МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»
X Международная молодежная научная
школа-конференция
«Современные проблемы физики
и технологий»
СБОРНИК ТЕЗИСОВ ДОКЛАДОВ
Москва, 25–27 апреля 2023 г.
Москва 2023
УДК 53:539.1:62:004(06)
ББК 22.3:32.97
М43
X Международная молодежная научная школа-конференция «Современные
проблемы физики и технологий»: Сборник тезисов докладов. Москва, 25–27
апреля 2023 г. М.: НИЯУ МИФИ, 2023. – 424 с.
Сборник содержит тезисы докладов, включенных в программу
X Международной молодежной научной школы-конференции «Современные
проблемы физики и технологий», проводимой 25–27 апреля 2023 г. Тематика
докладов охватывает широкий круг вопросов, связанных с современными
проблемами безопасности функционирования производств, развития современных
экологичнских технологий, утилизации отходов промышленного производства и
ядерной энергетики, современные методы прогноза, оценки и управления
рисками,
международным
научно-технологическим
сотрудничеством,
современным проьлемам цифровизации экономики.
Сборник подготовлен для исследователей, в область интересов которых входят
перечисленные проблемы.
Ответственные редакторы: Кружалова О.В.
Статьи сборника издаются в авторской редакции.
Статьи получены до 15 апреля 2023 г.
ISBN 978-5-7262-2980-5
© НИЯУ МИФИ, 2023
Подписано в печать 17.07.2023. Формат 6084 1/16
Печ. л. 26,5. Изд. № 005-2. Тираж 100 экз.
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ».
Типография НИЯУ МИФИ.
115409, Россия, Москва, Каширское шоссе, 31.
Оглавление
СЕКЦИЯ ЯДЕРНЫЕ ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИИ, АТОМНАЯ
ЭНЕРГЕТИКА И НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ………………………………… 24
И.А. Аксенов, М.В. Кащеев
Характеристики кольцевого ребра треугольного профиля с
энерговыделением для нестационарного состоян.……………………………25
В.В. Алексеев, Ю.В. Богомолов
Расширенный SVD-алгоритм обратной свертки……………..……….…... 27
А.Е. Арышева, А.А. Булавская, А.А. Григорьева, И.А. Милойчикова,
С.Г. Стучебров
Разработка детектирующего устройства для определения поперечного
распределения интенсивности пучков ионизирующего излучения ........ 30
Т.Э. Бикбаев, М.Ю. Хлопов, А.Г. Майоров
Взаимодействие атомов О-гелия скрытой массы с ядрами вещества ........ 32
Д.А. Владимиров, В.Ю. Рогожкин, Т.Б. Алеева, П.А. Пугачев
Применение программного кода SERPENT для моделирования метода
множественности нейтронов в счетчиках нейтронных совпадений .......... 34
Е.П. Волков, Д.М. Громушкин, В.В. Киндин, Д.О. Чернов
Исследование полусферических ФЭУ EMI 9350 И EMI D642 для
установок по исследованию нейтронной компоненты ШАЛ ..................... 37
Д.В. Газизова, М.Б. Амельчаков, В.С. Воробьев, Е.А. Задеба, Р.В.
Николаенко, И.А. Шульженко, Д.М. Громушкин
Изучение влияния эрбиевого выгорающего поглотителя на нейтроннофизические характеристики ТВС (на примере модели Z49A2……….….. 39
Э.А. Гердт, Р.А. Внуков, Н.О. Колмакова
Анализ совместных событий установок ПРОТОТРЕК И НЕВОД-ШАЛ
……………………………………………………………..……………….… 41
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
О.А. Голуб, А.Г. Майоров
Сечение неупругого взаимодействия ядер с зарядом от 3 до 6 с ядрами
вольфрама по данным космического эксперимента ПАМЕЛА ................. 43
В.С. Голубков, А.Г. Майоров
Среда для моделирования жизни космических частиц в магнитосфере
Земли и ее практическое применения .......................................................... 44
Д.В. Голяев, В.Н.Федосеев
Прогнозирование размеров отложений на поверхности теплообменников
кольцевого сечения ........................................................................................ 45
Горячкин П.Д,Н.А.Щербина, Крипак В.Р.
Оценка возможности использования очищенного от РЗЭ фоcфогипса в
качестве дисперсного наполнителя композиционных материалов. ........... 48
M.П. Гуделев, А.Н. Дмитриева, М.Ю. Целиненко
Создание модели мобильного мюонного годоскопа в GEANT4................ 51
В.С. Жарова, К.К. Казакова, Е.Ю. Солдатов
Оценка фона от неверной идентификации адронной струи как фотона
матричным методом в PP столкновениях для эксперимента ATLAS ........ 53
Е.С.Иваницкая, А.М.Терехова
Моделирование ТВС реактора ВВЭР с применением америция в качестве
выгорающего поглотителя……………..…………………………...…....….55
А.А. Кожухов, М.А. Середина, Д.Ю. Карпенков, Е.А. Колесников,
В.В. Ховайло
Транспортные и магнитные свойства тонких пленок сплавов Гейслера
Mn-Co-Fe-V-Ga ............................................................................................... 57
А.Д. Конотоп, Н.С. Бойко
Установка для тестирования кремниевых фотоумножителей и
сцинтилляционных кристаллов ..................................................................... 59
4
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
М.Л. Лисицин, С.С. Хохлов
Энерговыделение мюонов сверхвысоких энергий и групп мюонов в
гигатонных водных детекторах ..................................................................... 62
А.А. Луковников, Д.М.Громушкин
Сцинтилляционные блоки с оптоволоконным светосбором для
регистрации тепловых нейтронов ................................................................. 64
И.К. Лыткин, В.В. Киндин, К.Г. Компаниец
Узел питания квазисферического модуля КСМ-6М черенковского
водного калориметра НЕВОД ....................................................................... 66
И.А. Любимцев, М.Б. Амельчаков, А.Г. Богданов, В.С. Воробьев,
И.А. Шульженко
Восстановление параметров широких атмосферных ливней по даннм
установки НЕВОД-ШАЛ с помощью методов машинного обучения…….68
Е.А. Мирошниченко, А.Г. Богданов, И.А. Шульженко
Отбор совместных событий в установках экспериментального комплекса
НЕВОД ............................................................................................................ 70
С.И. Мирхеев, М.Ю. Целиненко, И.И. Яшин
Тестирование сцинтилляционных стрипов для мюонного годоскопа ....... 72
Е.С. Моргунов, Д.М. Громушкин, К.Г. Компаниец, Н.А. Пасюк
Плата усиления сигналов с ФЭУ EMI-D642 для детектора тепловых
нейтронов ....................................................................................................... 74
А.Р. Музафаров, В.И. Савандер
Применение эрбия в качестве выгорающего поглотителя при
использовании REMIX топлива в реакторах ВВЭР .................................... 76
П. Мухин, В.В. Михайлов
Идентификация электронов и позитронов в эксперименте PAMELA
методом мультивариационного анализа ....................................................... 78
5
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
К.Р. Нугаева, М.Б. Амельчаков
Учет влияния атмосферных эффектов в данных установки НЕВОД-ШАЛ
................................................................................................................ 80
Ф.О. Отахонов, В.В. Киндин, Н.А. Пасюк
Результаты исследования характеристик плат ПХ-514М для
фотоумножителей HAMAMATSU R877 ...................................................... 82
А.Г. Полянский
Модифицированная схема ядерного ракетного двигателя с внешним
тягово-охладительным контуром ................................................................. 84
Н.В. Пономарева, А.Н. Дмитриева, С.С. Хохлов
Энерговыделение стволов ШАЛ в черенковском водном калориметре
НЕВОД………………………………………………………………………..86
Попов М. А., Семенов Д. Е., Внуков Р. А.
Влияние радиального профилирования ТВЭЛОВ по выгоранию на
нейтронно-физические характеристики ТВС ВВЭР-1200 .......................... 88
А.Д. Почестнев, И.А. Шульженко, Д.М. Громушкин
Применение реляционных и нереляционных СУБД для хранения и
анализа данных нейтронных детекторов экспериментального комплекса
НЕВОД ............................................................................................................ 90
С.А. Прошин, А.Г. Майоров
Сравнительный анализ траекторий космических лучей в моделях
магнитного поля Земли IGRF и CHAOS ...................................................... 92
C.А. Роденко, В.В. Алексеевв
Восстановление траектории заряженных адронов в позиционночувствительном электромагнитном калориметре........................................ 94
А. С. Розова, А.В. Воробьев, А.М. Терехова
Многогрупповой и одногрупповой подхода при определении
реактивности .................................................................................................. 96
6
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Д.С. Сапареев, Д.М. Кузьменков, К.В. Куценко, А.А. Лаврухин
Численное моделирование развития естественной конвекции для
определения критического числа Рэлея при различных давлениях и
темпах роста тепловой нагрузки ................................................................... 98
А.А. Сёмкина, А.М. Терехова, И.А. Ахцигер
Методы определения радиационных характеристик отработавшего
ядерного топлива .......................................................................................... 101
Сластная В.Ю., Михайлов В.В.
Спектр вариаций космических лучей в 2011-2019 гг по данным
магнитного спектрометра AMS-02 на борту МКС .................................... 103
А.А. Сорокина, Е.А. Бушмина, И.А. Милойчикова, С.Г. Стучебров
Разработка численной модели для определения глубинного распределения
доз электронов в модифицированных пластиках ...................................... 105
М.И. Старостин, А.А. Силин
Ядерный реактор кольцевой (дуговой) формы и математический анализ
процессов, протекающих в нем ................................................................... 107
А.П. Стужин, В.В. Михайлов
Регистрация ТэВных электронов и позитронов ГКЛ с использованием
магнитного поля Земли ................................................................................ 108
П.А. Сухова, П.С. Кузьменкова
Функция связи мюонного годоскопа УРАГАН ......................................... 111
Е.И. Фирсов, Р.А. Внуков
Обоснование безопасности размещения ThO2 в топливе в ТВС реактора
ВВЭР-1200 по плотностному эффекту реактивности ............................... 113
О.С.Чернова, А.А.Булавская, И.А.Милойчикова, В.О. Сабуров,
С.Г. Стучебров
Исследование взаимодействия терапевтических протонных пучков с
напечатанными изделиями ......................................................................... 116
7
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Д.Е. Ширкова, Д.Д. Цветкова, Т.С. Дикова, А.М. Терехова
Исследование уранового и уран-плутониевого топлива с нептуниевой
фракцией в реакторе на быстрых нейтронах .......................................... 118
К.А. Щербакова
Восстановление относительного содержания ядер гелия и протонов в
комических лучах по данным нейтронных мониторов ............................. 120
Е.А. Южакова, С.С. Хохлов
Восстановление параметров широких атмосферных ливней ................... 121
Р.Ф. Юлбарисов, А.Г. Майоров
Временная динамика энергетической зависимости 27-дневных вариаций
потока ГКЛ .................................................................................................... 124
СЕКЦИЯ ПРИКЛАДНЫЕ ФИЗИКА И МАТЕМАТИКА……………………126
Безверхняя Д.М., Саакян А.Т., Фроня А.А.
Морфология кратеров на кремниевой подложке, образованных при
субмикросекундной лазерной абляции……………………………………127
М.В. Владимиров, В.И. Ращиков, С.М. Полозов
Моделирование динамики заряда полупроводникового слоя фотокатода
Cs2Te/Mo в бесполевом приближении ........................................................ 129
Р.А. Гылка, И.Л. Фуфурин, И.Б. Винтайкин, А.Н. Морозов
Оценка состава природного газа оптическим методом инфракрасной
Фурье-спектроскопии................................................................................... 131
Т.Р. Калимуллин, Е.В. Степин
Численное моделирование трансзвуковых сверхальфеновских МГДтечений в присутствии продольного магнитного поля в каналах
плазменных двигателей ............................................................................... 134
Д.Г. Лоскутников
Разработка и наладка компактного анализатора, с использованием
8
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
современных аддитивных технологий, предназначенного для измерения
энергий электронов ...................................................................................... 136
СЕКЦИЯ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ В СОВРЕМЕННОЙ
МЕДИЦИНЕ И БИОЛОГИИ……………………………………………………..138
М.А. Банщикова, А.А. Булавская, А.А. Григорьева, С.Г. Стучебров
Применение математических преобразований для определения профиля
медицинского электронного пучка ............................................................. 139
Е.А. Бушмина, А.А. Григорьева, И.А. Милойчикова, В.О. Сабуров,
С.Г. Стучебров
Исследование возможности формирования медицинского электронного
пучка с помощью устройств, изготовленных из пластиков с
металлическими примесями ....................................................................... 141
Волкова А.В., Бузоверя М.Э.
Экспериментальное исследование надмолекулярной структуры
сыворочного альбумина ............................................................................... 143
А.А. Григорьева, Е.А. Бушмина, А.А. Булавская, И.А. Милойчикова,
С.Г. Стучебров
Радиационные испытания фантома мелкого лабораторного животного,
изготовленного методами трехмерной печати ........................................... 145
Ю.С. Данилкина, Т.Л.Н. Чыонг, А.Ю. Бодин, М.Н. Крамм
Раработка электрокардиографического женского жилета ........................ 147
А.С. Ермакова, А.А. Булавская, А.А. Григорьева, И.А. Милойчикова,
С.Г. Стучебров
Исследование метариалов для создания дозиметрических фантомов
воздухсодержащих биологических тканей ................................................ 149
Ю.А. Зубкова, Е.А. Бушмина, А.А. Булавская, И.А. Милойчикова,
С.Г. Стучебров
9
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Создание дозиметрического фантома с помощью аддитивных технологий
для верификации планов лучевой терапии ............................................... 151
И.А. Карпов, И.Л. Фуфурин, О.А. Небритова, П.П. Дёмкин, Д.Р. Анфимов
Разработка подхода по осушению пробы выдыхаемого воздуха человека
........................................................................................................................ 153
А.А. Коноплева, Д.Р. Анфимов, И.Л. Фуфурин
Применение машинного обучения для идентификации инфракрасных
спектров выдыхаемого человеком воздуха ................................................ 155
А. Оспанов, И.Д. Романишкин, Т.А. Савельева
Кластерный анализ в обработке спектров коминационного рассеяния
биоптатов внутричерепных опухолей ........................................................ 158
А.В.Рудый, А.А.Фроня, И.Н. Завестовская
Перспективы использования висмута в ядерной медицине ..................... 160
Ю.И. Рукина, М.Ю. Нагель, О.И. Обрезков, Ю.В. Мартыненко
Электрофизические характеристики электродов кардиостимуляторов с
покрытиями, полученными с применением ионноплазменных технологий
........................................................................................................................ 162
А.В. Шовиков, М.В. Кащеев
Определение возможности использования реактора МБИР для
нейтронозахватной терапии......................................................................... 164
СЕКЦИЯ НАНОСТРУКТУРАНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА И
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА…………………………………………………….166
В.Д. Асафова, С.А. Бортникова, С.А. Кулаков, А.А. Белогорлов
Восстановление функции распределения пор по размерам. Влияние
условий эксперимента……………………..…………………………….....167
Ю.А. Бауетдинов
Электронные и оптические свойства диаманов на основе новых
аллотропов графена ............................................................................... 169
10
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
С.А. Бортникова, А.А. Белогорлов
Релаксация несмачивающей жидкости диспергированной в нанопористом
материале при частичном заполнении ........................................................ 171
А.А.Бутюгина, Р.С.Назаров, Ю.В.Капитонов
Исследование квантовых биений в толстой квантовой яме INGAAS/GAAS
методом фотонного эха ............................................................................... 173
Д.Н. Джуля, С.В. Боговалов
Резонансное разделение смесей газа акустической волной в сверхсильных
центробежных полях .................................................................................... 175
А.И. Жуков, В.С., Першенков, А.С. Родин
Обзор физических моделей эффекта низкой интенсивности в
полупроводниковых приборах биполярной технологии .......................... 176
Т.А. Коновалова, М.Э. Бузоверя, Д.А. Скворцов,Р.И. Сидоров, В.А. Неверов
Структурные и поверхностные характеристики эпитаксиальных слоев
карбида кремния, полученных субоимационным сэндвич-методом ....... 179
П.А.Кулямин
Влияние механических напряжений на электронные и оптические
свойства графена на подложке из дителурида молибдена ........................ 181
C.А. Ларионов, А.А. Чистяков
ТГЦ линзы на основе SBS, созданные с помощью 3D-печати ................. 183
Д.С.Малич, Г.И. Зебрев
Компактная модель p-GaN HEMT .............................................................. 185
А.В. Матвеев, Ю.И.Бочаров, В.А.Бутузов
Разработка датчика холла по технологии КМОП 180НМ ........................ 187
Е.А. Музыкина, Ю.Д. Сибирмовский
Особенности рассеяния квазидвумерных электронов на квантовых
кольцах и точках ........................................................................................... 189
11
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Р.С.Назаров, Ю.В.Капитонов
Фотонное ЭХО от свободных экситонов в монокристалле галогенидного
перовскита CH3NH3PbI3 .............................................................................. 191
Т.Н. Неволина, Р.В. Рыжук, А.С. Гусев, Н.И. Каргин
Разработка параметрической модели HEMT на основе
гетероэпитаксиальной структуры AlGaN/GaN .......................................... 193
Д.Д. Одинцов, С.С. Потешин
Малогабаритный времяпролетный масс-анализатор на основе секторных
электростатических полей ..................................................................... 195
А.А. Подымов, Н.И. Каргин, Р.В. Рыжук, Е.Н. Федоров
Исследование путей формирования бетавольтаических преобразователей
энергии на основе p-n-переходов в кремнии с профилированной
поверхностью ................................................................................................ 197
С.А. Соловьев, И.Л. Мартынов
Влияние внешних факторов на флуоресценцию полимера MDMO-PPV в
пленках и структурах из пористого кремния ............................................. 199
В.В. Терехин
Разработка автоматизированного стенда для определения точки
компрессии СВЧ усилителей....................................................................... 201
Я.В. Ульянов, Е.А. Чешев
Эффективность отечественной композитной керамики
ND3+:YAG/CR4+:YAG для компактных импульсных лазеров .................. 203
А.А.Хрушкова, М.М.Маслов, К.П. Катин
Структура и электронные характеристики германиевых полипризманов
........................................................................................................................ 205
СЕКЦИЯ КИБЕРФИЗИЧЕСКИЕ СИТСЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ ...…... 207
12
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
П.А. Артемов, А.Ю. Попов
Исследование характеристик микроконтроллера ESP32 при передаче
данных с целью возможности его применения в системе
внутрибольничного телеметрического мониторирования ЭКГ ............... 208
Е.В. Бондаренко
Разработка алгоритма оптимизации размещения средств радиационного
контроля с учетом рельефа местности и движения воздушных
масс………………………………………………………………….……….210
10
М.Н. Виноградов, Д.А. Сафонов, В.Р. Фролова
Исследование фотопроводимости и электронных транспортных свойств в
метаморфных структурах с высоким содержанием InAs.......................... 212
В.А. Дьяков, А.И. Максимкин
Нейросетевой анализ цифрового шума изображения для выявления
признаков внесения несанкционированных изменений ........................... 214
А.А.Ёлкин, А.И.Максимкин
Разработка устройства сборщика энергии для автономных средств
технической диагностики ответственных конструкционных элементов
АЭС ................................................................................................................ 216
Н.Д. Козлов
Изучение распределения ионного тока на поверхности мишени……….218
И.Е. Мараев
Разработка программного обеспечения для модуля сбора и передачи
данных на базе микро микроконтроллера GD32F470ZKT6…….…….…220
Ю.В. Налтакян
Визуализация горения “паразитного” разряда в пеннинговском ионном
источнике ...................................................................................................... 222
13
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Д.Е. Науменко
Система сбора статистики и мониторинга состояния дорожного полотна
дорог России……………………………………………………………….. 224
П.А. Паринова
Создание виртуальных 3D-сцен на основе геоданных для отработки
навыков операторов по обращению с робототехническими комплексом
........................................................................................................................ 226
Т.Р. Теличко, Б.Ф. Ануфриев, В.С. Белов
Разработка методики контроля дефектности топливных таблеток методом
ультразвуковой резонансной спектроскопии ............................................ 228
П.А. Тихомиров, Б.Ф. Ануфриев, С.П. Мартыненко
Рарзработка методики контроля степени чистоты гелия в ТВЭЛЕ
ультразвуковым резонансным методом с использованием нейросетей 230
Е.А.Трапезникова, С.Г.Константинов
Разработка конструкции блока управления электрофизического комплекса
........................................................................................................................ 232
Фролова В.Р., Байкова О.А., Лемени-Македони Д.А., Виноградов М.Н.
