Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Качественные модели кинетики образования компактных объектов с сильными внутренними связями. Монография
.pdf
ϕ
111
вой формы имеет затухающий скачок во «фронте» волны, связан-
max
max
:ξ
ный с максимально возможным размером
3
−
ϕ∞ξ ξ <<ξ≤ ξ
,;
0, .
=ξ>ξ
max
Представленные в данной главе соображения позволяют заключить, что разработанный асимптотический метод исследования
кинетики образования компактных объектов с сильными внутренними связями обладает достаточной степенью общности для применения его в соответствующих задачах физики высоких плотностей энергии и физико-химии высокоинтенсивных процессов.
В качестве примера рассмотрим актуальную проблему «островов ста
имеет массовое число
нуклидов данная величина
При
но 184 и массовое число равно
бильности» нуклидов [47, 110]. Элемент рентгений с Z = 111
A = 273 [47]. В сводной таблице кластеров-
A соответствует зародышам – тритонам.
Z = 114 согласно линии 2β-стабильности число нейтронов рав-
A = 298 (см. [110], с. 11). В сводной
таблице наиболее вероятных массовых чисел кластеров-нуклидов в
Приложении близкими числами являются 299 и 302. Эти числа соответствуют зародышам – тритонам и дейтронам. В работе [133],
посвященной получению и развалу элемента 114, упомянуты его
изотопы с
A = 288 и 289. В сводной таблице наиболее близкими
числами являются 290 и 293. Эти числа соответствуют зародышам –
тритонам и дейтронам. На основе различных вариантов вычисления полосы β-стабильности предсказываются также острова стабильности при
Соответствующие массовые числа
Z = 164 и с числами нейтронов 272 или 318 [110].
A = 436 и 482 приблизительно
соответствуют приведенным выше оценкам массового числа конечного нуклида
A
= 470 и 490. В сводной таблице число 436
end
соответствует зародышам – дейтронам, а наиболее близкими к числу 482 являются 483 для зародышей – тритонов и 485 для зародышей – дейтронов. Таким образом, разработанная асимптотическая
модель образования кластеров ядерного вещества на качественном
уровне «вписывается» в общеизвестные представления предсказательного толка в физике атомного ядра.
112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Разработан асимптотический метод исследования кинетики
образования компактных объектов с сильными внутренними связями, основанный на соотношении неопределенностей для координаты и импульса в пространстве размеров объектов – кластеров с
выраженными коллективными квантовыми свойствами, обусловленными обменными взаимодействиями различной физической
природы, зависящей от пространственных масштабов рассматриваемых процессов. Предлагаемый феноменологический подход основан на ана
ных состояниях квантово-механических систем осцилляторов, для
которых произведение неопределенностей (дисперсий) координаты
и импульса принимает минимально возможное в рамках соотношения неопределенностей значение. При таком подходе «ведущими»
процессами являются колебания элементов, составляющих объекты, например, коллективные колебания нуклонов в ядре и фононные возбу
зволяет рассматривать образование и рост субатомных и мезоскопических объектов в рамках одного формализма.
2. На основе линеаризации и качественного анализа решений
кинетического уравнения Фоккера–Планка установлены основные
свойства функции плотности распределения объемно-упакованных
объектов по размерам; получены приблизительные законы роста
среднего размера объектов со времен
3. Получено приблизительное дифференциальное соотношение
для определения законов роста объектов в высокоинтенсивных
процессах с большой энергетикой.
4. Установлено универсальное соотношение между единицами
измерений пространственно-временных и массовых характеристик
фундаментальных и элементарных частиц в процессах жестких
взаимодействий.
логии с общеизвестными представлениями о когерент-
ждения кристаллической решетки мезоструктур. Это по-
ем.
113
5. Предлагаемая асимптотическая модель дает адекватные
оценки массовых характеристик типичных внутриядерных процессов. Отдельно полученные выражения для характерных времен образования и размеров кластеров ядерной материи в астрофизических масштабах соответствуют общеизвестным представлениям о
нейтронных звездах.
