыления.

Бесплатно

Устройство для исследования локальных диссипативных процессов в твердых материалах различной химической природы, строения и структуры

Ломовской Виктор Андреевич

Статья научная

Рассматривается устройство и проводится теоретический анализ выявления локальных областей диссипативных потерь по спектрам внутреннего трения локальных областей неупругости для решения основной задачи физико-химической механики: (химическая природа, строение, структура)-(физико-химические и физико-механические характеристики)-(синтез материалов с заданными свойствами).

Бесплатно

Устройство для концентрации микробиоты воздуха закрытых помещений

Дмитриев А.Ф., Морозов В.Ю.

Статья научная

Описывается устройство, которое обладает существенными конструктивными отличиями, обеспечивающими возможность отделения и концентрации аэрозольных частиц из воздуха в ёмкости с жидкостью или на поверхности мембранного фильтра с последующим их бактериологическим исследованием. Является простым, надёжным и доступным в изготовлении и эксплуатации. Использование предлагаемого устройства обеспечивает высокое качество улавливания за счет вихревого вращательного поступления воздушного потока в камеру с улавливающей жидкостью и ее барботации, осаждения микроорганизмов под действием центробежных сил и использования бактериального фильтра. Результаты в сравнении с данными методов Коха, Дьяконова и полученными с помощью аппарата Кротова показали более высокий уровень эффективности использования устройства в экспериментах по контролю качества обработки воздушной среды закрытых помещений для лабораторных экспериментальных животных.

Бесплатно

Устройство для получения квазиравномерного углового распределения треков корпускулярного излучения в пленочном материале

Гусинский Г.М.

Статья научная

Предложены два варианта устройства для облучения ионами легко деформируемой пленки, обеспечивающие близкое к осесимметричному квазиравномерное распределение направлений треков в диапазоне ≈ 1 стерадиан. Эти устройства могут быть использованы при изготовлении трековых мембран третьего поколения, позволяющих многократно увеличить производительность трековых мембран без ухудшения их селективности.

Бесплатно

Устройство для электропорации клеток

Хохлов A.M., Шугайло В.В., Кононенко В.В., Костенко С.А.

Краткое сообщение

В Институте биологического приборостроения РАН разработан прибор для электропорации клеток, использующейся в клеточной инженерии, биотехнологии и биологии. Электропоратор состоит из двух электрически связанных блоков - контроллера и камеры. Контроллер формирует электрические сигналы, необходимые для процесса электропорации. Одиночный импульс или серия импульсов генерируются в двух диапазонах. В 1-м диапазоне амплитуда импульсов от 100 до 500 В при длительности от 300 мкс до 99 мс. Во 2-м диапазоне - от 500 до 3000 В длительностью от 5 до 99 мкс. Число импульсов в серии от 1 до 99. После окончания серии импульсов раздается звуковой сигнал. Камера выполнена на стандартной чашке Петри диаметром 90 мм. Электроды из нержавеющей стали обеспечивают наибольшую равномерность электрического поля. Расстояние между электродами можно изменять с шагом 2 мм. Обеспечена полная безопасность от поражения электрическим током. Изготовлены образцы приборов и проведены испытания на соответствие техническим условиям.

Бесплатно

Устройство хронирования информации автономной информационно-измерительной системы

Левченко Д.Г., Носов А.В., Парамонов А.А., Симонов В.Н.

Статья научная

Описываемое устройство относится к области приборостроения, а именно к обеспечению временнoй привязки регистрируемой информации в автономных информационно-измерительных системах (АИИС), например в донных геофизических станциях. Цель работы - повышение точности временнoй привязки в АИИС с ограниченным потреблением энергии питания.

Бесплатно

Уточнение условий устойчивости движения ионов в электростатической ловушке, интегрируемой в эллиптических координатах

Соловьев Константин Вячеславович, Виноградова М.В.

Статья научная

Для электростатических полей идеально фокусирующих ловушек, реализующих разделяемое в эллиптической системе координат движение заряженной частицы, уточнены условия, при которых обеспечивается финитное по всем координатам движение частицы. Для нулевых и близких к ним значений параметра поля μ найдены аналитические точные и приближенные соотношения, связывающие начальные данные и параметры поля, гарантирующие финитность движения.

Бесплатно

Журнал