Синтез сверхмощного клистрона с КПД достигающим 90% для питания
перспективных коллайдеров……………………………………….……... 233
СЕКЦИЯ ЦИФРОВОЙ И СИСТЕМНЫЙ ИНЖИНИРИНГ……………….236
А.А.Бондаренко
Проектирование программного средства для целей расчета выхода
энергии из различных типов сырья в биогазовой реакторе……………...237
Ю.С.Боронина, А.С Королев
Применение современных методов управления рисками и проблем их
применения на примере компрессора пропано-холодильной установки 240
14
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
П.А.Демидова, М.А.Булатенко
Оценка конкурентоспособности отечественных технологий виртуальной и
дополненной реальности для применения в электросетевом комплексе. 242
В.А. Екимовская, К.А. Мочкин, Д.М. Налитов, Е.А. Стогний
Система цифрового сканирования насыщенных оборудованием
помещений в целях реверсивного проектирования ................................... 244
А.Н. Елагина, А.Д. Говорухин, А.С. Серова, М.А. Уткин
Применение технологий виртуальной реальности для моделирования
последствий ядерных испытаний .......................................................... 246
В.В.Коньков, А.Б.Замчалов, М.Г.Жабицкий
Программно-аппаратный комплекс получения фотоизображений на
основе технологии IIoT и анализ точности различных алгоритмов
цифровой генерации 3D моделей на основе принципа фотограмметрии
……………………………………………………………………………….248
8
К.Ю. Мокшин, М.Г. Жабицкий, Г.В.Свердлик
Методология разработки системы цифровой самоагностики на основе
технологий телемедицины для использования в удаленных от городской
инфраструктуры локациях ........................................................................... 250
А.А. Мухортова, А.Д. Азарченков, А.С. Серова, В.Д. Афонин
Использование нейронных сетей для определения вероятности
проведения ядерных испытаний ................................................................. 252
И.В. Новосельцев
Типология детализации календарно-сетевого графика и уровня
проработки элемнтов 3D модели для эффективной 4D-визуализации на
разных стадиях развития проекта ............................................................... 254
К.А. Самсонов, А.А. Агарков
Система контроля развития рыбной популяции ........................................ 256
15
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
А.А.Трибелев
Исследование применения проекта «КСИ» при стандартизации процессов
информационного моделирования в процессах управления конфигурацией
объектов капитального строительства использования атомной энергии.258
К.В. Черненко, М.Г.Жабицкий
Способы измерения расстояний с помощью звуковой волны для системы
позиционирования приборного контейнера в закрытых помещениях на
базе технологии интернета вещей ............................................................... 260
СЕКЦИЯ БИЗНЕС-ИНФОРМАТИКА И УПРАВЛЕНИЕ…………………..263
С.А.Абылгазина, Д.В.Корначев, Д.Д.Байтлеуова
О направлениях государственной поддержки автомобильной
промышленности и защиты рынка автокомпонентов в китайской
народной республике ................................................................................... 264
А.А. Алдонгаров, А.Н. Силенко
Анализ популярных ВРМ систем на основе базовых пользовательских
критериев....................................................................................................... 266
М.С. Алдонгарова, Е.В. Семенов
Оценка конкурентноспособности производства водорода на АЭС ......... 268
А.К. Аманова
Радиоизотопы медицинского назначения из отходов промышленного
производства ................................................................................................. 270
А.К. Аманова, Д.Е. Ашимов, Е.Г. Куликов
Ториевый топливный цикл .......................................................................... 272
Е.М. Айнанов, С.А. Абылгазина
Обзор программ адаптации новых сотрудников на предприятиях атомной
отрасли………………………………………………………………………275
16
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
В.Д. Андреев, В.И. Абрамов
Анализ и оценка плановых и фактических значений цифровой зрелости в
субъектах России .......................................................................................... 277
Д.И. Аркинд, Д.С. Ловцев, Д.С. Смирнов
Иммитационное моделирование череповецкого роддома ....................... 287
Д.Е. Ашимов, А.К. Аманова, Е.Г. Куликов
Уран-плутониевый топливный цикл ……………………………………...289
Баврин Л.А., Медеров И.М., П.И. Колыхалов
Первые итоги создания учебного блокчейна ФБИУКС НИЯУ МИФИ .. 293
М.А. Баешов, В.А. Ким, А.В. Лебедева
Оптимизация планирования финансовых ресурсов методом ветвей и
границ ............................................................................................................ 295
А.М. Байдильдинова, И.А. Кузнецов
Оценка веб-сайтов с точки зрения общественной ценности: обзор вебсайтов центральных государственных органов Казахстана ..................... 297
А.М. Байдильдинова
Моделирование новой станции метро в городе Алматы в среде
имитационного моделирования ANYLOGIC ............................................. 300
Е.Ш. Бейсекеев, П.И. Колыхалов
Оценка эффективности методических подходов в государственном
управлении горнодобывающей отрасли Кзахстана ................................... 303
А.А.Вагулина, А.В.Путилов
Методология расчета экономического эффекта применения инструмента
для интеллектуального анализа данных, полученных в результате
деятельности по экспорту урановой продукции ........................................ 305
17
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Д.И. Веденин, Е.С. Львов, Н.Ю. Ульянин, Н.К. Хейнштейн,
П.В. Бочкарев
Применение искусственного интеллекта в управлении ланными ........... 307
К.С. Гирман, П.В. Бочкарёв
Система контроля рациональности режима труда и отдыха сотрудников
IT-компаний .................................................................................................. 309
Галаванов Р.В., Силенко А.Н.
Анализ правового регулирования цифровых платформ в Российской
Федерации и странах Европейского союза……………………………….311
И.Д. Демеуова, И.А. Кузнецов
Совершенствоввание бизнес-процесса «Финансовая консолидация и
подготовка финансовой отчетности».......................................................... 312
К.С. Долгов, Э.В. Цишба
Электронный сертификат с распознаванием отпечатков пальцев в системе
государственых закупок: опыт внедрения в Южной Корее и перспективы
для Российской Федерации ......................................................................... 314
Е.М. Елекее, П.И.Колыхалов
Управление умными атомными городами: вызовы и перспективы ........ 316
Е.М. Елекеев, Е.С.Копкова
Процесс управления динамикой городского населения мира в 1800-2025
гг..................................................................................................................... 318
Д.Жардемова, С.Нуракын, А.Темирбек
Цифровая трансформация государственного управления в республике
Казахстан ...................................................................................................... 320
Д.Н. Задорожко, Е.В. Белов, Д.С. Смирнов
Прогнозировнаие динамики потребности школьного образования в
учителях в городе Москве с помощью современных средств
моделирования
………………………………………………………………………………..322
18
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Ж.К. Каймулдинова, Д.М. Михайлов
Новые подходы к эффективному управлению экосистемами и сохранению
биоразнообразия ................................................................................... 326
В.Г. Калина, А.А. Дроздова
Оптимизация бизнес-процесса по покупке ценных бумаг в
инвестиционной компании ………………………………………………...328
С.К.Х Камано, Смирнов Д.С.
Изменения банковских бнезнес-процессах с учетом цифровых рисков..331
К.Д. Кондрашкина, В.П. Колб
Моделирование сценариев расширения парка аттракционов с
применением ПО ANYLOGIC …………………………………………….334
С.И.Кульмагамбетов , А.И. Гусева
Использование больших данных в управлении рисками предприятий
республики Казахстан………………………………………..………..…...336
И.В.Куркин, Д.Ю.Пинчук, Д.С.Шопхоев, Е.С.Львов, Д.С. Смирнов
Проектировнаие прототипа системы поддержки принятия решений для
аппаратов искусственной вентиляции легких............................................ 339
А.А. Кутубаев, Д.Ю. Семенова
Роль сделок по слиянию и поглощению (M&A) для реализации проектов
цифровизации в ядерной энергетике .......................................................... 341
Т.В. Леншина, Е.В.Матросова
Эффективность информационных систем на предприятиях РК .............. 344
Е.С. Львов, Д.И. Веденин, Н.Ю. Ульянин, Н.К. Хейнштейн,
П.В. Бочкарёв
Использование IT технологий в управлении государством и
муниципалитетами ....................................................................................... 346
М.Ю. Мокшин
Программно-инвестиционное обеспечение мониторинга показателей,
19
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
влияющих на координацию взаимосвязей корпоративного аппарата при
решении задач стратегического планирования производственных ресурсов
........................................................................................................................ 348
П.В. Молчанов, Д.С. Смирнов
Оценка эффективности от внедрения в электронный курс
персонализированных траекторий в разрезе успеваемости студентов…352
Ж.Н. Нуралиева, В. В. Харитонов
Получение фтора и фтористых соединений из ОГФУ…………….……..354
Паукова Д.А., Шлапак Н.П.
Проблемы внедрения автоматизированной системы управления
проектами в АО «РУСАТОМ ХЭЛСКЕА»…. ........................................... 359
М.А. Румянцева, П.В. Бочкарёв
Моделирование бизнес-процессов предприятия в сфере услуг ............... 361
М.А. Румянцева, Н.Р. Ситдиков, Д.С.Смирнов
Исследование модели пассажиропотока станции метро Коломенская в
час-пик ........................................................................................................... 363
А.К. Сейткалиев, А.А. Дроздова
Внедрение информационной системы ГГИС (СТИ НИЯУ МИФИ) на
предприятиях КАЗАХСТАНА по добыче урана методом ПСВ............... 365
Н.Р. Ситдиков, Д.С.Смирнов
Концепция информационно-аналитической системы для хранения и
визуализации социально-экономически значимых данных по населенным
пунктам арктической зоны Российской Федерации .................................. 367
А.Д. Сотников, Д.С. Смирнов
Имитационное моделирование пассажиропотока станции метро ........... 369
А. Р. Улимаева, Д. С. Смирнов
Анализ развития системы управления цепями поставок и их актуального
состояния в России………………………………………………………....371
20
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Н.Ю. Ульянин, Д.И. Веденин, Е.С. Львов, Н.К. Хейнштейн,
Д.С. Смирнов
Использование имитационного моделирования в прогнозировании
показателей рынков продукции ЯТЦ.......................................................... 373
А.И. Утибаева, Е.Ш.Бейсекеев, Е.С.Копкова
Цифровизация государственного управления в республике
Казахстан………………………………………………………………..…..375
5
А.И. Утибаева, Е.С.Копкова
Процесс управления агломерациями в Казахстане ................................... 378
Р.В. Хазов, А.А. Дроздова
Автоматизированные системы сопровождения бурения и сооружения
технологических скважин для добычи урана способом подземноскважинного выщелачивания ...................................................................... 380
Р.В. Хазов, А.А. Дроздова
Совершенствование процесса бурения и сооружения технологических
скважин на геологоразведочном предприятии Республики Казахстан
........................................................................................................................ 382
Н.К. Хейнштейн, Д.И. Веденин, Н.Ю. Ульянин, Е.С. Львов,
П.В. Бочкарёв
Перспективы применения искусственного интеллекта в образовании ... 384
Шепелёв П.С., Цой И.А.
Информационные системы в сфере экономической оценки реализации
требований МАГАТЭ в области ЯРБ при развитии ядерной
инфраструктуры для сооружения АЭС в Республике Казахстан ............. 386
Шепелёв П.С., Коптелов М.В.
Экономическая оценка реализации требований МАГАТЭ в области ЯРБ
при развитии ядерной инфраструктуры для сооружения АЭС в
Республике Казахстан .................................................................................. 388
21
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
Ю. С. Шубина , К. А. Миллер
Построениеинтегрированной информационной среды университета ..... 390
П.К. Ярыгин
Оценка перспектив использования цифрового рубля для расчетов в
атомной промышленности .......................................................................... 393
СЕКЦИЯ МЕЖДУНАРОДНЫЕ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОТНОШЕНИЯ………………………………………………………………………395
С.Л. Асеева
Энергетическая политика Китая на современном этапе…………………396
Д.Д. Баранова
Регистрация реакторных нейтрино как инструмент проверочной
деятельности при применении гарантий МАГАТЭ в государствах,
использующих транспортабельные ядерные энергоблоки ....................... 398
В.А. Беликова
Атомная энергетика государств-членов АСЕАН и возможности
сотрудничества России со странами-членами организации……………..400
В.В.Беспалько, Э.В. Цишба
Анализ энергетического сектора стран Северной Африки и прогноз
развития ........................................................................................................ 402
А.Д. Вуйкович
Разработка TELEGRAM-бота на основе программных средств
автоматической генерации текстового контента по популяризации
ядерных технологий на английском языке................................................. 404
А.С. Козыренко
Сооружение и последующая эксплуатация АЭС «РУППУР» как фактор
достижения целей устойчивого развития Бангладеш ............................... 406
22
IX Международная молодежная научная школа-конференция
«Современные проблемы физики и технологий»
А.Ю.Куликова
Международная система мониторинга (МСМ) организации договора о
всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ОДВЗЯИ) как элемент
международного научно-технологического сотрудничества ................... 409
М.В. Мальцев, Е.В. Антонов, А.А. Артамонов
Определение политической повестки страны на основе выступлений
государственных деятелей……………………………………...………… 411
О.С Малюкова
Автоматизация сбора и анализа данных для оптимизации процесса
обработки образца (пути пробирки): ускорение процесса, снижение
процесса, снижение количества ошибок и простоев ................................. 413
Е.А. Смирнова, К.В. Ионкина, Е.В.Антонов
Пользовательский опыт в процессе проектирования дизайн-системы.... 415
И.Д. Соколов, Е.В. Антонов, А.А. Артамонов
Оценка полноты и точности выявления именованых сущностей
программными пакетами на основе русскоязычных материалов ........... 416
Я.В.Тулякова
Военно-техническое сотрудничество Российской Федерации и
Республики Индии: текущее состояние и перспективы............................ 419
И.В.Филькин, Р.Р.Тукумбетова, М.С.Улизко
Статический анализ научных публикаций стран БРИКС (2012-2022 гг.)
........................................................................................................................ 421
М.О. Хвостова
Особенности мирового рынка малых модульных реакторов ................... 422
23
Секция
«Ядерные физика
и технологии, атомная энергетика
и новые материалы»
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЬЦЕВОГО РЕБРА
ТРЕУГОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ С ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЕМ
ДЛЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ
И.А. Аксенов1, М.В. Кащеев2
1
Московский филиал «Центратомтехэнерго» АО «Атомтехэнерго»,
Москва
2
ООО ЭНИМЦ «Моделирующие системы», Обнинск
+7 (915) 646-87-18, aksenov@cate.ru
Ключевые слова: оребрение поверхности, ребра с энерговыделением,
кольцевое ребро треугольного профиля, эффективность ребра, тепловой
поток, нестационарное уравнение теплопроводности для ребра.
Актуальность работы обусловлена наличием энерговыделения в
ребрах при использовании в атомной энергетике и необходимостью
определения влияния энерговыделения на характеристики ребра.
В книге [1] найдены характеристики прямых и кольцевых ребер
различного профиля без энерговыделения в ребрах в стационарном
состоянии. В работах [2-5] определено влияние энерговыделения
на
характеристики
прямых
ребер
прямоугольного,
параболического, треугольного профилей и кольцевого ребра
прямоугольного профиля путем решения стационарных задач
теплопроводности.
Целью данной работы является определение влияния
энерговыделения в кольцевом ребре треугольного профиля на его
характеристики: температурное поле, эффективность и линейный
тепловой поток через основание ребра.
Практическая значимость заключается в возможности
применения полученных результатов при расчете передачи
теплоты через рассматриваемые ребра с учетом энерговыделения.
Сформулирована постановка одномерной нестационарной
задачи теплопроводности для кольцевого ребра треугольного
профиля. Для решения данной задачи и нахождения характеристик
25
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ребра разработана вычислительная программа, в которой
реализован метод прогонки.
На рисунке 1 представлено изменение во времени температуры
материала ребра в сечении r = 17,5 мм при различных значениях
энерговыделения. С увеличением энерговыделения температура
ребра возрастает.
Рис 1. Изменение во времени температуры материала ребра в сечении
r = 17,5 мм
Показано, что энерговыделение в ребре повышает его
эффективность по сравнению с эффективностью ребра при
отсутствии энерговыделения и уменьшает тепловой поток через
основание ребра.
Литература
1. Шнейдер П. Инженерные проблемы теплопроводности. М.: Изд-во
иностранной литературы, 1960.
26
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
2. Левченко В.А., Кащеев М.В., Дорохович С.Л., Зайцев А.А.
Характеристики прямого ребра с энерговыделением // Вопросы атомной
науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы. 2021. Вып. 1. С.
117–123.
3. Левченко В.А., Кащеев М.В., Дорохович С.Л., Зайцев А.А.
Характеристики
прямого
ребра
параболического
профиля
с
энерговыделением // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядернореакторные константы. 2022. Вып. 2. С. 221–229.
4. Левченко В.А., Кащеев М.В., Дорохович С.Л., Зайцев А.А.
Характеристики
прямого
ребра
треугольного
профиля
с
энерговыделением // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядернореакторные константы. 2022. Вып. 4. С. 185–193.
5. Левченко В.А., Кащеев М.В., Дорохович С.Л., Зайцев А.А.
Характеристики кольцевого ребра прямоугольного профиля с
энерговыделением // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядернореакторные константы. 2021. Вып. 4. С. 98–105.
6. Левченко В.А., Кащеев М.В., Дорохович С.Л., Зайцев А.А.
Характеристики
прямого
ребра
треугольного
профиля
с
энерговыделением // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядернореакторные константы. 2022. Вып. 4. С. 185–193.
7. Левченко В.А., Кащеев М.В., Дорохович С.Л., Зайцев А.А.
Характеристики кольцевого ребра прямоугольного профиля с
энерговыделением // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядернореакторные константы. 2021. Вып. 4. С. 98–105.
РАСШИРЕННЫЙ SVD-АЛГОРИТМ ОБРАТНОЙ СВЕРТКИ
В.В. Алексеев, Ю.В. Богомолов
НИЯУ МИФИ, г.Москва
Ключевые слова: космические лучи, восстановление спектра, обратная
свертка, регуляризация.
Для обработки экспериментальных данных в современной
физике высоких энергий применяются алгоритмы обратной
27
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
свёртки, основанные на различных математических идеях [1]. Эти
методы позволяют уточнять спектры измеряемых физических
величин, используя известную информацию о приборных
искажениях и предположения об особенностях искомого
распределения
(гладкость,
непрерывность).
Отсутствие
универсального алгоритма построения достаточно точных оценок
спектра свидетельствует о прикладной значимости и актуальности
проблемы разработки таких методов.
В распространенном в физике частиц SVD-алгоритме [2]
используется идея регуляризации – минимизация функционала
ошибки, которое содержит слагаемое, отвечающее за особенности
искомого распределения и основанное на разности количества
событий в соседних интервалах диапазона значений величины.
Авторы считают целесообразным учитывать взаимное влияние
удаленных интервалов, гибко трактуя отношение соседства [3].
Пусть диапазон значений измеряемой величины разбит на
интервалы (бины). Векторы τ и m – соответственно истинное и
измеренное распределения количества событий в бинах. матрица R
описывает приборные погрешности и содержит вероятности
детектирования величины в различных бинах в зависимости от
того, в каком бине лежит истинное значение. Будем проводить
регуляризацию на основе обобщённой матрицы Кирхгофа 𝐾 =
(𝑘𝑖𝑗 ), содержащей информацию о степени соседства бинов:
∑ 𝑤𝑖𝑣 , при 𝑖 = 𝑗,
𝑘𝑖𝑗 = { 𝑣≠𝑖
−𝑤𝑖𝑗 , при 𝑖 ≠ 𝑗.
Здесь 𝑤𝑖𝑗 – вещественный коэффициент, характеризующий
степень соседства i-го и j-го бинов. Задача минимизации тогда
запишется следующим образом:
𝐿(𝜏) = (𝑅𝜏 − 𝑚)𝑇 (𝑅𝜏 − 𝑚) + 𝜆(𝐾𝜏)𝑇 (𝐾𝜏) ⟶ 𝑚𝑖𝑛
(1)
Коэффициент λ отвечает за влияние регуляризационного
слагаемого на оценку. Нахождение минимума проводится
аналогично [2]. Исходный алгоритм является частным случаем
предложенного обобщённого метода для бинарного отношения
28
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
соседства (wij = 1 для соседних интервалов и 0 иначе). Рисунок 1
показывает погрешности в отдельных бинах при использовании
исходного алгоритма (пунктирная линия) и предложенного
обобщённого (полужирная линия).