6. Полученные законы роста во времени углеродных наноструктур с ковалентными связями и частиц легких актиноидов с
сильным сближением атомов позво
ляют объяснить известные результаты по динамическому и статическому синтезу алмазов из
различных твердых форм углерода, а также опубликованные данные, касающиеся фазовой стабильности и фазовых превращений
плутония.
114
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фон Оппен Г. Объекты и их окружение // Успехи физиче-
ских наук. 1996. Т. 166, № 6. С. 661–670.
2. Кадомцев Б. Б. Динамика и информация // Успехи физиче-
ских наук. 1994. Т. 164, № 5. С. 449–530.
3. Суздалев И. П. Физико-химия нанокластеров, наноструктур
и наноматериалов. М.: КомКнига, 2006.
4. Пул-мл. Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнология. Москва: Техносфера,
2007.
5. Панин В. Е., Фомин В. М., Титов В. М. Физические принц
пы мезомеханики поверхностных слоев и внутренних границ раздела в деформируемом твердом теле // Физическая мезомеханика.
2003. Т. 6, № 2. С. 5–14.
6. Наймарк О. Б. Структурно-скейлинговые превращения в ан-
самблях зернограничных дефектов: закономерности перехода и
свойства материалов в нанокристаллическом состоянии // Белая
книга по нанотехнологиям / Под ред. В. Я. Шевченко М.: Физматлит, 2008.
7. Псахье С. Г., Зольник
ов К. П., Дмитриев А. И., Руденский Г. Е.,
Железняков А. В., Меньшикова Т. В. Влияние кристаллической ориентации на поведение незамкнутых наноструктур. Моделирование
методом молекулярной динамики // Физическая мезомеханика.
2008. Т. 11, № 6. С. 21–24.
8. Слядников Е. Е. Двухуровневая квантовая си
стема в деформированном кристалле // Физическая мезомеханика. 2003. Т. 6, № 3.
С. 23–28.
9. Малыгин Г. А. Размытые мартенситные переходы и пластичность кристаллов с эффектом памяти формы // Успехи физических наук. 2001. Т. 171, № 2. С. 187–212.
10. Малыгин Г. А. Наноразмерные эффекты при мартенситных
превращениях в сплавах с памятью формы // Физика твердого тела.
2008. Т. 50. Вып. 8. С. 14
80–1485.
и-
115
11. Киржниц Д. А., Герштейн С. С. Обменное взаимодействие //
Физическая энциклопедия. Т. 3. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 371–372.
12. Лин Э. Э. Качественные диффузионные модели взрывного
образования кластеров с квантовыми свойствами // Фракталы в
прикладной физике / Под общей ред. А. Е. Дубинова. Арзамас-16:
ВНИИЭФ, 1995. С. 20–46.
13. Лин Э. Э. Качественные диффузионные модели взрывной
кластеризации сплошны
х сред с квантовыми свойствами // Докл.
междунар. конф. IV Забабахинские научные чтения. Снежинск:
РФЯЦ-ВНИИТФ, 1995. С. 208–218.
14. Лин Э. Э. Асимптотические модели кинетики роста наноструктурированных мезообъектов с сильными межатомными связями: Препринт № 106. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2010.
15. Lin E. E. Mesokinetics of Growth of Nanostructured Objects
with Strong Interatomic Bonds // Advances in Chemistry Research.
Nova Science Publishers. 2010. Vol. 5. P. 171–190.
16. Манько В. И. Когерентное состояние // Физическая энциклопедия. Т. 2. М.: Советская энциклопедия. 1990. С. 392
–394.
17. Наждаков Е. Г. Модели динамических симметрий ядра //
Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1990. Т. 21. Вып. 2.
С. 467–536.
18. Wagner P. and Zhong Y. M. Cluster formation in disordered
systems and nuclear fragmentation // Nuclear Physics A. 1995. Vol. A592,
No. 3. P. 385–412.
19. Кляцкин В. И. Динамика стохастических систем: Курс лекций. М.: Физматлит, 2003.
20. Hellen E. K. and Alava M. J. Persistence in cluster-cluster aggregation // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 66. P. 026120-1 – 026120-9.
21. Bording J. K. and Taft J. Molecular-dynamics simulation of
growth of nanocrystals in an amorphous matrix // Phys. Rev. B. 2000.
Vol. 62. No. 12. P. 8098–8103.