Рис.1. Погрешности при оценке спектра жёсткости потока протонов
Литература
1. Богомолов Ю. В. и др. Обзор методов обратной свертки // (принята к
печати в УФН), doi: https://doi.org/10.3367/UFNr.2022.05.039189
2. Hoecker A, Kartvelishvili V, Nucl. Instrum. Meth. A 372 (1996) 469
3. Богомолов Ю.В. и др. Модификация регуляризационного SVDметода обратной свертки // Письма в ЖЭТФ, 115:12 (2022), 745–752.
29
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
РАЗРАБОТКА ДЕТЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ИНТЕНСИВНОСТИ ПУЧКОВ ИОНИЗИРУЮЩЕГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
А.Е. Арышева1, А.А. Булавская1, А.А. Григорьева1,
И.А. Милойчикова1,2, С.Г. Стучебров1
Томский политехнический университет, г. Томск
2
НИИ онкологии Томского НИМЦ, г. Томск
Контактный телефон: +7 913-455-39-78
e-mail: aes46@tpu.ru
Ключевые слова: электронный пучок, диагностика
проволочное сканирование.
1
пучков,
Исследования в области ускорительной техники достигли
расширения спектра применения ионизирующего излучения в
различных областях. Для разных задач используются пучки со
своим набором характеристик, за которыми необходимо
осуществлять контроль. На сегодняшний день актуальным является
вопрос разработки универсального устройства, позволяющего
быстро и качественно проводить диагностику пучков
ионизирующего излучения [1].
В данной работе предлагается устройство, основанное на методе
многоуглового сканирования, где в качестве детектирующего
элемента используется сцинтилляционное оптоволокно [2].
Определение характеристик пучка данным методом состоит из
нескольких этапов, одним из которых является математическая
обработка, основанная на обратном преобразовании Радона [3].
Метод математической реконструкции широко применим в
томографии.
Для исследования предлагаемого устройства и материала его
детектора был проведён эксперимент по определению поперечного
профиля пучка электронов на циклическом ускорителе Томского
политехнического университета. Энергия пучка составила 5,6 МэВ,
30
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
форма пучка была деформирована с помощью дополнительной
мишени. После сбора и обработки данных было получено
поперечное распределение интенсивности электронного пучка. Для
оценки качества полученных данных были проведены аналогичные
эксперименты с использованием дозиметрических пленок
Gafchromic EBT3 [4]. В результате был проведен сравнительный
анализ полученных поперечных распределений интенсивности
электронного пучка, который показал работоспособность метода
многоуглового сканирования и предложенной установки,
основанной на сцинтилляционном детектирующем элементе.
Работа выполнена при финансовой поддержке
Российского научного фонда (проект № 21-79-00252).
гранта
Литература
1. Patera V., Sarti A. Recent advances in detector technologies for particle
therapy beam monitoring and dosimetry // IEEE Transactions on Radiation and
Plasma Medical Sciences. 2019. Vol. 4. No. 2. P. 133-146.
2. Bulavskaya A.A., Cherepennikov Y.M., Grigorieva A.A., Miloichikova
I.A., Stuchebrov S.G. Multiangle scanning for measuring radiation beam
profiles with a typical size of 10 millimetres – Proof-of-principle experiments.
Journal of Instrumentation, 2022, Vol. 17, No. 7. P. T07004.
3. Alfred K. Louis, Gabor T. Herman. Mathematical Methods in
Tomography// Proceedings of a Conference Held in Oberwolfach. 2006. P. 270.
4. Пленочные дозиметры Gafchomic EBT3 [Электронный ресурс].
URL:http://www.gafchromic.com/gafchromic-film/radiotherapy
films/EBT/index.asp.
31
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТОМОВ О-ГЕЛИЯ СКРЫТОЙ
МАССЫ С ЯДРАМИ ВЕЩЕСТВА
Т.Э. Бикбаев, М.Ю. Хлопов, А.Г. Майоров
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
8-917-990-48-12, bikbaev.98@bk.ru
Ключевые слова: составная скрытая масса; «тёмные» атомы; ядерное
взаимодействие; кулоновское взаимодействие; О-гелий.
Взаимодействие «тёмных» атомов с ядрами вещества является
ключевой давней проблемой решения составной скрытой массы
для загадок прямых поисков частиц скрытой массы [1]. Это
решение предполагает существование составного атома скрытой
массы, называемого «тёмным» атомом, в котором гипотетические,
реликтовые, стабильные частицы 𝑂−− , представляющие собой
лептон или специфический кластер тяжёлых кварков новых
семейств с подавленным адронным взаимодействием с зарядом -2,
образуют нейтральные атомоподобные состояния OHe с
первичными ядрами гелия, и поэтому не обнаруживаются
экспериментально в свободном виде [2-3].
Главная проблема О – гелия заключается в том, что частицы
"тёмного" атома могут слишком сильно взаимодействовать с
веществом, так-как ОHe имеет неэкранированное ядерное
притяжение Не к ядрам. Это, в свою очередь, может привести к
разрушению связанной системы атомов скрытой массы и
образованию аномальных изотопов, на концентрацию которых в
земной почве и морской воде существуют очень строгие
экспериментальные ограничения [4].
Целью
нашей работы
является решение проблемы
перепроизводства аномальных изотопов, связанной со строгим
доказательством существования кулоновского барьера и
низкоэнергетического связанного состояния в эффективном
потенциале взаимодействия, возникающего при взаимодействии
32
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
«тёмного» атома с ядрами. Такое доказательство должно включать
самосогласованное
объяснение
ядерного
притяжения
и
кулоновского отталкивания в таком взаимодействии. Сложность
этой давней проблемы требует последовательного подхода к ее
решению. В рамках нашего подхода мы используем численное
моделирование для раскрытия сущности процессов взаимодействия
ОHe с ядрами с помощью классической задачи трех тел, к которой
последовательно добавляем эффекты квантовой физики. В
результате наш подход привел к разработке численной модели
взаимодействия О-геля с ядром вещества. Эта модель описывает
систему трех заряженных частиц, взаимодействующих друг с
другом посредством кулоновских и ядерных сил.
Гипотеза О-гелия может объяснить противоречивые результаты
экспериментов по прямому поиску частиц скрытой массы из-за
особенностей взаимодействия "тёмных" атомов с веществом
подземных детекторов и в дальнейшем наша численная модель
может подтвердить интерпретацию этих результатов с точки
зрения гипотезы «тёмного» атома [5].
Литература
1. M. Yu. Khlopov, 10 years of dark atoms of composite dark matter, Bled
Workshops Physics 16, 71 –77 (2015)
2. M.Yu.Khlopov. Dark atom solution for puzzles of direct dark matter
searches. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1312 (2019)
012011; doi:10.1088/1742-6596/1312/1/012011
3. M.Yu.Khlopov, Cosmoparticle physics of dark matter. EPJ Web of
Conferences V. 222, 01006 (2019) Proceedings of QFTHEP2019. E-Print:
arXiv:1910.12910; https://doi.org/10.1051/epjconf/201922201006
4. J. R. Cudell, M. Y. Khlopov, Q. Wallemacq: The nuclear physics of OHe,
Bled Workshops Physics 13, 10 –27 (2012)
5. R. Bernabei: Dark matter investigation by DAMA in Gran Sasso,
International Journal of Modern Physics A 28, 1330022 (2013
33
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО КОДА SERPENT ДЛЯ
МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕТОДА МНОЖЕСТВЕННОСТИ
НЕЙТРОНОВ В СЧЕТЧИКАХ НЕЙТРОННЫХ
СОВПАДЕНИЙ
Д.А. Владимиров1,2, В.Ю. Рогожкин1, Т.Б. Алеева, 2П.А. Пугачев2
АО «ВНИИНМ», город Москва
2
НИЯУ МИФИ, город Москва
+7-916-389-16-87, daniilvlad95@gmail.com
1
Ключевые слова: численное моделирование, AWCC, источник
нейтронов, скорость счета, эффективность регистрации, время
жизни нейтрона, коэффициент отбора совпадений.
В настоящей работе представлены результаты моделирования
методом Монте-Карло пассивного режима работы счетчика
нейтронных совпадений AWCC в программной среде SERPENT[1].
Цель состояла в разработке модели, пригодной для оптимизации
конструкции счетчиков и для расширения диапазона измерений
эффективной массы плутония-240 методом множественности
нейтронов[2]. Основная задача – расчет калибровочных
коэффициентов: эффективности регистрации и коэффициента
определяется возможностью уменьшения количества стандартных
образцов для разработки методик измерений. Актуальность работы
заключается в необходимости контроля массы плутония при его
вовлечении в замкнутый топливный цикл.
Созданная модель была экспериментально апробирована на
различных типах источников нейтронов: Cf, (_^238)Pu–Be, (〖AmO
〗 _2+LiH), металлический плутоний АО 95 505/531–44–2021,
диоксид
плутония
ГСО–8454–2003.
Различия
между
экспериментальными и расчетными скоро стями счета для
всех типов источников не превышают 10%, эффективности
34
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
регистрации не более 14%. Эффективность регистрации
рассчитывалась по отношению к нейтронам, рожденным в образце.
Оценки
- время жизни нейтронов, P–время предзадержки,
T – ширина ворот совпадений. Время жизни рассчитывали по
формуле (2) как сумму времени жизн
программе SERPENT, и парци а л ь н о г о времени жизни
рассчитывали по потоку нейтронов путем суммирования по 273-м
энергетическим
группам,
эффективному
коэффициенту
размножения нейтронов и скорости реакций вынужденного
деления (3,4).
𝑃
𝑇
𝜒 = 𝑒 − 𝜏 (1 − 𝑒 − 𝜏 ),
1
𝜏
=
1
𝜏пр
+
1
𝜏𝑓
,
273
𝜏1 = ∑273
𝑖=1 𝜏𝑖 = ∑𝑖=1
1
𝜏𝑓
𝐶𝑓
1
𝜏1 𝜈𝐶𝑓 +𝑆
= ×
(1)
(2)
Ф𝑖 (𝐸𝑖 )(1−𝑘)𝑉
𝜐𝑖 (𝐸𝑖 )𝑆
,
(3)
(4)
Необходимость поправки вызвана тем, что прямое
моделирование времени жизни дает оценку времени жизни
вылетевших нейтронов – не учитывает поглощения нейтронов,
вызывающих деление. Отметим, что оценка времени жизни по
прямому моделированию не изменяется в зависимости
35
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
от размножающих свойств образца и отличается от оценки по
уравнению (2).
В таблице 1 приведены результаты оценки времени жизни
нейтрона в установке и коэффициента отбора совпадений.
Таким
образом,
результаты
работы
подтвердили
экспериментально наблюдающуюся зависимость калибровочных
коэффициентов от вероятности поглощения нейтронов в образце
(от умножения нейтронов)[3]. В дальнейшем разработанный
подход к расчету времени жизни методом прямого моделирования
в программной среде SERPENT с поправкой на парциальное время
жизни нейтронов, вызывающих деления, будет использован в
методиках измерений эффективной массы плутония-240.
Таблица 1
Сравнение экспериментальных и расчетных времен жизни
нейтронов и коэффициент отбора совпадений
Стандартный
образец
АО
95 505/531–
44/106
АО
95 505/531–
44/206
АО
95 505/531–
44/306
АО
95 505/531–
44/406
АО
95 505/531–
44/506
𝜏𝑒𝑥𝑝 ,
мкс
τпр ,
мкс
𝜏1 ,
мкс
τ,
мкс
𝜒𝑒𝑥𝑝
𝜒прямое
0,536±
0,605
76,0±1,
4
60,8
50,3
59,4
71,0±1,
4
49,7
58,9
0,558±
0,034
0,605
60,8
61,0±1,
3
48,4
57,9
0,602±
0,027
0,605
60,8
63,0±1,
3
46,4
56,4
0,594±
0,026
0,605
60,7
62,0±1,
3
44,1
54,5
0,599±
0,028
0,605
60,7
36
0,035
𝜒1
χ
0,658
0,61
1
0,662
0,61
4
0,669
0,61
9
0,679
0,62
6
0,692
0,63
6
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Литература
1. JaakkoLeppänen. Serpent — a Continuous-energy Monte Carlo Reactor
Physics Burnup Calculation Code, User’s Manual, VIT Technical Research
Centre of Finland, 2015.
2. Ensslin N., Harker W., Krick M. e.a. Application Guide to Neutron
Multiplicity Counting. LA-13422-M, 1998
3. Горбунова А. Ю., Калибровочные коэффициенты в модели
суперделений метода множественности нейтронов / А.Ю. Горбунова,
В.Ю. Рогожкин // Атомная энергия. – 2022. - т. 132, вып. 3. – С. 170 –
174.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУСФЕРИЧЕСКИХ ФЭУ EMI 9350 И
EMI D642 ДЛЯ УСТАНОВОК ПО ИССЛЕДОВАНИЮ
НЕЙТРОННОЙ КОМПОНЕНТЫ ШАЛ
Е.П. Волков, Д.М. Громушкин, В.В. Киндин, Д.О. Чернов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
+79154216321 EPVolkov@mephi.ru
Ключевые слова: ФЭУ, широкий атмосферный ливень (ШАЛ),
регистрация нейтронов, сцинтиллятор.
В Экспериментальном комплексе НЕВОД НИЯУ МИФИ
работают установки для регистрации нейтронной компоненты
широких атмосферных ливней: ПРИЗМА-32 и УРАН [1].
Установка ПРИЗМА-32 [2] работает уже больше десяти лет и в
настоящий момент имеет несколько проблем: отсутствие запасных
ФЭУ-200, которые в настоящее время сняты с производства; и
имеется необходимость в замене электроники для включения ее
данных в новую систему синхронизации ЭК НЕВОД.
37
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Решением проблемы отсутствия запасных ФЭУ-200 является
применение в установке фотоумножителей EMI типов 9350 и D642,
использованных ранее в детекторе MACRO в лаборатории Гран
Сассо в Италии [3].
В работе приводятся результаты исследования характеристик
ФЭУ EMI и сравнение ФЭУ-200 и ФЭУ EMI по отклику при
регистрации нейтронов.
На рис. 1a представлены зависимости коэффициентов
нелинейности 10-14 динодов для ФЭУ EMI D642, из которых,
видно, что диапазоны линейности у 10-14 динодов достаточно
близкие и не позволяют расширить диапазон измерений. Для ФЭУ
EMI 9350 зависимость подобна представленной для EMI D642.
Полученные результаты показывают, что необходимо рассмотреть
возможность использования более младших динодов.
d14
d13
d12
d11
d10
EMI D642 #7615 1190V
Коэффициент нелинейности
0,05
0,00
-0,05
б)
7
ФЭУ EMI, нейтроны
ФЭУ EMI, шумы
ФЭУ-200, нейтроны
ФЭУ-200, шумы
6
-1
0,10
Число событий, мин
а)
-0,10
-0,15
-0,20
-0,25
-0,30
5
4
3
2
1
-0,35
0
-0,40
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
0
50
100
150
200
250
300
350
Код АЦП
Код LED-подсветки
Рис. 1. а) Зависимость коэффициентов нелинейности 10-14 динодов
ФЭУ EMI D642 от подаваемой подсветки;
б) Распределение амплитуд сигналов, вызванных захватом нейтронов
сцинтиллятором на основе 6Li для ФЭУ-200 и ФЭУ EMI
На рис. 1б представлены распределения амплитуд для ФЭУ-200
и ФЭУ EMI, полученные на стенде с использованием
сцинтиллятора на основе 6Li и источником нейтронного излучения
252
Cf. Данные распределения получены с использованием метода
разделения сигналов на нейтронную и шумовую составляющие по
форме импульса. Как видно, шумы у ФЭУ EMI по сравнению с
ФЭУ-200 практически отсутствуют, при этом средняя амплитуда
38
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
сигналов в несколько раз выше, что, в свою очередь, повысит
эффективность регистрации нейтронов при использовании этих
ФЭУ в установке ПРИЗМА-32.
Работа выполнена на УНУ «Экспериментальный комплекс
НЕВОД» при поддержке гранта РНФ № 23-22-00399,
https://rscf.ru/project/23-22-00399/.
Литература
1. Экспериментальный комплекс НЕВОД: монография / Под ред. А.А.
Петрухина, С.С. Хохлова. М.: НИЯУ МИФИ, 2022. 260 с.
2. Gromushkin D. et al. The array for EAS neutron component detection //
JINST. 2014. Vol. 9. № 8. P. C08028.
3. Ambrosio M. et al. The MACRO detector at Gran Sasso // Nuclear
Instruments and Methods in Physics Research Section A. 2002. Vol. 486. P.
663.
АНАЛИЗ СОВМЕСТНЫХ СОБЫТИЙ УСТАНОВОК
ПРОТОТРЕК И НЕВОД-ШАЛ
Д.В. Газизова, М.Б. Амельчаков, В.С. Воробьев,
Е.А. Задеба, Р.В. Николаенко, И.А. Шульженко, Д.М. Громушкин
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
конт. тел. +79153954790, e-mail gazizovadiana@mail.ru
Ключевые слова: космические лучи, широкие атмосферные ливни,
координатно-трековый детектор.
Экспериментальный комплекс НЕВОД включает в себя ряд
масштабных установок для регистрации космических лучей, в том
числе детекторы ПротоТРЕК и НЕВОД-ШАЛ. Координатный
детектор ПротоТРЕК состоит из дрейфовых камер общей
площадью 13 м2 и позволяет регистрировать и восстанавливать
треки заряженных частиц широких атмосферных ливней (ШАЛ)
39
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
[1]. НЕВОД-ШАЛ – это массив поверхностных сцинтилляционных
детекторов, занимающий площадь 104 м2 и состоящий из 9
кластеров;
установка
регистрирует
электронно-фотонную
компоненту ШАЛ [2]. Эти детекторы работают независимо друг от
друга, в частности, имеют разные внутренние часы. Детектор
ПротоТРЕК расположен между детектирующими станциями 5-го
кластера НЕВОД-ШАЛ, поэтому в работе рассматриваются
события, которые зарегистрированы в нём.
В докладе рассматриваются совместные события, найденные за
10 и 11 июня 2021 г., приводится их анализ по азимутальным и
зенитным углам. На рис. 1 приведены гистограммы разности
величин азимутальных и зенитных углов по данным установок
НЕВОД-ШАЛ и ПротоТРЕК. Ширина на полувысоте для разницы
азимутальных углов равна 20.8°, для зенитных углов – 8.1°.
Рис.1. Распределения разности величин азимутальных (слева) и зенитных
углов (справа), реконструированных по данным НЕВОД-ШАЛ и
ПротоТРЕК
Литература
1. Vorobev V. S. et al. New coordinate-tracking detector on drift
chambers for registration of muons in near-vertical EAS // Proc. 37th ICRC,
Berlin, 2021. PoS(ICRC2021)401.
2. Amelchakov M.B. et al. The NEVOD-EAS air-shower array // Nuclear
Instruments and Methods in Physics Research. А. 2022. V. 1026. P. 166184.
40
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭРБИЕВОГО ВЫГОРАЮЩЕГО
ПОГЛОТИТЕЛЯ НА НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВС (НА ПРИМЕРЕ МОДЕЛИ Z49A2)
Э.А. Гердт1, Р.А. Внуков1, Н.О. Колмакова2
1
Обнинский институт атомной энергетики – филиал национального
исследовательского ядерного университета “МИФИ”, г. Обнинск
2
АНО ДПО Техническая академия Росатома, г. Нововоронеж
+7(999) 795-94-77
gerdtea@mail.ru
Ключевые слова: выгорающий поглотитель, ТВС, моделирование,
Serpent 2, оксид эрбия, топливная кампания.
При создании реактора с большой удельной мощностью и
кампанией необходимо иметь значительный начальный запас
реактивности реактора. Компенсация этой реактивности обычными
стержнями
вызывает
существенные
затруднения
при
конструировании. Одним из способов устранения этих трудностей
– введение в активную зону выгорающих поглотителей [1].
Цель данной работы – изучение влияния эрбиевого
выгорающего поглотителя посредством моделирования ТВС
реактора ВВЭР-1200 с помощью программного комплекса Serpent
2.
В настоящей работе в качестве референтной используется
модель ТВС Z49A2, с содержанием Gd2O3 в топливной загрузке
4,95%. Модель ТВС ВВЭР-1200 [2] представлена на рисунке 1.
На первом этапе снимались графики падения реактивности в
течение топливной кампании при различных содержаниях Er2O3 в
тепловыделяющих элементах с эрбием (далее такие стержни будут
называться твээры), при этом содержание делящихся материалов
не корректировалось, то есть от расчёта к расчёту количество ядер
урана уменьшалось. Было выявлено, что при превышении значения
содержания Er2O3 в 40% наблюдается резкое уменьшение темпа
41
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
падения реактивности. Полученный эффект требует подробного
исследования.
Рис.1. Продольное сечение модели ТВС
Рассматриваются возможности продления топливной кампании
и экономии ресурсов, используемых для поддержания работы
реакторной установки.
Литература
1. В.С. Волков, А.С. Лукьянов, В.В. Чепкунов, В.П. Шевяков, В.С.
Ямников Применение выгорающих поглотителей в ядерных реакторах //
Атомная энергия. -Вып. 2. -1961 г. - С. 109-121.
2. Активная зона ВВЭР-1200 (В-392М). Назначение и проектные
основы. [Электронный ресурс]. –URL: https://ppt-online.org/274776.
42
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
СЕЧЕНИЯ НЕУПРУГОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЯДЕР С
ЗАРЯДОМ ОТ 3 ДО 6 С ЯДРАМИ ВОЛЬФРАМА ПО
ДАННЫМ КОСМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПАМЕЛА
О.А. Голуб, А.Г. Майоров
НИЯУ МИФИ, Москва
8-967-025-21-16, ogolub394@gmail.com
Ключевые слова: PAMELA, сечение взаимодействия, космические
лучи.
Работа посвящена изучению энергетической зависимости
сечения неупругого взаимодействия легких ядер с ядрами
вольфрама в широком диапазоне энергий от нескольких сотен МэВ
до нескольких сотен ГэВ по данным космофизического
эксперимента PAMELA.
Магнитный спектрометр PAMELA [1] запущен на околоземную
орбиту на борту спутника Ресурс-ДК1 в июне 2006 г. и завершил
свою работу в январе 2016 г. Он предназначен для измерения
характеристик потоков заряженных частиц в космическом
излучении. Благодаря набору детекторных систем, каждая из
которых может независимо измерять характеристики частиц,
удается надёжно определять тип и энергию налетающей частицы, а
также изучать результаты взаимодействия с веществом
поглотителя калориметра.
Разработана методика разделения неупруго взаимодействующих
и невзаимодействующих событий в калориметре для протонов и
ядер гелия. Полученная методика применена к экспериментальным
данным и данным моделирования. В результате анализа получена
энергетическая зависимость сечения неупругого взаимодействия
ядер с зарядом от 3 до 6 с ядрами вольфрама, также проведено ее
сравнение с данными, полученными на ускорителях, и с
теоретическими зависимостями [2].
43
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Литература
1. Picozza P., et al. PAMELA – A payload for antimatter matter exploration
and light-nuclei astrophysics. 2007. Vol. 27. P. 296-315.
2. Allison J., et al. Recent Developments in Geant4. 2016. Vol. 835. P. 186225.
СРЕДА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЖИЗНИ КОСМИЧЕСКИХ
ЧАСТИЦ В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ И ЕЁ
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
В.С. Голубков, А.Г. Майоров
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
+79254003041, vlad10433@mail.ru
Ключевые слова:
моделирование.
Космические
лучи,
метод
Бунемана-Бориса,
В работе представлена программная среда для моделирования
“жизни” космических лучей в околоземном пространстве, т.е.
расчёта совокупности физических процессов, в которых может
участвовать частица, оказавшаяся в магнитосфере и атмосфере
Земли. Моделирование основано на расчете траекторий частиц в
магнитном поле планеты, которое реализовано путём численного
решения для них уравнения движения в электромагнитном поле
планеты методом частица-в-ячейке по схеме Бунемана-Бориса [1].
Созданная программная среда включает в себя различные модели
магнитного поля Земли: IGRF-13, Tsyganenko89, 96, CHAOS-7.9 и
другие. Моделирование взаимодействия частиц с атмосферой
осуществляется с помощью пакета Geant4, а для получения
информации о среде используются модели атмосферы и
ионосферы: NRLMSISE00 и IRI. Начальные условия частиц для их
44
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
трассировки разыгрываются Монте-Карло генератором потока
космических
лучей,
работа
которого
основана
на
экспериментальных измерениях спектров космических лучей,
выполненных в экспериментах PAMELA и AMS-02.
В настоящее время программная среда позволяет моделировать
CRAND процесс, поведение квази-захваченных и precipitated
частиц, восстанавливать спектры альбедных частиц, вычислять
жесткость геомагнитного обрезания в разных точках Земли. Будут
показаны некоторые результаты расчетов указанных процессов и
явлений.
Литература
1. Vay J. L. // Phys. Plasmas 15 056701, 2008.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗМЕРОВ ОТЛОЖЕНИЙ НА
ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕННИКОВ
КОЛЬЦЕВОГО СЕЧЕНИЯ
Д.В. Голяев, В.Н.Федосеев
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва, Россия
email: golden95@mail.ru, конт. тел.: +7 915 230-81-08
Ключевые слова: шероховатость, отложения, градиент давления,
теплообменник, профилограмма.
В процессе эксплуатации ядерных реакторов на поверхностях
тепловыделяющих элементов, конструктивных элементов ТВС,
трубопроводов
второго
контура
образуются
отложения,
увеличивающие естественную шероховатость стенок [1,2].
Целью проведенного исследования является разработка
методики прогнозирования размеров отложений на поверхности
45
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
теплообменников кольцевого сечения. В качестве характерного
размера выбрана эквивалентная песочная шероховатость kэкв.
Выбор обоснован популярностью его использования в инженерных
расчетах гидравлики каналов произвольного сечения. Под
эквивалентной песочной шероховатостью kэкв понимают такой
размер песочной шероховатости по форме И.Никурадзе, который
будет давать такое же сопротивление канала в автомодельной
области сопротивлений, как и заданная естественная, техническая
или искусственная.
Для валидации методики разработан и смонтирован
экспериментальный стенд, проведены профилометрические
измерения состояния шероховатой поверхности, проведены
измерения перепада давлений по длине рабочего участка в
зависимости от скорости потока. В качестве теплоносителя
использовалась дистиллированная вода.
В результате получено расчетное соотношение для определения
размеров отложений в кольцевом канале при условии их
равномерного распределения по поверхности. С помощью него
построен график зависимости роста перепада давлений по длине
канала от размера отложений, представленный на рисунке 1. Таким
образом, зная рост перепада давления возможно оценить
ожидаемую величину размера отложений или естественной
шероховатости поверхности. На практике получаемое оценочное
значение помогает обосновать рост затрат на собственные нужды в
следствии роста мощности на прокачку теплоносителя или сделать
вывод необходимости проведения ремонтных работ оборудования.
46
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис.1. Зависимость роста перепада давлений в канале от
размеров отложений на поверхности
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного
фонда №23–29–00791, https://rscf.ru/project/23-29-00791/.
Литература
1. Трофимов М.А., Глоба Р.Б. Зависимость шероховатости внутренней
поверхности трубопроводов ядерных реакторов от срока их эксплуатации
// Известия вузов. Ядерная энергетика. №3. 2019. С. 88–95
2. Шваров В.А. Ультразвуковая очистка топливных касет ВВЭР на
примере энкргоблоков №3 и №4 Нововоронежской АЭС: дис.кан.тех.
наук.-М:2015; 249 с.
47
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ОЧИЩЕННОГО ОТ РЗЭ ФОСФОГИПСА В КАЧЕСТВЕ
ДИСПЕРСНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
П.Д. Горячкин, Н.А.Щербина, Крипак В.Р.
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования «Национальный исследовательский ядерный
университет «МИФИ», г. Москва
8(961)340-14-15,gorpaveld@gmail.com
Ключевые слова: фосфогипс, композиционный, дисперный
В современном мире очень велико влияние антропогенных
факторов на экологию Земли. Одной из составляющих
техногенных загрязнений являются огромные остатки фосфогипса,
который остается, как отход сернокислотной обработки апатитов.
Фосфогипс химически схож с некоторыми минералами (например,
известняком), а также сам из себя может представлять хороший
материал для различных сфер промышленности, что дает повод
рассмотреть возможность расширения использования фосфогипса,
как перспективное сырье, что поможет решить экологическую
проблему регионов, в которых складируются отходы с
фосфогипсом.[1] Ежегодно добывается 8,5 Мт апатита,который
перерабатывается с использованием минеральных кислот.При
обработке серной кислотой образуется фосфогипс (ФГ) –
экологически вредный продукт, содержащий примеси фосфора и
фтора, а также радионуклиды и изотопы РЗЭ. Фтор
выщелачивается природной водой и проникает в почвенные воды,
что приводит к загрязнению почвенных вод, а мелкие частицы
фторида кальция переносятся воздушными потоками, что вызывает
состояние «экологического неблагополучия» в населенных
пунктах, расположенных рядом с предприятием.[2]
48
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
В процессе получения 1 тонны фосфорной кислоты
образуется около 5 тонн ФГ. На сегодняшний день используется
лишь около 15% мирового производства ФГ.Уменьшение объемов
утилизациифосфогипса и повышение внедренияего в новые и
старые производства,а также в медицину и научные исследования
принесет экономическиеи экологические выгоды.[3] Ежегодно во
всем мире производится до 280 миллионов тонн ФГ. Если
предположить, что среднее содержание РЗЭ в ФГ составляет 0.05%
(500 мг/кг), потенциально из фосфогипса ежегодно можно
получать до 140 000 тонн РЗЭ, а остаточный очищенный от РЗЭ
фосфогипс около 280 миллионов тонн, может применяться в
промышленности, что, безусловно, принесет дополнительные
производственные возможности [4]. Этот продукт применяется для
производства строительных материалов, в качестве стабилизаторов
почвы, сельскохозяйственных удобрений и как регулятор при
производстве цемента; однако эти способы применения запрещены
в большинстве стран. Актуально использование ФГ в качестве
наполнителя полимеров позволит решить экологические проблемы,
расширить сырьевую базу, снизить себестоимость композитов и
[5]
улучшить
их
качество
.
Существенный
недостаток
технологических решений по применению фосфогипса состоит в
том, что технология либо имеет достаточное количество минусов,
которые перевешивают, либо сложности применения данной
технологии на практике(малая рентабельность, сложность
применения) [6]. В данной работе рассматривается эффективность
физической модификации на степень извлечения РЗЭ и
перспективы применения ФГ в качестве дисперсного наполнителя
в композиционных материалах. Объектом исследования является
гипс технический ТУ 2141-693-00209438-2015 из отвального ФГ
Балаковского филиала АО «Апатит», содержащий массовые доли
CaSO4 (50%), H2O(20%), фосфатов (не более 1,5%), фтористых
соединений (не более 0,8%).
В работе изучено влияние
ультразвуковой модификации на степень извлечения РЗЭ из
фосфогипса. Оценены его дисперсность, оптические параметры,
проведены исследования ФГ с помощью РФА.
49
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Литература
1. Jacques Lucas, Pierre Lucas, Thierry Le Mercier, Alain Rollat, William G.
Davenport, 2015, Rare Earths: Science, Technology, Production and Use
2. А.В. Вальков, Е.А. Ананьева, В.И. Петров, Н.А. Щербина, 2021, К
проблемам переработки фосфогипса.
3. HananTayibi, Mohamed Choura, Félix A.López, Francisco J.Alguacil,
Aurora López-Delgado, 2009, Environmental impact and management of
phosphogypsum. Journal of Environmental Management, Volume 90, Issue 8.
4. Xiaosheng Yang,
Dandara Salvador, HannuTapaniMakkonen,
LassiPakkanen, 2019, Phosphogypsum Processing for Rare Earths Recovery—
A Review. Natural Resources, Volume 10.
5. Арзамасцев, С.В. Создание новых композиционных материалов
строительного назначения с использованием крупнотоннажных отходов –
фосфогипса, сланцевой золы и шлама вискозного производства / С.В.
Арзамасцев, С.Е. Артеменко // Пластические массы. - 2011. - № 4. - C.1417.
6. Недбаев, И. С. Обзор российского и мирового опыта решения
экологических проблем производства, хранения, переработки и
использования фосфогипса / И. С. Недбаев, Н. В. Цывкунова, Е. Ю.
Елсукова // Вестник евразийской науки. — 2022. — Т. 14. — № 4. — URL:
https://esj.today/PDF/10NZVN422.pdf .
50
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ МОБИЛЬНОГО МЮОННОГО
ГОДОСКОПА В GEANT4
M.П. Гуделев, А.Н. Дмитриева, М.Ю. Целиненко
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
тел.: +7 (919) 770-60-09, e-mail: MPGudelev@mephi.ru
Ключевые слова: Geant4, мюонный годоскоп, сцинтилляционный
стрип.
Мюонография – это метод исследования внутренней структуры
объекта, использующий природный поток мюонов. Метод основан
на высокой проникающей способности мюонов, которая позволяет
просвечивать достаточно массивные объекты, а также получать их
трехмерное изображение [1].
Мобильный мюонный годоскоп (ММГ) предназначен для
исследования скрытых массивных объектов, в том числе
культурного наследия, частично находящихся под землей.
Годоскоп будет состоять из 6 однопроекционных координатных
плоскостей, попарно повернутых относительно друг друга на 90°.
Каждая плоскость состоит из двух слоев сцинтилляционных
стрипов по 96 штук в каждом. Верхний слой сдвинут относительно
нижнего на половину ширины стрипа (рисунок 1а).
Сцинтилляционный стрип представляет собой пластину из
полистирола с добавками паратерфенила и POPOP (98.46, 1.50 и
0.04%, соответственно). В одной из граней пластины расположена
канавка, в которую вклеено спектросмещающее оптоволокно.
Стрип покрыт вспененным полистиролом для диффузного
отражения фотонов и дополнительно завернут в тонкую
непрозрачную пленку DuPont Tedlar. При создании ММГ
использовались идеи, примененные в мюонном томографе для
диагностики АЭС [2].
В программном пакете Geant4 была задана геометрия ММГ
(рисунок 1б), прописаны все основные свойства материалов и
51
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
оптических поверхностей. Пример прохождения мюона через ММГ
показан на рисунке 1в. В дальнейшем планируется смоделировать
регистрацию
фотонов,
откалибровать
модель
по
экспериментальным данным и смоделировать регистрацию мюонов
для отладки методов реконструкции треков.
а
б
в
Рис.1. Схематическое изображение ММГ (а), модель ММГ в Geant4 (б)
и возникновение сцинтилляции в стрипах при прохождении мюона (в)
Литература
1. Bonomi G. et al. Applications of cosmic-ray muons // Progress in Particle
and Nuclear Physics. – 2020. – V. 112. – P. 103768.
2. Яшин И.И. и др. Тестирование элементов мюонного томографа на
сцинтилляционных стрипах с оптоволоконным светосбором // Известия
Российской академии наук. Серия физическая. – 2021. – Т. 85. – №. 4. –
С. 598-600.
52
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ОЦЕНКА ФОНА ОТ НЕВЕРНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ
АДРОННОЙ СТРУИ КАК ФОТОНА МАТРИЧНЫМ
МЕТОДОМ В PP СТОЛКНОВЕНИЯХ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
ATLAS
В.С. Жарова, К.К. Казакова, Е.Ю. Солдатов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
+7 (915) 790 26 93, valeri.zarova@gmail.com
Ключевые слова: адронная струя, неверная идентификация, фотон,
матричный метод, изоляция, эксперимент ATLAS.
Наиболее тщательно проработанной теорией в физике
элементарных частиц является Стандартная модель (СM).
Однако она объясняет не все наблюдаемые явления. Важнейшей
задачей эксперимента ATLAS [1] является поиск «новой
физики» вне рамок СМ, на которую могут указывать отклонения
полученных на основе эксперимента результатов от
теоретических предсказаний.
Высокочувствительный к отклонениям от СМ процесс
ассоциированного рождения Z-бозона с фотоном с
последующим распадом Z-бозона на нейтрино и антинейтрино
важен с экспериментальной точки зрения. Нейтринная мода [2]
распада характеризуется большей вероятностью (∼ 20%) по
сравнению с модой распада в заряженные лептоны (∼ 6.7%), но
включает в себя множество фонов, некоторые из которых
необходимо оценивать на основе данных из-за невозможности
их моделирования с помощью методов Монте-Карло.
Одним из таких фоновых процессов является неверная
идентификация адронной струи как фотона (jet→γ). Пара
фотонов от распада нейтральных мезонов, содержащихся в
струях, дает сигнатуру электромагнитного ливня схожую с
сигнатурой ливня от отдельного изолированного фотона, так как
53
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
отклики пары фотонов могут накладываться друг на друга.
Одним из основных методов оценки jet→γ фона, основанных на
данных, является двумерный метод боковых интервалов (ABCD
метод) [3]. Однако, данный подход имеет ряд недостатков.
ABCD метод требует оптимизацию областей фазового
пространства,
при
которой
корреляция
между
дискриминационными переменными минимизирована. В
противном случае, применение данного метода будет
некорректным, что дает мотивацию для реализации более
оптимальных подходов.
В данном исследовании разработан альтернативный способ
оценки неверной идентификации адронной струи как фотона
для процесса ассоциированного рождения Z-бозона с фотоном.
Матричный метод (ММ) строится на основе двух
эффективностей
идентификации
фотона,
являющихся
элементами матрицы, связывающей числа событий в
определённой области фазового пространства. Число фоновых
jet→γ событий получается путем разрешения системы двух
уравнений. ММ позволяет оценить число фоновых jet→γ
событий, учитывая зависимость событий от изоляции. Метод
отличается быстротой получения оценки данного фона, в
отличие от ABCD метода, где необходимо оптимизировать
области фазового пространства. Также разработанный ММ
всегда применим для оценки фона. Таким образом,
предложенный метод позволит наиболее эффективно оценивать
фоновые процессы, которые плохо моделируются с помощью
МК.
Литература
1. ATLAS Collaboration. The ATLAS experiment at the CERN Large
Hadron Collider. JINST, 3(08):S08003, 2008.
2. ATLAS Collaboration. Measurement of the Zγ → ννγ production
cross section in pp collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector and
limits on anomalous triple gauge-boson couplings. Journal of High Energy
Physics, (10), 2018.
54
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
3. Buttinger W. Background Estimation with the ABCD Method.2018.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТВС РЕАКТОРА ВВЭР С
ПРИМЕНЕНИЕМ АМЕРИЦИЯ В КАЧЕСТВЕ
ВЫГОРАЮЩЕГО ПОГЛОТИТЕЛЯ
Е.С.Иваницкая2, А.М.Терехова1
ИАТЭ НИЯУ МИФИ
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
1
2
+7(962)-584-93-62
k.ivanickaya1_01@mail.ru
Ключевые слова: америций, выгорающий поглотитель, ВВЭР,
минорные
актиниды,
коэффициент
размножения
нейтронов,
радиоактивные отходы, отработавшее ядерное топливо
Одной из глобальных проблем ядерной энергетики остаются
радиоактивные отходы, наибольшую активность которых
обеспечивают минорные актиниды (МА).
МА имеют большой период полураспада, спонтанно делятся,
генерируя нейтроны и выделяя много тепла. Именно поэтому, если
изначально не переработать ОЯТ, то через несколько сотен лет выдержки
минорные актиниды определят тепловую нагрузку хранилища [1].
К минорным актинидам, образующимся в процессе и после работы
реактора, относятся долгоживущие и относительно долгоживущие
изотопы нептуния (Np237), америция (Am241, Am243) и кюрия (Cm242,
Cm244, Cm245). Наибольшим сечением захвата обладает изотоп
Америция-241. Он также является доминирующим нуклидом в
составе ОЯТ и определяет большую часть его активности: его
55
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
объёмная доля в ОЯТ после десяти лет выдержки составляет
0,6216.
Для снижения активности ОЯТ рассматривается процесс
трансмутации МА. Однако достаточно большое сечение
поглощения и возможность сжигания америция делает его
хорошим вариантом для загрузки в реактор в качестве
выгорающего поглотителя (ВП).
Целью данной работы является моделирование ТВС теплового
реактора с применением америция, в качестве ВП. Для проведения
численных
расчетов
использовалась
программа
UNK,
разработанная в Национальном исследовательском центре
«Курчатовский институт». Данная программа предназначена для
нейтронно-физического расчета ячейки или кассеты ядерного
реактора с учетом тонкой энергетической структуры сечений в
области разрешенных резонансов, получения групповых
макроскопических сечений, матриц эффективных граничных
условий и других констант с целью их последующего
использования в полномасштабном расчете реактора [2].
Были рассчитаны ядерные концентрации составляющих
топлива, а также изотопов америция Am241,Am242m, Am243, взятых из
ОЯТ реактора ВВЭР-440. Расчёты проводились для топлива из
диоксида урана с обогащением по U-235 – 4,9% в тепловыделяющих
элементах и 3,3% в тепловыделяющих элементах с использованием ВП
(твэг). Доля ВП в твэге принималась от 5% до 25%. Традиционно в
реакторах типа ВВЭР используют от 6 до 24 твэгов с ВП,
соответственно были рассмотрены случаи загрузки 6, 12, 18 и 24 твэгов с
америцием.