22. Смирнов Б. М. Кластеры и фазовые переходы // Успехи физических наук. 2007. Т. 177, № 4. С.369–373.
23. Замятнин Ю. С., Михе
ев В. Л. Третьякова С. П., Фурман В. И.,
Кадменский С. Г., Чувильский Ю. М. Кластерная радиоактивность –
116
достижения и перспективы. Эксперимент и теория // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1990. Т. 21. Вып. 2. С. 537–594.
24. Лин Э. Э. Асимптотическая модель образования кластеров
ядерной материи // Тр. Междунар. конф. XII Харитоновские тематические научные чтения «Проблемы физики высоких плотностей
энергии». Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2010. С. 262–266.
25. Панов И. В., Тилеманн Ф.-К. Проблема дел
ения и r-процесс:
конкуренция между вынужденным и запаздывающим делением //
Письма в астрономический журнал. 2004. Т. 30, № 9. С. 711–720.
26. Хеккер З. С. Плутоний – от атомов к микроструктуре //
Плутоний. Фундаментальные проблемы: Пер. с англ. / Под ред.
Б. А. Надыкто и Л. Ф. Тимофеевой. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ. 2003
Т. 2. C. 292–337. (Hecker S. S. in Challenges in Plutonium Science //
Los Alamos Science. 2000, No. 26. P. 290 )
27. Уильямс Л., Адамс У. Нанотехнологии без тай
н. М.: Эксмо,
2009.
28. Альтман Ю. Военные нанотехнологии. М.: Техносфера, 2008.
29. Лин Э. Э. Определение ширины детонационной зоны на
основе принципа неопределенности // Письма в журнал технической физики. 2011. Т.37. Вып. 10. С. 9–12.
30. Лин Э. Э. О кластерном механизме синтеза алмаза в экстремальных условиях кавитации // Письма в журнал технической
физики. 2011. Т. 37. Вып. 13. С. 9–1
3.
31. Ферми Э. Квантовая механика (конспект лекций). М.: Мир,
1968.
32. Пугачев В. С., Синицин И. Н. Стохастические дифференциальные системы. Анализ и фильтрация. М.: Наука, 1990.
33. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М. Наука,
1973.
34. Лин Э. Э. Агрегация квантовых компактных кластеров в
консервативных стохастических системах // ПЖТФ. 1992. Т. 18.
Вып. 15. С. 8
2–85.
35. Дмитриев В. П. Стохастическая механика. М.: Высшая
школа, 1990.
36. Мигдал А. Б., Крайнов В. П. Приближенные методы квантовой механики. М.: Наука, 1966.
117
37. Смирнов В. И. Курс высшей математики. Т. 2. М.: Наука,
1967.
38. Пономарев Л. И. Неопределенностей соотношения // Физи-
ческая энциклопедия. Т. 3. / Под ред. А. М. Прохорова. М.: Большая Российская энциклопедия. 1992. С. 322.
39. Кулаков В. М. Ядерные свойства нуклидов // Физические
величины: Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. С. 9
93–1044.
40. Кадменский С. Г., Кургалин С. Д., Фурман В. И., Чувиль-
ский Ю. М. Полуэмпирический метод анализа относительных вероятностей спонтанной эмиссии тяжелых кластеров // Ядерная физика. 1993. Т. 56. Вып. 8. С. 80–89.
41. Замятнин Ю. С., Кадменский С. Г., Кургалин С. Д. и др. Где
искать новые примеры кластерного распада // Ядерная физика.
1994. Т. 57, № 11. С. 198
1–1994.
42. Певзнер М. И. Ядра атомного деление // Физический энцик-
лопедический словарь. Т. 5. / Под ред. Б. А. Введенского, М. С. Козодаева. М.: Изд-во Советская энциклопедия, 1966. С. 567–570.
43. Обухов А. И., Григорьев И.С. Деление ядер // Физические
величины: Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова.
М.: Энергоатомиздат, 1991. С. 1094.
44. Панов И. В., Корнеев И. Ю., Тилеманн Ф.-К. Сверхтяжелые элементы и r-процесс // Ядерная физика. 2009. Т. 72, № 6.
С. 1070–1077.