По полученным данным были построены графики зависимости
коэффициента размножения нейтронов от времени выгорания. Исходя из
результатов исследования, наиболее эффективным оказалось применение
ТВС с меньшим числом твэгов, но большей долей америция в них.
Литература
1. Иванов Р.Э., Деменева И.В., Коробейников В.В. Расчётные
исследования и разработка предложений по сжиганию младших
56
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
актинидов в реакторных установках - Обнинск : ГНЦ РФ - Физикоэнергетический ин-т им. А. И. Лейпунского, 2017. - 11 с. : ил., табл.; 20 см.
2. Давиденко В.Д., Цибульский В.Ф. Разработка программы
детального расчета спектра нейтронов в элементарной ячейке ядерного
реактора // Нейтроника, 1998. С. 168-173.
ТРАНСПОРТНЫЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ
ПЛЕНОК СПЛАВОВ ГЕЙСЛЕРА MN-CO-FE-V-GA
А.А. Кожухов, М.А. Середина, Д.Ю. Карпенков,
Е.А. Колесников, В.В. Ховайло
Национальный исследовательский технологический университет
МИСИС, Москва, Россия
конт. тел.: 8(910)–369-42-18, e–mail: kozhukovv@yandex.ru
Ключевые слова: сплавы Гейслера, тонкие пленки, эффект Холла
Полуметаллические
скомпенсированные
ферримагнетики
сплавов Гейслера имеют высокие перспективы применения в сфере
спинтроники, обладающей потенциалом для разработки более
быстрых и энергоэффективных электронных устройств [1,2].
Постоянная минимизация устройств требует изучение свойств
материалов не только в форме массивных образцов и лент, но и в
виде тонких пленок.
Тонкие пленки ферримагнитной системы сплавов Гейслера MnCo-Fe-V-Ga были получены методом магнетронного напыления с
использованием двух подложек: стекло и монокристаллический
сапфир. Предварительно была синтезирована мишень заданного
состава методом искрового плазменного спекания в вакууме,
рентгенофазовый анализ мишени показал наличие фазы Гейслера.
Точный химсостав и толщина полученных пленок были
Mn1,39Co0,59Fe0,51V0,49Ga1,02
и
725
нм,
а
также
Mn1,32Co0,64Fe0,38V0,48Ga1,18 и 585 нм для пленок на сапфире и стекле
57
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
соответственно. СЭМ-микроскопия подтвердила равномерное
распределение элементов в образцах.
Были
исследованы
транспортные,
магнитные
и
гальваномагнитные
свойства
образцов.
Удельное
электросопротивление пленок имело полупроводниковый характер
в температурном диапазоне от 80 до 350 К (рисунок 1), оно
достигало 5,69 мОм·см и 9,42 мОм·см при 80 К для пленок на
сапфире и стекле соответственно. Вычисленные из температурных
зависимостей удельного электросопротивления при Т > 280 К
значения запрещенной зоны составляли 0,004 эВ и 0,008 эВ для
пленок на сапфире и стекле соответственно.
В результате исследования гальваномагнитных свойств было
установлено, что коэффициенты нормального эффекта Холла
образцов имеют положительные значения, таким образом для
пленок была установлена проводимость p-типа. Коэффициенты
нормального эффекта Холла, концентрация носителей тока и
холловская подвижность носителей при комнатной температуре
имели порядки величин 10-2 см3/Кл, 1020 см-3 и 101 см2/(В·с)
соответственно.
Полевые кривые намагниченности для пленок были схожи с
зависимостями намагниченности материалов, в которых
присутствует суперпарамагнетизм.
Рис. 1. Температурные зависимости удельного электросопротивления
для пленок на сапфировой (а) и стеклянной (б) подложках
58
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Литература
1
Palmstrom Chris J. Heusler compounds and spintronics // Progress in
Crystal Growth and Characterization of Materials. 2016. Vol. 62.
2
Simple rules for the understanding of Heusler compounds / T. Graf,
Cl. Felser, S.P. Parkin e.a. // Progress in Solid State Chemistry. 2011. Vol. 13.
УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ КРЕМНИЕВЫХ
ФОТОУМНОЖИТЕЛЕЙ И СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ
КРИСТАЛЛОВ
А.Д. Конотоп, Н.С. Бойко
НИЯУ «МИФИ», Москва
+7(964)522-06-69, akonotop03@mail.ru
Ключевые слова: кремниевые фотоумножители, сцинтилляционные
материалы,
детекторы,
энергетическое
разрешение,
временное
разрешение, световыход
В настоящее время сцинтилляционные детекторы позволяют
решать огромный спектр задач. Одним из наиболее удачных
решений
являются
установки
на
базе
кремниевых
фотоумножителей (SiPM). Благодаря своим малым габаритам и
более
высокой
чувствительности
они
получили
своё
распространение не только как аналог ФЭУ, но и в других
приборах, в которых требуется детектирование очень слабых
сигналов.
В связи с этим появляется необходимость исследовать
различные
параметры
кремниевых
фотоумножителей
и
сцинтилляторов, а также их сборок. В качестве решения была
разработана установка, которая позволяет оценивать широкий
спектр параметров: шумовые характеристики, коэффициент
усиления и температурную стабильность SiPM, снимать
одноэлектронные спектры, изучать энергетическое и временное
59
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
разрешение, световыход, а также температурную стабильность
различных сцинтилляторов.
На рисунке 1 представлена блок-схема установки. В
подготовленный чёрный ящик помещается исследуемая сборка из
сцинтиллятора и кремниевого фотоумножителя. Питание
осуществляется внешним лабораторным источником питания, а в
качестве источника сигнала может быть использован как изотоп,
так и светодиод.
Сигнал с SiPM передаётся в электронный тракт на основе
аппаратуры CAEN [2]. Данное оборудование создано специально
для работы с различными кремниевыми фотоумножителями и
является наиболее удобным и компактным из существующих
решений. Так, сигнал с SiPM передаётся на усилитель, а затем
раздваивается и направляется на дискриминатор, формирующий
временные ворота, и анализатор импульсов, который также
получает данные с дискриминатора. Такая сборка позволяет
собирать как дифференциальные, так и интегральные спектры, а с
прямым подключением к ЭВМ отображать их в реальном времени
в прилагаемом ПО. Контроль температуры осуществляется при
помощи термодатчика AM2302 на базе микроконтроллера Arduino
nano, данные с которого также передаются на ЭВМ. При помощи
сторонних пакетов программ производится анализ полученных
данных.
В настоящее время установка уже применяется для
тестирования детекторов для макета позитронно-эмиссионного
томографа, а также исследования различных сцинтилляторов.
60
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис. 1 Схема установки
1.
2.
Литература
Акимов Ю.К. Фотонные методы регистрации излучений. – Дубна:
ОИЯИ, 2006.
CAEN Educational Handbook // CAEN S.p.A. – Viareggio, 2018.
61
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЕ МЮОНОВ СВЕРХВЫСОКИХ
ЭНЕРГИЙ И ГРУПП МЮОНОВ В ГИГАТОННЫХ ВОДНЫХ
ДЕТЕКТОРАХ
М.Л. Лисицин, С.С. Хохлов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
Тел. (985)110-01-60, e-mail michaillis@outlook.com
Ключевые слова: водный нейтринный телескоп, мюоны сверхвысоких
энергий.
Мюонная компонента широких атмосферных ливней (ШАЛ)
используется в физике высоких энергий в качестве инструмента
для исследования процессов ядро-ядерных взаимодействий.
Информация о мюонах с энергиями выше 100 ТэВ может нести в
себе элементы «новой физики», поэтому перспективной является
задача измерения энергетического спектра таких мюонов. Для
измерения спектра мюонов в области сверхвысоких энергий могут
быть использованы гигатонные нейтринные телескопы – IceCube,
Baikal-GVD.
Мюоны сверхвысоких энергий (Very High Energy, VHE-мюоны)
приходят в установку в сопровождении групп мюонов малой
множественности, такие события сложно отличить от группы
мюонов большой множественности без высокоэнергетического
мюона. На основе отклика установки можно восстановить
зависимость продольного энерговыделения, которая может быть
использована для определения энергетических характеристик
мюонов группы.
Целью данной работы является разработка метода разделения
событий с группами мюонов низких и высоких энергий в
гигатонных нейтринных телескопах. Для разработки и отладки
метода в программном пакете CORSIKA было проведено
моделирование для 5 первичных ядер (p, 4He, 14N, 27Al, 56Fe) по
62
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
степенному спектру с показателем 2.7 в диапазоне энергий 1014 –
1020 эВ и получен спектр мюонов на поверхности. После этого в
программном пакете PROPOSAL были промоделированы потери
энергии мюонов ШАЛ и одиночных VHE-мюонов фиксированных
энергий 10, 31, 100, 316, 1000 ТэВ.
Набор мюонов в группы проведен таким образом, чтобы
медианное значение энерговыделения полученных групп совпадало
с медианным значением у VHE-мюона. Затем для профилей
энерговыделений VHE-мюонов и групп был определен показатель
экспоненты ослабления b, который связан с радиационными
процессами потери энергии [1], и остаточная сумма квадратов
отклонений от точек профиля до фитируемой функции χ2.
Анализ распределений событий по найденным параметрам
показал полное разделение групповых и VHE-событий по
отношению b/χ2 начиная с энергий мюонов порядка 100 ТэВ (рис.
1). При энергиях ~ 30 ТэВ и меньше полного разделения не
происходит. При больших энергиях распределения по b/χ2
разносятся
еще
сильнее.
Установлено,
что
наиболее
результативным является разделение событий по отношению b/χ2.
E = 100 ТэВ, h = 50 м
1000
E = 1000 ТэВ, h = 50 м
VHE
Группы
VHE
Группы
100
N, штук
N, штук
100
10
10
1
-15 -14 -13 -12 -11 -10 -9
-8 -7 -6 -5
-4 -3 -2 -1
0
1
2
1
-20
b/Chi * 104, м-1 ГэВ-2
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
b/Chi * 104, м-1 ГэВ-2
Рис. 1. Распределение групп и VHE-мюонов по параметру b/χ2 для энергий
100 ТэВ (слева) и 1000 ТэВ (справа).
Литература
63
2
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
1. D.E. Groom, N.V. Mokhov, S.I. Striganov. Muon Stopping Power and
Range // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 2001. Vol. 78, Issue 2. P. 183356.
СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЕ БЛОКИ С ОПТОВОЛОКОННЫМ
СВЕТОСБОРОМ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТЕПЛОВЫХ
НЕЙТРОНОВ
А.А. Луковников, Д.М.Громушкин
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ,
Научно-образовательный центр НЕВОД, Москва
+79500975303; e-mail a.lukovn@yandex.ru
Ключевые
пластины.
слова:
стрипы,
сцинтилляторы,
сцинтилляционные
Цель исследования – создание детекторов для регистрации
тепловых нейтронов на основе прямоугольных сцинтилляционных
блоков с оптоволоконным светосбором [1, 2]. Задачи, которые
решались в ходе данного исследования: разработка технологии
нанесения сцинтиллятора для регистрации нейтронов на подложку,
создание и тестирование опытных образцов сцинтилляционных
пластин и стрипов с воздушной и оптически прозрачной
прослойкой.
Исследовалось несколько методов нанесения сцинтиллятора на
подложку: сцинтиллятор закреплялся с помощью клеящихся
поверхностей на образцах – самоклеящейся бумаге и двустороннем
скотче; на выбранный материал наносился тонкий слой оптически
прозрачного компаунда. Во всех случаях порошкообразный
сцинтиллятор рассыпался по всей поверхности, лишний
сцинтиллятор стряхивался и насыпался повторно до образования
64
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
равномерного слоя. Для компаунда удалось достичь плотности
засыпки 100 мг/см2, но это не оправдано по соотношению
плотности сцинтиллятора к числу зарегистрированных событий в
сравнении с концентрацией сцинтиллятора 50 мг/см2. После
формирования засыпки сцинтиллятор покрывался оптически
прозрачным компаундом.
На основании полученных данных об эффективности
регистрации нейтронов в зависимости от концентрации
сцинтиллятора был выбран метод нанесения сцинтиллятора с
оптическим компаундом и изготовлены два опытных образца
стрипа с размерами 1 см × 1 см × 50 см с концентрацией
сцинтиллятора ЛРБ-2 [3, 4] 50 мг/см2 (рисунок 1). Проведены
исследования отклика созданных образцов при регистрации
тепловых нейтронов с использованием ФЭУ и SiPM.
Тестирование
созданных
образцов
показало,
что
предпочтительнее использовать вариант с воздушной прослойкой с
SiPM. Подобная конфигурация обеспечивает хорошее выделение
сигналов, вызванных регистрацией нейтронов, а SiPM имеет
меньшие размеры по сравнению с ФЭУ.
Рис.1. Образец стрипа с воздушной прослойкой
Работа выполнена на Уникальной научной установке
«Экспериментальный комплекс НЕВОД» при поддержке
Министерства науки и высшего образования РФ (государственное
задание, проект «Нейтринные детекторы для дистанционного
контроля ядерных реакторов и астрофизических установок», №
FSWU-2022-0018.)
Литература
1. http://kuraraypsf.jp/psf/ws.html.
65
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
2. Шарварко В.Г. Волоконно-оптические линии связи. Учебное
пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006.
3. https://luminophor.ru.
4.
Шендрик
Р.Ю.
Методы
экспериментальной
физики
конденсированного состояния. «Введение в физику сцинтилляторов».
Иркутск: изд-во Иркут. гос. ун-та, 2013.
УЗЕЛ ПИТАНИЯ КВАЗИСФЕРИЧЕСКОГО МОДУЛЯ
КСМ-6М ЧЕРЕНКОВСКОГО ВОДНОГО КАЛОРИМЕТРА
НЕВОД
И.К. Лыткин, В.В. Киндин, К.Г. Компаниец
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва, Россия
+7-912-770-97-04, Lytkinivan@mail.ru
Ключевые слова: квазисферический модуль, фотоумножитель, узел
питания, FE-электроника.
Черенковские водные детекторы широко используются для
исследования космических лучей высоких и сверхвысоких энергий.
Примером таких детекторов является черенковский водный
калориметр (ЧВК) НЕВОД [1]. Объём детектора, заполненный
очищенной водой, составляет 2000 м3. Внутри бассейна
расположена пространственная решетка из квазисферических
модулей (КСМ). Модули регистрируют черенковское излучение от
заряженных частиц, пересекающих бассейн. КСМ состоит из
герметичного корпуса, шести фотоумножителей ФЭУ-200,
направленных вдоль осей ортогональной системы координат, и
внутримодульной электроники. Узел питания обеспечивает работу
фотоумножителей
и
внутримодульной
электроники.
Он
преобразует входное напряжение +12 В в выходные напряжения
12 В и регулируемое от 0 до 2000 В. Важной характеристикой
узла питания является низкий уровень собственных шумов (не
66
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
более 2 мВ), т.к. сигналы с фотоумножителя могут составлять 4 мВ.
Работающий в настоящее время в составе КСМ узел питания был
создан на импортных DC/DC преобразователях TRACO POWER.
В настоящее время идет подготовка к расширению
чувствительного объема ЧВК за счет добавления в
пространственную решетку модернизированных квазисферических
модулей КСМ-6М.
В КСМ-6М будет использоваться
фотоумножитель Hamamatsu R877 и новая FE-электроника. Для
этого модуля был разработан новый узел питания на отечественной
элементной базе.
В докладе приводится принципиальная схема и сравнение
характеристик отечественных DC/DC преобразователей и TRACO
POWER. Обсуждаются результаты стендового тестирования
опытного образца узла питания КСМ-6М и его совместной работы
с фотоумножителем Hamamatsu R877 и новой FE-электроникой.
Литература
1. Киндин В.В., Амельчаков М.Б., Барбашина Н.С., Богданов А.Г.,
Задеба Е.А., Карцев И.С., Кокоулин Р.П., Компаниец К.Г., Овчинников
В.В., Петрухин А.А., Хомяков В.А., Хохлов С.С., Шутенко В.В., Яшин
И.И. Черенковский водный калориметр на базе квазисферических
модулей // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 5. С. 23-32.
67
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШИРОКИХ
АТМОСФЕРНЫХ ЛИВНЕЙ ПО ДАННЫМ
УСТАНОВКИ НЕВОД-ШАЛ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ
МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ
И.А. Любимцев, М.Б. Амельчаков,
А.Г. Богданов, В.С. Воробьев, И.А. Шульженко
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва.
конт. тел. +79263200512, e-mail ivanlyubimtsev.ru@yandex.ru
Ключевые слова: НЕВОД-ШАЛ, космические лучи,
атмосферные ливни (ШАЛ), искусственные нейронные сети.
широкие
Установка НЕВОД-ШАЛ [1] является частью экспериментального
комплекса НЕВОД и предназначена для регистрации электроннофотонной компоненты ШАЛ в диапазоне энергий от 10 15 до 1017 эВ.
Данная установка представляет собой массив сцинтилляционных
детекторов, состоящий из 36 детектирующих станций, установленных на
зданиях и на поверхности земли вокруг ЭК НЕВОД. Общая площадь
установки 104 м2. Основная цель НЕВОД-ШАЛ – получение оценки
энергии ШАЛ по электронно-фотонной составляющей в регистрируемых
событиях.
Обычно для оценки параметров ШАЛ используют метод
максимального правдоподобия [2]. Но в настоящее время широкое
распространение получили методы, использующие машинное обучение
[3], которые требуют для восстановления характеристик гораздо меньше
времени и дают более точные результаты [4,5]. Именно поэтому в работе
был выбран метод восстановления, основанный на машинном обучении.
Для обучения и тестирования нейронной сети были использованы
данные, моделированные методом Монте-Карло.
В докладе приведены результаты тестирования нейронной сети,
которая восстанавливает следующие параметры ШАЛ: мощность, возраст
и координаты оси.
68
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Стандартное отклонение для десятичного логарифма мощности ШАЛ
(рис.1) составило 0.10. Стандартное отклонение для координат х и y
составило 10 м. Стандартное отклонение для возраста ШАЛ составило
0.05.
Рис. 1. Распределение разности между значениями десятичного
логарифма мощности ШАЛ, сгенерированных при моделировании и
восстановленных нейронной сетью.
Литература
1. Amelchakov M.B. et al. The NEVOD-EAS air-shower array //
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A. 2022. Vol.
1026.
P.
166184.
2. Худсон Д. Статистика для физиков. М.: Мир, 1970.
3. Франсуа Ш. Глубокое обучение на Python. – СПб.: Питер, 2022.
– 400. c. - (Серия “Библиотека программиста”).
4. Guillén A. et al. Deep learning techniques applied to the physics of
extensive air showers // Astroparticle Physics. 2019. Vol. 111. P. 12-22.
5. Ivanov D. et al. Using deep learning to enhance event geometry
reconstruction for the telescope array surface detector // Machine Learning:
Science and Technology. 2020. Vol. 2. P. 015006.
69
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ОТБОР СОВМЕСТНЫХ СОБЫТИЙ В УСТАНОВКАХ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА НЕВОД
Е.А. Мирошниченко, А.Г. Богданов, И.А. Шульженко
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва.
конт. тел. +79104046205, e-mail EAMiroshnichenko@mephi.ru
Ключевые слова: ЭК НЕВОД, космические лучи, широкие
атмосферные ливни, группы мюонов, тепловые нейтроны, электроннофотонная компонента ШАЛ, мультикомпонентные исследования ШАЛ.
В настоящее время единственным источником информации о
природе первичных космических лучей (ПКЛ) с энергиями выше 10 15 эВ
являются широкие атмосферные ливни (ШАЛ) – каскады частиц,
образующиеся в результате взаимодействия ПКЛ с атмосферой Земли.
Экспериментальный комплекс (ЭК) НЕВОД [1] включает ряд
уникальных физических установок и детекторов, которые позволяют
одновременно регистрировать все основные компоненты ШАЛ:
электронно-фотонную (установка НЕВОД-ШАЛ [2]), мюонную
(координатно-трековый детектор ДЕКОР [3]), адронную (установка УРАН
[4]), а также измерять энерговыделения в черенковском водном
калориметре НЕВОД [5]. Все установки ЭК подключены к глобальной
системе временной синхронизации, обеспечивающей высокую точность
привязки регистрируемых ими событий к единому источнику времени.
Цель данной работы – разработка метода и поиск совместных
событий в данных установок ЭК НЕВОД, а также разработка и
формирование базы данных таких событий для проведения
мультикомпонентных исследований ШАЛ.
Совместные события отбираются по временным меткам
срабатываний каждой установки, которые предварительно выстраиваются
в единый временной ряд с помощью специально разработанного
программного обеспечения. Сложность формирования подобного ряда
заключается в необходимости учета различных аппаратных факторов,
таких как задержки срабатывания отдельных детекторов установок,
задержки срабатывания установок относительно друг друга и другие.
70
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
В выбранном временном интервале (Δt = 1 мкс) за сутки 2019-01-28
было найдено следующее количество совместных событий:
Таблица 1
Совместные события за сутки 2019-01-28
ДЕКОР + НЕВОД-ШАЛ
НЕВОД-ШАЛ + УРАН
ДЕКОР + УРАН
УРАН + ДЕКОР + НЕВОД-ШАЛ
69 528
1 225
1 066
964
Отобранные совместные события записываются в базу данных ЭК
НЕВОД, реализованную на базе документо-ориентированной СУБД
MongoDB [6].
В докладе обсуждаются особенности разработанного алгоритма
отбора совместных событий в установках ЭК НЕВОД и созданной для
проведения
мультикомпонентных
исследований
базы
данных,
представлены первые результаты анализа совместных событий в
установках экспериментального комплекса.
Литература
1. Yashin I.I. et al. NEVOD – An experimental complex for multicomponent investigations of cosmic rays and their interactions in the energy
range 1–1010 GeV // Journal of Instrumentation. 2021. Vol. 16. P. T08014.
2. Amelchakov M.B. et al. The NEVOD-EAS air-shower array // Nuclear
Instr. and Methods in Physics Research А. 2022. Vol. 1026. P. 166184.
3. Bogdanov A.G. et al. Investigation of very high energy cosmic rays by
means of inclined muon bundles // Astroparticle Physics. 2018. Vol. 98 P. 1320.
4. Gromushkin D.M. et al. Studying characteristics of the neutron
component of extensive air showers using data from the URAN array //
Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2021. Vol. 85 P. 424426.
5. Петрухин А.А. Черенковский водный детектор НЕВОД // Успехи
физических наук. 2015. Т. 185 С. 521-530.
6. https://pymongo.readthedocs.io/en/stable.
71
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ТЕСТИРОВАНИЕ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫХ СТРИПОВ ДЛЯ
МЮОННОГО ГОДОСКОПА
С.И. Мирхеев, М.Ю. Целиненко, И.И. Яшин
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва.
конт. тел. +79656272061, e-mail mirheev2304@gmail.com
Ключевые
слова:
сцинтилляционный
сцинтилляционный стрип, мюон, мюонография.
мюонный
годоскоп,
В настоящее время широкое распространение получил новый метод
неразрушающего контроля внутренней структуры различных объектов –
мюонография, которая использует в качестве проникающего излучения
поток атмосферных мюонов [1]. Для реализации данного метода
необходимо создание прецизионных координатно-трековых детекторов –
мюонных годоскопов.
В данный момент в НОЦ НЕВОД ведется разработка мобильного
мюонного годоскопа для развития метода мюонографии различных
объектов. Основным регистрирующим элементом детектора являются
сцинтилляционные стрипы с геометрическими размерами 10 × 7 × 1000
мм3 c оптоволоконным светосбором на кремниевые фотоумножители.
Детектирующая система годоскопа состоит из шести однопроекционных
сборок стрипов с ортогональной ориентацией. Всего годоскоп включает
1152 стрипа.
Процедура тестирования и отбора сцинтилляционных стрипов
заключается в анализе спектров откликов каждого стрипа с помощью
специализированного стенда, разработанного в НОЦ НЕВОД [2]. Стенд
представляет собой светоизолированный бокс, в который помещаются
тестируемые стрипы, уложенные в специальные рамы. Тестирование
проводится с помощью мюонного телескопа – системы из двух
сцинтилляционных счетчиков, между которыми располагаются стрипы.
На нижнем счетчике расположен свинцовый блок для поглощения мягкой
компоненты космических лучей. При совпадении сигналов счетчиков
происходит запись сигнала со стрипа. В течение экспозиции набираются
спектры откликов стрипов. Пример такого спектра приведен на рис. 1.
72
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис. 1. Спектр сигналов откликов сцитилляционного стрипа, полученный
с помощью мюонного телескопа
У данной методики есть существенный недостаток – низкая скорость
счета, около 0.16 Гц на стрип. Для ускорения набора спектров в условиях
потокового тестирования применяется также ранее разработанный в НОЦ
НЕВОД бета-спектрометр, имеющий скорость счета около 16 Гц на стрип.
Он состоит из источника электронов 90Sr, который помещен между двумя
магнитами. Электроны, двигаясь в магнитном поле, попадают в
коллимирующее отверстие, под которым располагается оптическое
волокно. Один из концов волокна находится в контакте с триггерным
фотоумножителем, при запуске которого считывается сигнал с
тестируемого стрипа.
В докладе приведены результаты тестирования пробной партии,
состоящей из 15 сцинтилляционных стрипов.
Литература
1. I.I. Yashin, N.N. Davidenko, A.O. Dovgopoly, R.M. Fakhroutdinov,
M.M. Kaverznev, K.G. Kompaniets, Yu.N. Konev, A.S. Kozhin, E.N.
Paramoshkina, N.A. Pasyuk, M.Yu. Tselinenko, O.P. Yuschenko, O.V.
Zolotareva, Muon tomography of large-scale objects // Physics of Atomic
Nuclei. 2021. V. 84. No. 6. P. 1171–1181.
2. И.И. Яшин, В.В. Киндин, К.Г. Компаниец, Н.А. Пасюк, М.Ю.
Целиненко, Тестирование элементов мюонного томографа на
73
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
сцинтилляционных стрипах с оптоволоконным светосбором // Известия
РАН. Серия физическая. 2021, Т. 85. № 4. С. 598–600.
ПЛАТА УСИЛЕНИЯ СИГНАЛОВ С ФЭУ EMI-D642 ДЛЯ
ДЕТЕКТОРА ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ
Е.С. Моргунов, Д.М. Громушкин, К.Г. Компаниец, Н.А. Пасюк
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
конт. тел. +79032574844, e-mail e.morgunov2016@yandex.ru
Ключевые слова: детектор тепловых нейтронов, фотоумножитель,
нейтрон, широкие атмосферные ливни.
Изучение энергетического спектра космических лучей высоких и
сверхвысоких энергий на сегодняшний день является актуальной задачей.
Множество рабочих групп и коллабораций работало и работают над
данным вопросом. Создаются и развиваются гибридные установки для
исследования широких атмосферных ливней (ШАЛ), способные
одновременно регистрировать несколько компонент. Примером такой
установки является Экспериментальный комплекс НЕВОД [1].
В число детекторов комплекса входят установки ПРИЗМА-32 [2] и
УРАН [3], которые регистрируют электромагнитную и нейтронную
компоненты ШАЛ по вспышке света в сцинтилляторе фотоэлектронным
умножителем (ФЭУ). В текущей конструкции детектора сигнал с делителя
ФЭУ поступает на платы интегрирующего усилителя, после чего
обрабатывается АЦП. В рамках модернизации установок принято
решение о замене ФЭУ-200, которые сняты с производства, на ФЭУ EMI
D642, которые имеются в необходимом количестве.
74
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
а
б
Рис. 1. Разработанная печатная плата в сборе (а) и схема интегрирующего
усилителя платы (б).
Применяемая схема считывания сигналов с двух плат для ФЭУ-200
является устаревшей и не удовлетворяет решаемым задачам. Кроме того,
ФЭУ EMI D642 отличаются конструкцией динодной системы, в связи с
чем возникла задача разработки новой печатной платы делителяусилителя-интегратора для формирования сигналов с ФЭУ EMI D642
одновременно с трех каналов.
Рассматриваемая в докладе структура печатной платы (рис. 1а)
включает делитель напряжения для потенциалов динодов ФЭУ EMI-D642
и три интегрирующих усилителя сигналов (рис. 1б) с 10-го, 14-го динодов
и анода, которые реализованы на связке операционных усилителей
THS3121ID и AD8065ARZ. Приводится подробное описание конструкции
разработанной печатной платы, а также результаты стендовых испытаний.
Работа выполнена на УНУ «Экспериментальный комплекс НЕВОД» при
поддержке гранта РНФ № 23-22-00399
75
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Литература
Экспериментальный комплекс НЕВОД: монография / Под. ред.
А.А. Петрухина, С.С. Хохлова. М.: НИЯУ МИФИ, 2022. 260 с.
2. Gromushkin D.M. et al. The array for EAS neutron component
detection // JINST. 2014. Vol. 9. P. 08028.
3. Gromushkin D.M. et al. Project of the URAN array for registration of
atmospheric neutrons // J. Phys. Conf. Ser. 2016. Vol. 675. I. 3. P. 32-43.
1.
ПРИМЕНЕНИЕ ЭРБИЯ В КАЧЕСТВЕ ВЫГОРАЮЩЕГО
ПОГЛОТИТЕЛЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ REMIX
ТОПЛИВА В РЕАКТОРАХ ВВЭР
А.Р. Музафаров, В.И. Савандер
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
+7(977)746-13-56, anvar1996@yandex.ru
Ключевые слова: Эрбий, гадолиний, полиячейка, ВВЭР, Serpent,
РЕМИКС топливо, коэффициент размножения (К∞).
Увеличение длительности кампании реактора ВВЭР-1000
приводит к повышению КИУМ и снижению себестоимости
производимой электроэнергии. Но при этом увеличивается
начальный запас реактивности реактора, который компенсируется
как жидкостной системой, так и применением выгорающих
поглотителей, интегрированных в топливо. В качестве такого
поглотителя нейтронов в ВВЭР используется природный
гадолиний, который размещается в небольшом количестве твэлов
(твэги) [1]. Основное преимущество гадолиния заключается в том,
что он полностью выгорает за одну кампанию и не оказывает
влияние на выгорание выгружаемого топлива. Однако, поскольку
76
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
он сильный поглотитель, то его наличие в твэгах приводит к
сильной депрессии потока тепловых нейтронов не только в твэгах,
но и в окружающих его твэлах, приводя к заметной
неравномерности поля энерговыделения в ТВС. Этот эффект тем
сильнее, чем больше запас реактивности, который требует
компенсации.
В качестве альтернативного варианта предлагается использовать
относительно слабый поглотитель эрбий. Его можно размещать в
небольших количествах, но во всех твэлах, что исключает
появление неравномерности поля энерговыделения. Однако эрбий
не успевает выгореть в течении все топливной кампании и это
приводит к снижению выгорания и к повышенному расходу
природного урана.
В настоящее время рассматривается возможность переработки
отработавшего топлива и выделения из него недовыгоревших
изоопов урана и плутония (REMIX-топливо). Поскольку в варианте
с эрбием концентрацию делящихся изотопов в выгоревшем
топливе по этой причине оказывается выше, чем в топливе с
гадолинием, то для компоновки новой топливной загрузки с таким
же выгоранием, как и в первоначальном варианте потребуется
меньшее количество природного урана, чем в гадолиниевом
варианте.
Цель работы – оценить эффективность использования эрбия в
качестве выгорающего поглотителя в замкнутом топливном цикле.
Для достижения поставленной цели рассматривались варианты
с полуторогодичной кампанией и трехкратной перегрузкой
топлива, но с различными выгорающими поглотителями:
гадолиний и эрбий. Найдены соответствующие концентрации
эрбия и гадолиния при которых не скомпенсированный запас
реактивности для жидкостной системы одинаковый для обоих
вариантов. На следующем этапе сформировано РЕМИКС топливо
из урановых и плутониевых изотопов выгоревшего топливо и
добавления урана 20% обогащения при сохранении ранее
достигнутого выгорания [2]. Также рассчитаны коэффициенты
неравномерности энерговыделения для определенных шагов и
77
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
получены данные по относительным энерговыделениям для
каждого варианта. Расчеты проводились с помощью программного
кода Serpent (2.1.32) и библиотекой ядерных данных ENDFb-7.
Литература
1. С.А. Андрушечко, А.М. Афров, Б.Ю. Васильев [и др.]. АЭС с
реактором типа ВВЭР-1000. От физических основ эксплуатации до
эволюции проекта. М.: Логос, 2010.
2. Использование регенерированного урана и плутония в тепловых
реакторах / Ю. С. Федоров, Б. А. Бабичев, Б. Я. Зильберман, Е. Г.
Кудрявцев // Атомная Энергия. 2005. Т. 99, вып. 2. С. 136 – 141.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ И ПОЗИТРОНОВ В
ЭКСПЕРИМЕНТЕ PAMELA МЕТОДОМ
МУЛЬТИВАРИАЦИОННОГО АНАЛИЗА
П. Мухин, В.В. Михайлов
НИЯУ МИФИ, Москва
+7 (925) 876-01-32; pasha_myxin@mail.ru
Ключевые слова: космические лучи, PAMELA, машинное обучение.
Эксперимент PAMELA с 2006 по 2016 гг. регистрировал
космические лучи, в том числе электроны и позитроны энергий от
50 МэВ до нескольких ТэВ [1]. По вариациям потоков электронов и
позитронов низких энергий можно исследовать эффекты солнечной
модуляции [2]. На данный момент коллаборацией PAMELA
опубликованы результаты по потокам электронов и позитронов за
2006–2009 гг. для энергий выше 1 ГэВ; также получены данные по
отношению потоков позитронов и электронов для энергий около 1
ГэВ и выше [1]. Восстановить недостающие данные по электронам
и позитронам для энергий ниже 1 ГэВ за весь период работы
PAMELA с целью дальнейшего исследования модуляции, а также
78
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
поиска локальных источников космических лучей является одной
из основных задач на сегодняшний день.
Чтобы получить необходимые результаты, требуется провести
эффективный отбор электронов и позитронов из базы данных
PAMELA, а также добиться хорошей режекции протонного фона,
порядка 104–105. Для идентификации электронных и позитронных
событий применены методы машинного обучения. На основе
промоделированных в GEANT4 событий проведен анализ более 20
параметров этих событий, большая часть которых описывает
энерговыделение в калориметре: с помощью метода Boosted
Decision Tree, реализованного в пакете TMVA для ROOT [3],
проведено обучение программы разделению событий на
«сигнальные» (электроны или позитроны) и «фоновые» (протоны).
В результате этого каждому обработанному событию
присваивается параметр отклика метода, который позволяет
эффективно идентифицировать событие частицей одного из
данных классов, тем самым, применив обученный алгоритм отбора
к экспериментальным данным, отобрать электроны и позитроны, а
также режектировать протоны.
С помощью данной методики получены новые данные для
отношения потоков позитронов и электронов для разных
диапазонов энергий вплоть до 100 МэВ. Сравнение с ранее
опубликованными аналогичными данными показывает согласие.
Также получены предварительные регрессии потоков протонов и
электронов для жесткостей 1–1.7 ГВ с целью исследования
особенностей зависимости модуляции от знака заряда частиц. По
этим результатам можно наблюдать некоторые особенности, в
частности ветви «гистерезиса» потоков в периоды около
солнечных минимума 2009 г. и максимума 2014–2015 гг.
Литература
1.
O. Adriani et al. Ten years or PAMELA in space // Rivisita del Nuovo
Cimento. 2017. V. 40. N. 10. P. 473–522.
79
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
2.
3.
D. Bisschoff, M. S. Potgieter, O. P. M. Aslam. New Very Local Interstellar
Spectra for Electrons, Positrons, Protons, and Light Cosmic Ray Nuclei //
The Astrophysical Journal. 2019. V. 878. Art. No. 59.
https://root.cern.ch/doc/master/classTMVA_1_1MethodBDT.html
УЧЕТ ВЛИЯНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ В ДАННЫХ
УСТАНОВКИ НЕВОД-ШАЛ
К.Р. Нугаева, М.Б. Амельчаков
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва, Россия
+7 (495) 788 56 99, доб. 9968 krnugaeva@mephi.ru
Ключевые слова: широкие атмосферные ливни, сцинтилляционный
детектор, атмосферные эффекты.
Широкие атмосферные ливни (ШАЛ) являются единственно
возможным источником информации о космических лучах при
энергиях более 1 ПэВ. Поскольку развитие ШАЛ происходит в
атмосфере Земли, то её параметры оказывают воздействие на этот
процесс.
Результатом
влияния
являются
изменения
в
регистрируемом потоке частиц.
Для регистрации широких атмосферных ливней использовалась
установка
НЕВОД-ШАЛ
[1],
входящая
в
состав
Экспериментального комплекса НЕВОД [2]. Установка включает в
себя 9 независимых кластеров, расположенных на площади около
104 м2 вокруг лабораторного здания экспериментального
комплекса, как на крышах зданий, так и на земле. Каждый кластер
состоит из четырёх детектирующих станций, расположенных в
вершинах
прямоугольников.
В
свою
очередь,
каждая
детектирующая станция объединяет 4 сцинтилляционных
детектора общей площадью 2.56 м2. Установка НЕВОД-ШАЛ
80
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
предназначена для регистрации электронно-фотонной компоненты
ШАЛ с энергией 1 – 100 ПэВ.
Оценка влияния атмосферных эффектов на скорость счёта
установки проводилась на совместных кластерных событиях. Для
каждой
кратности
срабатывания
кластеров
проводилась
итерационная коррекция скорости счета на атмосферные
параметры в приземном слое. Поправочные коэффициенты на
каждом шаге итерации определялись последовательно из
параметров корреляции скорости счёта с приземным давлением и
радиусом Мольера [3]. Радиус Мольера зависит от температуры и
давления, определяет цилиндр с соответствующим радиусом
поперечного сечения ШАЛ, в котором заключено около 90 % его
энергии.
Использование итерационного метода поправок позволило
уменьшить среднеквадратический разброс до статистического
уровня при кратностях срабатывания более четырёх кластеров.
Данное обстоятельство помогает выработать критерий отбора
событий ШАЛ среди всех регистрируемых на установке. Для
кратностей срабатывания менее 5 кластеров понизить разброс
скоростей счёта до статистического уровня не удалось, что может
указывать на наличие других факторов влияния или на
некорректность использования параметров атмосферы, полученных
для приземного слоя.
Литература
1. M.B. Amelchakov, N.S. Barbashina, A.G. Bogdanov et al. The NEVODEAS air-shower array // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research,
A. 2022. Vol. 1026. P. 166184.
2. Петрухин А.А. Черенковский водный детектор НЕВОД // Успехи
физических наук. 2015. Том. 58. Стр. 486494.
3. P.K.F. Grieder. Extensive air showers, high-energy phenomena and
astrophysical aspects - A Tutorial, Reference Manual and Data Book. SpringerVerlag, Berlin-Heidelberg. 2010. Vol. 2. P. 1024.
81
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАТ
ПХ-514М ДЛЯ ФОТОУМНОЖИТЕЛЕЙ HAMAMATSU R877
Ф.О. Отахонов, В.В. Киндин, Н.А. Пасюк
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва, Россия
Ключевые слова: квазисферический модуль, фотоумножитель,
электронная плата, диапазон линейности, временные характеристики.
На территории НИЯУ МИФИ находится наземный
черенковский водный калориметр НЕВОД [1]. Рабочий объём
детектора составляет 2000 м3 очищенной воды. Детектор
регистрирует космические лучи высоких и сверхвысоких энергий
по черенковскому излучению.
Внутри бассейна находится регулярная решетка из
квазисферических модулей (КСМ). Для регистрации черенковского
излучения в модуле используются шесть фотоумножителей с
большой площадью фотокатода ФЭУ-200. Для счета сигналы с
ФЭУ разработал плата, содержащая резистивний усилитель и
зарядо-чувствительных усилителей ЗЧУ на выходе 9-го и 12-го
динодов. Использование сигналов с двух динодов обеспечивает
суммарный диапазон регистрируемых сигналов от 1 до
105 фотоэлектронов.
Для расширения экспериментальных возможностей детектора
планируется увеличить объем чувствительной зоны за счет
размещения
дополнительных
модернизированных
квазисферических модулей КСМ-6М. Отличие их от КСМ
заключается в использовании фотоумножителя Hamamatsu R877.
Для этих фотоумножителей была разработана новая плата ПХ514М. Плата содержит два зарядо-чувствительных усилителя
сигналов с 7-го и 10-го динодов и резистивный делитель высокого
напряжения. Перед сборкой КСМ-6М необходимо исследовать
характеристики новых плат. Исследования проводились на
82
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
автоматизированном стенде, который позволяет измерять диапазон
линейности сигналов с двух динодов, коэффициент усиления
между ними, характеристики пьедесталов и временные
характеристики выходных сигналов.