45. Ольховский В. С. К исследованию ядерных реакций и распадов с помощью анализа их длительностей // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1984. Т. 15. Вып. 2. С. 289–329.
46. Лейкин Е. М. Ядерные реакции // Физическ
ий энциклопедический словарь. Т. 5. / Под ред. Б. А. Введенского, М. С. Козодаева. М.: Изд-во Советская энциклопедия, 1966. С. 555–559.
47. Ишханов Б. С., Капитонов И. М., Юдин Н. П. Частицы и
атомные ядра. М.: Изд-во ЛКИ, 2007.
48. Валантен Л. Субатомная физика: ядра и частицы. В 2-х то-
мах: Пер. с франц. / Под ред. Н.Н. Колесни
кова. М.: Мир, 1986.
49. Жакоб М., Ландшофф П. Внутренняя структура протона //
Успехи физических наук. 1981. Т. 133. Вып. 3. С. 505–518.
118
50. Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. М.: Изд-во ЛКИ,
2008.
51. Neufeld R. B. and Mueller B. Sound Produced by a Fast Parton
in the Quark-Gluon Plasma is a «Crescendo» // Phys. Rev. Lett. 2009.
Vol. 103. P. 04321-1 – 04321-4.
52. Надежин Д. К. Нейтронные звезды // Физическая энцикло-
педия. Т. 3 / Под ред. А. М. Прохорова. М.: Большая Российская
энциклопедия, 1992. С. 280–283.
53. Утробин В. П. Сверхновые звезды // Физическая энциклопедия. Т. 4 / Под ред. А. М. Прохорова, М.: Большая Российская
энциклопедия, 1994. С. 433–435.
54. Верещагин А. Л. Дет
онационные наноалмазы. Бийск: Изд-
во Алт. гос. техн. ун-та, 2001.
55. Лозовик Ю. Е., Попов А. М. Образование и рост углеродных наноструктур – фуллеренов, наночастиц, нанотрубок и конусов // Успехи физических наук. 1997. Т. 167, № 7. С. 751–774.
56. Лин Э. Э. Стохастическая модель ударно-индуцированного
роста кристаллических мезосистем в конденсированных сре
дах //
Тр. Междунар. конф. V Забабахинские научные чтения. Снежинск:
РФЯЦ-ВНИИТФ, 1999. С. 679–688.
57. Лин Э. Э. О кинетике роста однооболочечной углеродной
нанотрубки // Докл. АН. 2001. Т. 389, № 6. С. 757–758.
58. Фольмер М. Кинетика образования новой связи. М.: Наука,
1986.
59. Казакова И. В., Анисичкин В. Ф., Гадияк Г. В. Моделирование столкновения двумерных кластеров // Химическая физика.
1994
. Т. 13, № 3. С. 35–40.
60. Цянь Сюэ-сень. Физическая механика. М.: Наука, 1965.
61. Якубов Т. С. О теплоемкости твердых тел, проявляющих
фрактальный характер // Докл. АН СССР. 1990. Т. 310, № 1.
С. 145–149.
62. Морохов И. Д., Петинов В. И., Петрунин В. Ф., Турусов Л. И.
Структура и свойства малых металлических частиц // Успехи физических наук. 1981. Т. 1
33. В. 4. С. 653–692.
63. Петров Ю. И. Кластеры и малые частицы. М.: Наука, 1986.
64. Мальков И. Ю. Коагуляция углерода в условиях нестацио-
119
нарных течений продуктов детонации // Физика горения и взрыва.
1994. Т. 30, № 5. С. 155–157.
65. Дж. Рейсленд. Физика фононов. М.: Мир. 1975. С. 115. (Reissland J.A. The Physics of Phonons. John Wiley and Sons LTD: London - New York – Sydney - Toronto. 1973.)
66. Лин Э.Э. О кластерном механизме образования алмазов из
различных твердых форм углерода // ФТТ. 2000. Т. 42. В. 10. С.
1893–1898.
67. Титов В. М., Анисичкин В. Ф., Мальков И. Ю. Исследова-
ние процесса синт
еза ультрадисперсного алмаза в детонационной
волне // Физика горения и взрыва. 1989. Т. 20, № 3. С. 117–126.