Рис. 1. Зависимости коэффициентов нелинейнойсти от амплитуды
сигналов для 10-го (слева) и 7-го (справа) динодов ФЭУ
На рис. 1 показаны зависимости коэффициентов нелинейности
сигналов (α) на выходе платы № 119. Динамический диапазон для
десятого динода равняется 5200 мВ, а для седьмого динода 3100
мВ. Коэффициент усиления (сшивки) между ними равен 111.3±2.6.
В докладе описывается функциональная схема электронной платы
ПХ-514М, а также стенда и методики измерения характеристик
платы. Обсуждаются результаты анализа амплитудных и
временных характеристик 80 плат ПХ-514М.
Литература
1. Киндин В.В., Амельчаков М.Б., Барбашина Н.С., Богданов А.Г.,
Задеба Е.А., Карцев И.С., Кокоулин Р.П., Компаниец К.Г., Овчинников
В.В., Петрухин А.А., Хомяков В.А., Хохлов С.С., Шутенко В.В., Яшин
И.И. Черенковский водный калориметр на базе квазисферических
модулей// Приборы и техника эксперимента. 2018. № 5. С. 23-32.
83
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
МОДИФИЦИРОВАННАЯ СХЕМА ЯДЕРНОГО РАКЕТНОГО
ДВИГАТЕЛЯ С ВНЕШНИМ ТЯГОВО-ОХЛАДИТЕЛЬНЫМ
КОНТУРОМ
А.Г. Полянский
Московский авиационный институт (национальный
исследовательский университет), г. Москва
+7(977)3193060, artgpol@mail.ru
Ключевые слова: ядерный ракетный двигатель, термодинамическая
эффективность,
ракетный
двигатель,
ядерный
реактор,
термодинамические циклы, охлаждение.
Ядерные ракетные двигатели (ЯРД) имеют очевидные
преимущества перед ракетными двигателями на химическом
топливе, поскольку значительно уменьшают массу топлива и
потенциально снижают стоимость запуска материала с
поверхности земли, обладают большим удельным импульсом
[1].
Целью
данной
работы
являлось
повышение
термодинамической эффективности ЯРД традиционной схемы и
обоснование перспективы использования ракетных двигателей
на ядерной энергии.
В работе предложена схема ЯРД, в которой рабочий процесс
организован следующим образом. Рабочее тело внутреннего
контура – водород, после подвода теплоты в ядерном реакторе,
истекает в сопле Лаваля и создает реактивную тягу двигателя.
В процессе истечения происходит теплопередача через
стенку сопла к теплоносителю внешнего контура – гелию,
который течет в специально спрофилированном кольцевом
канале. В данном процессе происходит нагрев гелия и
повышение его кинетической энергии. В конце кольцевого
канала гелий истекает в окружающее пространство, создавая
дополнительный прирост к реактивной тяге двигателя (Рис.1).
84
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Расчет основных термодинамических параметров ядерных
ракетных двигателей классической и модифицированной схем
осуществлен с помощью программного комплекса ANSYS
Fluent [2,3]. По результатам расчета проведено сравнение
значений силы реактивной тяги двигателей 𝑃д , термического
КПД 𝜂𝑡 , удельного импульса 𝐼уд и удельной массы двигателей
𝛾дв [4,5]. Результаты приведены в таблице 1.
Рисунок 1. Схема организации рабочего процесса в двигателе
Таблица 1
Параметры ядерных ракетных двигателей
Параметр
𝑃д , мН
𝜂𝑡 , %
𝐼уд, м/с
𝛾дв , кг/мН
Классическая
схема
Изменение
Модифицированная
(относительно
схема
классической)
3,33
3,46
65
6920
0,733
58,5
8325
0,641
4%
6,5%
-17%
-14,4%
Литература:
1.
2.
3.
Демянко Ю.Г., Конюхов Г.В., Коротеев А.С., Кузьмин Е.П.,
Павельев А.А., Ядерные ракетные двигатели, ООО «НормаИнформ» Москва, 2001г, 416 с.
ANSYS Fluent Tutorial Guide Release 15.0, ANSYS, Inc.,
Canonsburg, p. 1162
Л.В.Быков, А.М. Молчанов, Д.С. Янышев, Основы
вычислительного теплообмена и гидродинамики, МАИ, Москва
2019г, 194 с.
85
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
4.
5.
Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных
двигателей, «Машиностроение» Москва, 1989 г, 535 с.
Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейдлин А.Е., Техническая
термодинамика, «Энергоатомиздат» Москва, 1983, 414 с.
ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЕ СТВОЛОВ ШАЛ
В ЧЕРЕНКОВСКОМ ВОДНОМ КАЛОРИМЕТРЕ НЕВОД
Н.В. Пономарева, А.Н. Дмитриева, С.С. Хохлов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
тел.: +7 (495) 788-56-99, доб. 9927, e-mail: NVPonomareva@mephi.ru
Ключевые слова: черенковский водный калориметр, широкий
атмосферный ливень, ствол ШАЛ, энерговыделение ШАЛ, Geant4.
Один из способов изучения широких атмосферных ливней
(ШАЛ) – оценка энерговыделений центральной части ливня
(стволов), содержащих электронно-фотонную, мюонную и
адронную
компоненты.
Рассматривается
возможность
использования для этой цели черенковского водного калориметра
(ЧВК) НЕВОД [1]. Установка представляет бассейн объемом
2000 м3, заполненный водой. Заряженная частица, движущаяся
быстрее скорости света в воде, порождает черенковское излучение.
ЧВК регистрирует его с помощью ФЭУ, расположенных в
квазисферических модулях (КСМ). Модули соединены в 25
вертикальных гирлянд. Между гирляндами на дне и крышке
бассейна расположены сцинтилляционные счетчики системы
калибровочных телескопов (СКТ).
Для оценки возможности измерения энерговыделения в ЧВК
используется модель установки в Geant4. Проверена её
корректность: построены спектры откликов установки на
вертикальные телескопные события – срабатывания счетчиков
СКТ, расположенных друг под другом. Через выбранный телескоп
запущено 50 тысяч мюонов с энергиями, разыгранными по спектру,
86
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
близкому к реальному [2]. На рисунках 1а и 1б – сравнения
спектров откликов ФЭУ-1 + ФЭУ-3 и ФЭУ-6 в моделированных и
экспериментальных событиях. На рисунке 1в показана ориентация
ФЭУ в системе координат установки. Выявлено хорошее
согласие – модель работает корректно.
Рис. 1 Спектр откликов ФЭУ-1+ФЭУ-3 (а), ФЭУ-6 (б). Ориентация ФЭУ в
КСМ относительно системы координат установки (в). Зависимость
средних откликов установки от средней потерянной энергии (г).
Затем в модели через центр решетки ЧВК были запущены
электроны, мюоны и протоны с фиксированными энергиями в
диапазоне 103 – 1013 эВ. Для каждой энергии запущенной частицы
рассчитаны средние потери энергии и средний отклик установки.
Он измеряется в единицах младшего разряда АЦП (1 е.м.р = 0.25
фотоэлектрона). График зависимости средних откликов от средней
потерянной энергии представлен на рисунке 1г. Зависимости
отклика от потерянной энергии для мюонов и электронов близки.
Для протонов отклик меньше: в адронных каскадах часть энергии
уносят нейтрино. В первом приближении при энергии выше ~
700 МэВ
отклик
установки
пропорционален
потерям,
87
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
следовательно, можно применять простую калориметрическую
оценку для измерения энерговыделения стволов ШАЛ.
Литература
1. В.В. Киндин и др. Черенковский водный калориметр на базе
квазисферических модулей // Приборы и техника эксперимента. 2018.
№ 5. С. 23-32.
2. A.A. Kovylyaeva et al. Calculations of temperature and barometric
effects for cosmic ray flux on the Earth surface using the CORSIKA code. //
Journal of Physics: Conference Series. 2013. Vol. 409. P.012128.
ВЛИЯНИЕ РАДИАЛЬНОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ
ТВЭЛОВ ПО ВЫГОРАНИЮ НА НЕЙТРОННОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВС ВВЭР-1200
Попов М. А., Семенов Д. Е., Внуков Р. А.
ИАТЭ НИЯУ МИФИ, Обнинск
В работе поднималась проблема оптимизации топливного
состава с позиции продления топливной кампании. Для этого
моделировались элементарная ячейка и ТВС реактора ВВЭР-1200
(модель Z-49) [1]. Методика расчётов предполагала изначальное
получение радиального профиля выгорания таблеток твэлов (рис.
1) в исходной версии (равномерное обогащение таблетки) и
дальнейшее рассмотрение изменения концентрации делящихся
нуклидов по слоям топлива. В качестве отслеживаемых
характеристик были выбраны коэффициент размножения
нейтронов в бесконечной среде и глубина выгорания топлива:
первый ввиду задания граничных условий отражения радиально и
на торцах, второй необходим для ответа на вопрос о возможности
выравнивания выгорания топлива к концу топливной кампании.
88
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис. 2. Схема сегментации топливного элемента расчётной модели, вид
сверху.
Результаты по отслеживанию выгорания показали, что при
оптимизации радиального профиля таблеток твэла наблюдается
некоторое увеличение 𝑘𝑖𝑛𝑓 относительно базового варианта в
течение всей кампании. Из полученных результатов (таблица 1)
видно, что возможно некоторое продление срока эксплуатации
реактора без потери мощностных характеристик.
Таблица 1
Изменение значений 𝒌𝒊𝒏𝒇 в процессе исследования
Топливн
ая
композиция
𝑘0 до проф.
𝑘конечн.
до проф.
𝑘0 после проф.
𝑘конечн.
после проф.
𝑈𝑂2
1.465
07
0.95788
1.47110
0.96914
𝑈𝐶
1.443
15
0.96941
1.44681
0.97887
𝑈𝑁
1.343
50
0.91932
1.34612
0.92768
89
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Присутствует необходимость изучить привлекательность
аксиального профилирования таблеток твэлов по выгоранию для
дальнейшей оптимизации топливной кампании.
Литература
1. Лавроненко А.В., Саванков В.Г., Внуков Р.А., Чистозвонова Е.А.
Сравнение методов расчёта нейтронно-физических характеристик
тепловыделяющей сборки ВВЭР-1200 // Известия вузов. Ядерная
энергетика. 2022. №1. 45-53 с.
ПРИМЕНЕНИЕ РЕЛЯЦИОННЫХ И НЕРЕЛЯЦИОННЫХ
СУБД ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И АНАЛИЗА ДАННЫХ
НЕЙТРОННЫХ ДЕТЕКТОРОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
КОМПЛЕКСА НЕВОД
А.Д. Почестнев, И.А. Шульженко, Д.М. Громушкин
Национальный исследовательский ядерный университет
«МИФИ», Москва
тел.: +7(926)840-59-15, e-mail: ad_pochestnev@mail.ru
Ключевые слова: космические лучи, широкие атмосферные ливни,
детекторы нейтронов, СУБД, хранение и анализ данных.
Экспериментальный комплекс НЕВОД [1] (НИЯУ МИФИ,
г. Москва) предназначен для проведения фундаментальных и
прикладных исследований космических лучей (КЛ) и включает ряд
установок для регистрации их различных компонент: электроннофотонной, мюонной и адронной. В частности, для исследования
адронной компоненты используются установки Нейтрон [1],
ПРИЗМА [2] и УРАН [3].
Интенсивный поток экспериментальной информации с
установок комплекса, а также существующие актуальные
проблемы физики КЛ, для решения которых необходимо
проведение многостороннего анализа регистрируемых явлений с
90
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
применением, в том числе, алгоритмов обработки больших
объемов данных и искусственного интеллекта, требуют как
оптимизации подходов к структурированию и хранению
информации отдельных установок, так и их унификации для
повышения эффективности физического анализа данных.
Универсального решения этой задачи не существует, но,
благодаря развитию информационных технологий, имеется
множество готовых инструментов для работы с данными.
Целью работы является разработка формата и баз исходных
данных детекторов нейтронов ЭК НЕВОД.
Установка Нейтрон предназначена для изучения вариаций
фоновых потоков тепловых нейтронов с помощью четырех
сцинтилляционных детекторов, расположенных под разными
толщинами поглотителей. Экспериментальная информация
установки включает усредненные за 5-минутные интервалы
скорости счета нейтронов детекторами, а также ряд
метеопараметров и имеет постоянную структуру. Поэтому для ее
хранения были разработаны реляционные базы данных (БД),
созданные на основе СУБД PostgreSQL [4].
Установки ПРИЗМА и УРАН предназначены для изучения
адронов широких атмосферных ливней (ШАЛ) по тепловым
нейтронам и состоят из набора независимых кластеров
сцинтилляционных детекторов. Исходная информация с кластеров
поступает в виде зашифрованных информационных пакетов,
содержащих временные метки событий и развертки сигналов на
измерительных каналах. Для хранения этих данных была
разработана фиксированная структура директорий и эффективный
формат записи. Для записи метаинформации о регистрируемых
установками событиях и результатов обработки исходных данных
была разработана нереляционная БД на основе СУБД MongoDB
[5], позволяющей хранить информацию с переменной структурой.
В докладе обсуждаются особенности разработанных форматов и
баз исходных данных детекторов нейтронов ЭК НЕВОД, их
структуры и результаты внедрения.
91
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Работа выполнена на УНУ «Экспериментальный комплекс
НЕВОД» за счет гранта Российского научного фонда № 22-7210010, https://rscf.ru/project/22-72-10010/.
Литература
1. Экспериментальный комплекс НЕВОД: монография / Под ред. А.А.
Петрухина, С.С. Хохлова. М.: НИЯУ МИФИ, 2022. 260 с.
2. Gromushkin D. et al. The array for EAS neutron component detection //
JINST. 2014. Vol. 9. № 8. P. C08028.
3. Gromushkin D.M. et al. The array of scintillation detectors with natural
boron for EAS neutrons investigation // JINST. 2017. Vol. 12. № 7. P. C07029.
4. PostgreSQL. Основы языка SQL: учеб. пособие / Е. П. Моргунов; под
ред. Е. В. Рогова, П. В. Лузанова. — СПб.: БХВ-Петербург, 2018.
5. MongoDB: полное руководство / пер. с англ. Д.А. Беликова – М.:
ДМК Пресс, 2020. – 540 с.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТРАЕКТОРИЙ
КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В МОДЕЛЯХ МАГНИТНОГО
ПОЛЯ ЗЕМЛИ IGRF И CHAOS
С.А. Прошин, А.Г. Майоров
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
тел. 89657015401, e-mail: sergey.proshin.97@mail.ru
Ключевые слова: космические лучи, трассировка
Изучение характеристик потоков космических лучей (КЛ)
различного происхождения позволяет исследовать свойства
астрофизических объектов во Вселенной - источников
космического излучения, а также межпланетной, межзвёздной и
межгалактической среды. Однако большинство экспериментов по
регистрации КЛ проводятся внутри магнитосферы Земли –
области, где частицы КЛ, особенно низкоэнергетические,
существенно отклоняются в магнитном поле Земли.
92
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Существующие прецизионные измерения позволяют с высокой
точностью восстанавливать характеристики регистрируемых
частиц, такие как энергия, импульс или направление прилёта.
Вместе с известной информацией о местоположении приборов, т.е.
точке регистрации частицы, появляется возможность детального
изучения её природы благодаря процедуре восстановления
траектории в магнитном поле Земли.
Стандартным магнитным полем Земли в таких задачах
трассировки является IGRF (Internal Geomagnetic Reference Field).
Наша работа продемонстрирует различия результатов, полученных
для нескольких моделей магнитного поля, покажет, что модели
IGRF недостаточно и поможет оценить поправки в определении
природы детектируемых частиц.
Методика моделирования совпадает с методикой описанной в
статье [1], за исключением модели магнитного поля.
Практическая значимость исследования: уточнение методики
определения природы частиц (является частицей КЛ или нет),
попадающих в детектор для лучшего понимания фундаментальных
основ физики космических лучей.
Литература
1. Monte Carlo simulation of CRAND protons trapped at low Earth orbits/
Ritabrata Sarkar, Abhijit Roy// Advances in Space Research 69 (2022) 197–208
93
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТРАЕКТОРИИ ЗАРЯЖЕННЫХ
АДРОНОВ В ПОЗИЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОМ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ КАЛОРИМЕТРЕ
C.А. Роденко, В.В. Алексеевв
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
89629199475, SARodenko@mephi.ru
Ключевые слова: PAMELA, радиационный пояс, электромагнитный
калориметр
В состав магнитного спектрометра PAMELA [1], проводившего
измерения потоков космических лучей на околоземной орбите в
2006 – 2016 гг., входит набор детекторных систем для надёжного
определения типа и энергии регистрируемых частиц. В том числе, в
состав прибора входит стриповый позиционно-чувствительный
электромагнитный калориметр (толщина 16.3 радиационных длин
и 0.6 ядерной длины), который состоит из 44 односторонних
кремниевых регистрирующих плоскостей, чередующихся с 22
пластинами вольфрамового поглотителя (толщина каждого
вольфрамового слоя 0.26 см). Регистрирующие плоскости состоят
из матрицы кремниевых детекторов 3 × 3, каждая из которых
сегментирована на 32 полосы (стрипа) шириной 2.4 мм.
Ориентация полос двух последовательных слоев является
ортогональной и, следовательно, обеспечивает двумерную
пространственную информацию о взаимодействии частиц в
калориметре. Из-за высокой степени детализации, развитие
электромагнитных и адронных каскадов можно изучать с хорошей
точностью.
В
работе
предлагается
модифицированный
метод
идентификации адронов низких энергий при помощи позиционночувствительного стрипового калориметра в эксперименте
ПАМЕЛА. Треки частиц до взаимодействия в веществе прибора, а
также треки вторичных, рождённых в процессе взаимодействия
94
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
частиц
определялись
с
использованием
взвешенного
преобразования Хафа [2, 3] – одного из методов цифровой
обработки изображений, – позволяющего искать на изображениях
прямые линии, которые в данном случае являются треками частиц.
При обычном преобразовании изображение считается бинарным, а
здесь в качества веса используется функция расстояния).
Полученный метод показывает более высокую эффективность по
сравнению с предложенным ранее [4].
Литература
1. Picozza P. et al. PAMELA–A payload for antimatter matter exploration
and light-nuclei astrophysics //Astroparticle physics. – 2007. – Т. 27. – №. 4. –
С. 296-315.
2. Gonzalez C.R., Woods R.E. Digital Image Processing. 2rd. 2002. P. 587.
3. Gonzalez C.R, Woods R.E. Eddings Digital Image Processing Using
Matlab. 2009. P. 549.
4. Роденко С. А. и др. Восстановление треков антипротонов в
позиционно-чувствительном калориметре спектрометра ПАМЕЛА с
использованием преобразования Хафа //Ядерная физика и инжиниринг. –
2018. – Т. 9. – №. 5. – С. 466-469.
95
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
МНОГОГРУППОВОЙ И ОДНОГРУППОВОЙ ПОДХОДА ПРИ
ОПРЕДЕЛЕНИИ РЕАКТИВНОСТИ
А. С. Розова, А.В. Воробьев, А.М. Терехова
ИАТЭ НИЯУ МИФИ, г. Обнинск
+79109102028 alena.rozova38@gmail.com
Ключевые слова: запаздывающие нейтроны, группы, реактивность
При анализе кинетики реакторов используются данные о
характеристиках запаздывающих нейтронов, полученные по
результатам макроскопических экспериментов. Для расчетов
общепринято использовать 6 групп запаздывающих нейтронов [13].
Получены эффективные 6-групповые константы. Сравнение
данных 6 групп запаздывающих нейтронов разных авторов других
проведено применительно к измерению реактивности реактора
методом обратного решения уравнений кинетики представлено в
работе [3].
Целью данной работы является определение изменения для
одногруппового и многогруппового подхода.
Для получения значений при одно групповом подходе
рассчитаем средние параметры постоянной распада и эффективной
доли запаздывающий нейтронов [4]
𝜆=
∑𝑖 𝛽𝑖
∑𝑖𝛽𝑖⁄𝜆
𝑖
где 𝑎𝑖 =
=
1
∑𝑖𝑎𝑖⁄𝜆
,
𝑖
𝛽эфф 𝑖
⁄𝛽 .