68. Анисичкин В. Ф. Долгушин Д. С., Петров Е. А. Влияние
температуры на процесс роста ультрадисперсных алмазов в детонационной волне во фронте ДВ // Физика горения и взрыва. 1995.
Т. 31, № 1. С. 109–112.
69. Анисичкин В. Ф. Явление резонансной твердофазной коа-
енции малых частиц алмаза в продуктах взрыва // Химическая
лесц
физика. 1993. Т. 12, № 5. С. 605–608.
70. Выскубенко Б. А., Лин Э. Э., Сиренко А. В. О возможности
регистрации люминесцентного излучения ультрадисперсных алмазов в детонационной волне // Физика горения и взрыва. 1993. Т. 29,
№ 1. С. 134–135.
71. Верещагин А. Л., Сакович Г. В., Брыляков П. М., Золотухина И. И., Петрова Л. А., Новосе
лов Н. Н. Строение алмазоподобной
фазы углерода детонационного синтеза // Докл. АН СССР. 1990.
Т. 314, № 4. С. 866–867.
72. Байдакова М. В., Вуль А. Я., Сиклицкий В. И., Фалеев Н. Н.
Фрактальная структура кластеров ультрадисперсного алмаза // Физика твердого тела. 1998. Т. 40, № 4. С. 776–780.
73. Алексенский А. Е., Байдакова М. В.,
Вуль А. Я., Сиклиц-
кий В. И. Структура алмазного нанокластера // Физика твердого
тела. 1999. Т. 41, № 4. С. 740–744.
74. Малышев А. Н., Жогова К. Б., Лин Э. Э. и др. Исследование
термодинамических свойств детонационных наноалмазов и порошков, получаемых путем их динамического компактирования // Тру-
120
ды Международной конференции V Забабахинские научные чтения. Снежинск: РФЯЦ-ВНИИТФ, 1999. С. 697–700.
75. Хлопкин М.Н. Теплоемкость / Физические величины: Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. С.205.
76. Уолкер Ф. Е. Инициирование и детонация взрывчатых веществ – альтернативная концепция // Химическая физика. 1993. Т. 12,
№ 5. С. 693–698.
77. Лин Э. Э. Агрегац
ия компактных кластеров во фронте удар-
ной волны в конденсированном веществе // Химическая физика.
1993. Т. 12, № 3. С. 299–303.
78. Гордеев С. К., Жуков С. Г., Никитин Ю. И., Полторацкий В. Г.
Композиционные материалы: ультрадисперсный алмазо-пироуглерод // Неорганические материалы. 1995. Т. 31, № 4. С. 470–474.
79. Тен К. А., Титов В. М., Лукьянчиков Л. А. и др. Динамика
конденсац
ии углерода при пересжатой детонации в тротиле // Тез.
докл. Межд. конф. XI Харитоновские научные чтения «Экстремальные состояния вещества. Детонация. Ударные волны» Саров:
РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2009. С. 76–77.
80. Выскубенко Б. А, Даниленко В. В., Лин Э. Э., Мазанов В. А.,
Серова Т. И, Сухаренко В. И., Толочко А. П. Влияние масштабных
факторо
в на размеры и выход алмазов при детонационном синтезе //
Физика горения и взрыва. 1992. Т. 28, № 2, С. 108–109.
81. Ястребов С. Г., Иванов-Омский В. И. Функция распределения ультрадисперсных алмазов по размерам // Письма в журнал
технической физики. 2008. Т. 34. Вып. 6. С. 73–79.
82. Лин Э. Э., Новиков С. А., Глушак А. Б. и др. Исс
ледование
условий получения порошков и компактов на основе наноалмаза //
Труды Международной конференции V Забабахинские научные
чтения. Снежинск: РФЯЦ-ВНИИТФ, 1999. С. 672–678.
83. Лин Э. Э. Импульсное нагружение объектов при сильном
расширении продуктов взрыва твердых взрывчатых веществ. Обзор
// Физика горения и взрыва. 2005. Т. 41, № 3. С. 3–28.
84. Даниленко В. В. Синтез и спекание алмаза взрывом. М.:
Энергоатомиздат, 2003. С. 46.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]