эфф
(1)
Для анализа возьмём параметры 6 группового подхода (таб.1)
из работы [1]
96
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Таблица 1
Сравнение параметров запаздывающих нейтронов от деления
𝟐𝟑𝟓
𝟗𝟐𝑼, полученных из различных источников [1]
Тепловы
е
нейтрон
ы
Тепловы
е
нейтрон
ы
Номер группы запаздывающих нейтронов i
Параметр
Средняя
энергия
нейтрон
ов,
вызываю
щих
деление
β
1
2
3
4
5
6
𝜆𝑖
0,12
4
±0,
000
3
0,030
5
±0,00
10
0,11
1
±0,0
04
0,301
±0,01
1
1,14
±0,15
3,01
±0,29
𝛼𝑖
0,03
3
±0,
003
0,219
±0,00
9
0,19
6
±0,0
22
0,395
±0,01
1
0,115
±0,00
9
0,042
±0,00
8
0,030
5
±0,00
10
0,11
1
±0,0
04
0,301
±0,01
1
1,14
±0,15
3,01
±0,29
0,219
±0,00
9
0,19
6
±0,0
22
0,395
±0,01
1
0,115
±0,00
9
𝜆𝑖
𝛼𝑖
0,12
4
±0,
000
3
0,03
3
±0,
003
0,00
65
±0,
000
2
Исто
чник
и
[2]
БНА
Б-78
0,042
±0,00
8
0,00
682
1. Артемов В. Г. и др. Исследование влияния точности расчета
параметров запаздывающих нейтронов на результаты моделирования
экспериментов по определению эффективности аварийной защиты ВВЭР
//Материалы
5-ю международной научно-технической конференции
"Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР" – 2007.
97
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
2. Кипин Дж. Р. Физические основы кинетики ядерных реакторов. –
М.: Атомиздат, 1967
3. Маневич Л. Г., Немировский П. Э., Юдкевич М. С. Расчет
интегральных характеристик запаздывающих нейтронов //Вопросы
атомной науки и техники. Сер. Ядерные константы. – 1988. – №. 2. – С.
13-22.
4. Казанский Ю. А., Слекеничс Я. В. Кинетика ядерных реакторов.
Коэффициенты реактивности. Введение в динамику: учеб. пособие для
студ. вузов //М.: НИЯУ МИФИ. – 2012.
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ
ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КРИТИЧЕСКОГО ЧИСЛА РЭЛЕЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ
ДАВЛЕНИЯХ И ТЕМПАХ РОСТА ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ
Д.С. Сапареев, Д.М. Кузьменков, К.В. Куценко, А.А. Лаврухин
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
+79114426723, denis.sapareev@mail.ru
Критическое число Рэлея характеризует условия возникновения
естественной конвекции и имеет важное значение в изучении
нестационарных и переходных процессов, которые могут
возникать
при
охлаждении
высокотемпературных
сверхпроводников хладагентом [1].
Критическое число Рэлея зависит от многих факторов, включая
геометрию, теплофизические свойства жидкости (газа) и
нагревателя и пр. Изучению данного вопроса посвящено
множества работ, так, например, в работе [2] представлено
исследование зависимости критического числа Рэлея от диаметра
цилиндрического
нагревателя
с
помощью
численного
моделирования. Тем не менее, не изучен характер зависимости
98
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
критического числа Рэлея от темпа роста теплой нагрузки в
нагревателе в ходе нестационарного процесса.
Целью работы является определение критического числа Рэлея в
процессе развития конвекции на поверхности инерционных
нагревателей при различных давлениях и темпах роста тепловой
нагрузки.
Для исследования критического числа Рэлея была разработана
модель нагревателя, окруженная жидким азотом. Размер области
жидкости был выбран так, чтобы эмитировать процесс конвекции в
большом объеме. С целью верификации предложенной модели
тепловыделение в нагревателе задавалось в соответствии с
экспериментами, проведенными для жидкого азота в диапазоне
давлений от 1 до 4,5 атм. Течение жидкости предполагалось
ламинарным. Для выбора оптимальной расчетной сетки было
выполнено исследование сеточной сходимости и сравнение
результатов расчетов с экспериментальными данными.
Моделирование развития естественной конвекции было
проведено для нескольких темпов роста тепловой нагрузки в
нагревателе при различных давлениях (1 и 4,5 атм). Для расчета
критического числа Рэлея определялось время развития конвекции,
для оценки которого выполнялись аналогичные расчеты в
предположении неподвижной жидкости. Время развития
естественной конвекции определялось по отклонению на 10%
среднего перегрева нагревателя от соответствующего значения,
полученного для неподвижной жидкости. В качестве характерного
размера для критического числа Рэлея использовалась толщина
пограничного теплового слоя.
На рис. 1 представлены полученные значения критических
чисел Рэлея.
99
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис. 1. Зависимость критического числа Рэлея от темпа роста тепловой
нагрузки на рабочем участке.
Результаты расчетов показали, что критическое число Рэлея
слабо зависит от темпа роста тепловой нагрузки, а также возрастает
с ростом давления.
Литература
1. Кириченко Ю. А., Козлов С. М., Русанов К. В. Теплообмен при
кипении азота и вопросы охлаждения высокотемпературных
сверхпроводников. Киев: Наук думка, 1992.
2. Transient boiling crisis in liquid nitrogen. influence of heater size and
heating rate / M.I. Delov, D.M. Kuzmenkov, A.A. Lavrukhin, K.V. Kutsenko //
International Journal of Heat and Mass Transfer. 2020. Vol. 157. P. 119941.
100
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИАЦИОННЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО
ТОПЛИВА
А.А. Сёмкина, А.М. Терехова, И.А. Ахцигер
ИАТЭ НИЯУ МИФИ, Обнинск
+79307531415 semkinaaa20@oiate.ru
Ключевые слова: эксперимент, данные, результат.
Целью данной работы является построить математическую
модель многогруппового подхода к определению радиационных
характеристик ОЯТ различных типов реактора.
К радиационным характеристикам ОЯТ относятся: активность,
остаточное энерговыделение, источники нейтронов и гаммаквантов, а также радиотоксичность. Остановимся более подробно
на остаточном тепловыделении.
Для приближенного вычисление остаточного энерговыделения
можно использовать формулы Вэй-Вигнера или Унтермайера и
Уэллса. Погрешность данных составляет до 50% [2].
В
некоторых
работах
[1]
предлагается
функцию,
аппроксимирующую мощность остаточного тепловыделения
конкретного реактора, представить в виде суммы экспонент,
подобранных
по
проектным
данным
по
остаточному
энерговыделению в топливе:
𝑘
𝑄(𝑡 + 𝑑𝑡) = ∑𝑔(𝑄(𝑡) ∗ 𝑒 −𝜆𝑔𝑑𝑡 + 𝑔 𝑊(1 − 𝑒 −𝜆𝑔𝑑𝑡 )) (1)
𝜆𝑔
где
𝑊 − тепловая мощность реактора (Вт);
𝑄(𝑡) − мощность остаточного энерговыделения (Вт);
𝜆𝑔 − постоянная распада для каждой группы g(c − 1);
Где
101
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
𝛼𝑔
Едел
𝛼𝑔 − коэффициент, учитывающий вклад группы g в остаточное
энерговыделение (МэВ/(дел*с));
Едел − энергия, выделяющаяся в одном акте деления (МэВ/дел).
Для оценочных расчетов будем применять формулу:
𝑘𝑔 =
𝑘𝑔
𝑄(𝑡, 𝑇) = 𝑊 ∑𝑔 𝜆 (1 − 𝑒 −𝜆𝑔𝑇 ) ∗ 𝑒 −𝜆𝑔(𝑡−𝑇)
𝑔
(2)
Данная формула не учитывает вклад от нуклидов,
образующихся в реакциях на продуктах деления и ОЭ от распада
продуктов активации.
Данные для анализа рассматриваются из справочника [2]
Литература
1. Забродская С.В., Кочетков А.Л., Моисеев А.В., Семенов М.Ю.,
Хомяков Ю.С., Селезнёв Е.Ф., Забегаев В.П., Карпенко А.И., Розенбаум
Е.Л., Росляков В.Ф. Анализ остаточного тепловыделения ТВС БН-600//
Известия вузов. Ядерная энергетика.2009. — №3. — C.127-138.
2. 5. Радиационные характеристики облученного ядерного топлива:
Справочник / Колобашкин В.М., Рубцов П.М., Ружанский П.А.,
Сидоренко В.Д. — М.: Энергоатомиздат, 1983
3. Кипин Дж. Р. Физические основы кинетики ядерных реакторов. —
М.: Атомиздат, 1967
102
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
СПЕКТР ВАРИАЦИЙ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В 2011-2019
ГГ ПО ДАННЫМ МАГНИТНОГО СПЕКТРОМЕТРА AMS-02
НА БОРТУ МКС
Сластная В.Ю., Михайлов В.В.
НИЯУ МИФИ, г. Москва, Россия
+7 (969)-282-55-32, slastnajavasilina2016@yandex.ru
C середины прошлого века вариации космических лучей
изучаются по данным наземной сети нейтронных мониторов. Для
определения энергетического спектра космических лучей на
границе магнитосферы требуется знание формы спектра вариаций,
который в работе [1] был экспериментально определен на основе
измерений потоков частиц до жесткостей 60 ГВ за пределами
атмосферы с помощью магнитного спектрометра AMS-02 в 20112017гг на МКС. В настоящей работе для определения спектра
вариаций
потоков
протонов
использованы
недавно
опубликованные суточные данные AMS-02 [2], полученные в
период с 05/2011 по 10/2019. Спектр вариаций [1] рассматривается
как изменение спектра частиц 𝐽(𝑅) относительно базового момента
времени 𝐽𝐵 (𝑅):
𝛿𝐽 𝐽 − 𝐽𝐵
=
𝐽
𝐽𝐵
За базовый период взяты пять оборотов Бартельса в период
минимальной солнечной активности. Для апроксимации спектра
вариаций 𝜐 были использована формула Ellisona-Ramaty,
предложенная для этих целей в работе [1]:
𝑣 = 𝑎𝑅 −𝛾 exp(−𝑅⁄𝑅0 )
103
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис.1 Оценка суточных спектров вариации протонов для периода
отрицательной полярности (слева) и положительной полярности
(справа) межпланетного поля.
где 𝑎 – амплитуда, 𝑅 - жёсткость, 𝛾 и 𝑅0 - параметры, а также
формулы из работы [3]. Пример апроксимации суточных спектров
показан на рис.1. Новые прецизионные данные позволяют более
детально изучить временную динамику спектра вариаций.
Литература
1. В. Г. Янке, А. В. Белов, Н. С. Шлык и др. //КОСМИЧЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ, 2021, том 59, № 6, с. 454–459
2. [AMS collaboration] //Physical Review Letters, 2021 Vol. 127, No. 27
3, 4. Liu, Z., Wang, L., Wimmer-Schweingruber, R. F. et al. //Journal of
Geophysical Research:, 2020, 125, e2020JA028702
104
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
РАЗРАБОТКА ЧИСЛЕННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЗ
ЭЛЕКТРОНОВ В МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПЛАСТИКАХ
А.А. Сорокина1, Е.А. Бушмина1, И.А. Милойчикова1,2,
С.Г. Стучебров1
Томский политехнический университет, Томск
2
НИИ онкологии Томского НИМЦ, г. Томск
Конт. тел.: +7(923)435-04-59
e-mail: aas282@tpu.ru
1
Ключевые слова: электронная лучевая терапия,
трехмерной печати, численное моделирование.
болюс,
метод
На текущий момент одним из распространённых способов
лечения поверхностных и неглубоко залегающих опухолей
является электронная лучевая терапия. Основные преимущества
электронной лучевой терапии заключаются в большей
однородности дозы в объеме облучаемой мишени и в значительно
более низких значениях дозы для глубоко залегающих тканей [1].
При проведении электронной лучевой терапии возникает
необходимость минимизировать влияние излучения на глубоко
залегающие здоровые ткани и органы. Для таких задач используют
специальные устройства – болюсы. Болюс – это определенный
объем
тканеэквивалетного
материала,
помещаемый
непосредственно на облучаемую поверхность тела. Болюс
позволяет модифицировать глубинное распределение и тем самым
уменьшить влияние излучения на здоровые ткани и органы.
На сегодняшний день есть несколько материалов, которые
используются в качестве болюсов, таких как влажная марля или
полотенце, парафин, гидрогель [2]. Метод трехмерной печати
также является перспективным подходом для изготовления
болюсов. Основные преимущества данного подхода – быстрота
изготовления, высокая точность изделия, а также относительно
низкая стоимость используемых материалов [3].
105
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
В данной работе для изготовления болюсов для электронной
лучевой терапии было предложено использовать метод трехмерной
печати. В качестве материала было предложено использовать
модифицированный металлической примесью пластик. Такой
подход позволит создавать болюсы меньшего объема, что позволит
ускорить время его изготовления и упростить процедуру фиксации
на теле пациента.
Для решения поставленной цели было проведено численное
моделирование с помощью инструментария GEANT4 [4], работа
которого основана на методе Монте-Карло. В результате
численного
моделирования
были
получены
глубинные
распределения дозы пучка электронов с номинальной энергией 6,
12 и 15 МэВ в модифицированном пластике с примесью меди.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта
Российского научного фонда (проект №19-79-10014-П).
Литература
1. Pashazadeh A., Boese A., Friebe M. Radiation therapy techniques in the
treatment of skin cancer: an overview of the current status and outlook //Journal
of Dermatological Treatment. 2019. 42 P.
2. Halperin, E Perez & Brady's Principles and Practice of Radiation
Oncology Seventh Edition / E Halperin, D Wazer // Philadelphia: Wolters
Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins, 2018. 2069 P.
3. Исследование возможности изготовления болюсов для гамматерапии с помощью методов трехмерной печати / А. А. Сорокина, Е. А.
Бушмина, А. А. Григорьева, А.А. Булавская, И.А. Милойчикова, С.Г.
Стучебров // Вестник Национального исследовательского ядерного
университета МИФИ. 2022. Т. 11, № 2. С. 178-185.
4. Geant4 [Электронный ресурс]. – https://geant4.web.cern.ch/node/1.
106
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР КОЛЬЦЕВОЙ (ДУГОВОЙ) ФОРМЫ И
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ,
ПРОТЕКАЮЩИХ В НЁМ
М.И. Старостин, А.А. Силин
ИАТЭ НИЯУ МИФИ, Обнинск
+79215965051, artemkosmonavt@icloud.com
Ключевые слова: реактор, расчеты, теория переноса нейтронов, атомная
энергетика.
Традиционно реакторы имеют цилиндрическую форму
(реже — сферическую или прямоугольную), однако кольцевые
(дуговые) реакторы в сравнении с ними могут показать как ряд
преимуществ, так и ряд недостатков.
Одним из факторов ограничения применения цилиндрических
реакторов большой мощности является фактор ухудшения
устойчивости нейтронного поля при увеличении диаметра
активной зоны.
В реакторе в форме параллелепипеда, вытянутого вдоль
одной оси (линейного), при большей площади сохраняется
необходимая устойчивость. В целях обеспечения компактности
имеет смысл свернуть линейный реактор в дугу или кольцо. Также
часть нейтронов истекающих из такого реактора будет
возвращаться в него и без отражателя, что является большим
преимуществом.
Целью
работы
является
дополнение
теории
конструирования реакторов путем расчета геометрического
параметра и распределения нейтронного поля для кольцевых
(дуговых) реакторов. Актуальность работы также заключаются в
том, что по данной теме представлена всего одна статья [1]. В ходе
работы на данный момент рассчитана зависимость потока
нейтронов через торец дугового реактора от параметров его формы
(ширина реактора, высота, радиус кривизны).
107
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Расчеты производятся со следующими приближениями:
диффузионное приближение для тока нейтронов, приближение
изотропности нейтронного поля, приближение экспоненциальной
зависимости
закона
ослабления,
моноэнергетическое
(впоследствии групповое) приближение спектра нейтронов,
гомогенность тела реактора [2-4].
Литература
1. Белл Д., Глесстон С. Теория ядерных реакторов. – Атомиздат,
1974.
2. Бартоломей Г. Г. и др. Основы теории и методы расчета
ядерных энергетических реакторов. Учебное пособие для вузов. – 1982.
3. Владимиров В. И. Физика ядерных реакторов: практические
задачи по их эксплуатации //М.: Книжный дом «Либроком. – 2009.
4. Волков Ю. В., Румянцев Г. Я. Элементарная теория кольцевого
ядерного реактора (Об устойчивости кольцевых реакторов) //Известия
высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2004. – №. 2. – С. 3838.
РЕГИСТРАЦИЯ ТЭВНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ И ПОЗИТРОНОВ
ГКЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ
А.П. Стужин, В.В. Михайлов
Национальный исследовательский ядерный университет
«МИФИ», Москва, Россия
+7 (980) 162-88-73, e-mail: starwarriors2@mail.ru
Ключевые слова: позитроны высокой энергии, галактические
космические лучи, синхротронное излучение, магнитное поле Земли.
Различные механизмы образования и ускорения позитронов до
энергий ~10 ГэВ и выше активно обсуждаются с момента первого
обнаружения их избытка в эксперименте PAMELA [1].
108
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Пульсарные модели и механизмы, связанные со сверхновыми,
отличаются по спектральным особенностям в области энергий от
~100 ГэВ до ~1 ТэВ от моделей, основанных на аннигиляции или
распаде частиц темной материи [2]. Поэтому проведение
измерений потока позитронов с энергиями ~1 ТэВ является важной
задачей современной астрофизики высоких энергий.
Целью нашей работы является проверка перспективной
методики регистрации позитронов и электронов высоких энергий с
помощью их синхротронного излучения в геомагнитном поле,
основанной на работе [3].
Мы провели моделирование изотропных потоков позитронов и
электронов с энергиями 4 ТэВ и их попадания в детектор
площадью 2×2 м2 в экваториальной области на высоте 400 км. На
рисунке 1 показаны угловые распределения зарегистрированных
частиц. На графиках ярко выражены области углов, для которых
число зарегистрированных частиц наибольшее, что связано с
особенностями в конфигурации магнитного поля Земли.
a
б
Рис.1. Угловые распределения зарегистрированных позитронов (а) и
электронов (б).
Также были проведены оценки ожидаемого годового темпа
счета детектора для суммарного электрон-позитронного потока [4]
в зависимости от энергии частиц для случаев регистрации не менее
двух ( 𝑁𝑐𝑢𝑡 = 2 ) и не менее пяти ( 𝑁𝑐𝑢𝑡 = 5 ) синхротронных
фотонов. Результаты получены для двух орбит: МКС и РОСС
(Российская орбитальная служебная станция) (рис. 2).
109
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис.2. Энергетическая зависимость интегрального годового темпа счета
детектора площадью 2×2 м2.
Литература
1. Adriani, O.; Barbarino, G.; Bazilevskaya, G. et al. An anomalous
positron abundance in cosmic rays with energies 1.5–100 GeV // Nature 458,
607–609 (2009).
2. Isabelle John; Tim Linden. Pulsars Do Not Produce Sharp Features in the
Cosmic-Ray Electron and Positron Spectra // arXiv:2206.04699v1 [astroph.HE] 9 Jun 2022.
3. Prilutskii, O.F. The possibility of registering primary cosmic electrons by
means of synchrotron radiation in the geomagnetic field //JTEP Lett. 16(8), 452
(1972).
4. https://lpsc.in2p3.fr/crdb/.
110
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ФУНКЦИЯ СВЯЗИ
МЮОННОГО ГОДОСКОПА УРАГАН
П.А. Сухова, П.С. Кузьменкова
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
г.Москва
+7(913)-586-65-20
PASukhova@mephi.ru
Ключевые слова: космические лучи, функция связи, мюонный
годоскоп.
Целью работы является расчёт функции связи мюонного
годоскопа УРАГАН, регистрирующего космические лучи в
широком диапазоне зенитных углов [1]. Функция связи показывает
относительный вклад первичных космических лучей различных
энергий в наблюдаемую тем или иным прибором интенсивность
излучения, поэтому она представляет собой основной инструмент
при исследовании энергетических характеристик различных
модуляционных явлений, например форбуш-понижений. Функция
связи определяется выражением [2]:
𝑊(𝐸) =
𝜋⁄
2 𝑚(𝐸, 𝜃) ∙
∫0
∞
∫𝐸 𝑑𝐸
𝑚𝑖𝑛
𝐽(𝐸) ∙ 𝑆(θ) ∙ sin 𝜃 𝑑θ
𝜋⁄
∫0 2 𝑚(𝐸, 𝜃) ∙
𝐽(𝐸) ∙ 𝑆(θ) ∙ sin 𝜃 𝑑θ
(1)
где 𝐸 – энергия первичных протонов, 𝜃 – зенитный угол
регистрации, 𝑚(𝐸, 𝜃) – кратность генерации вторичных мюонов,
𝑆(θ) – эффективная площадь детектора, 𝐽(𝐸)~𝐸 −2.7 – спектр
галактических космических лучей. Кратность генерации мюонов
определялась при помощи моделирования в программном пакете
CORSIKA [3] с использованием моделей FLUKA и QGSJET II.
111
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
В работе обсуждаются особенности методов расчета функций
связи наземных детекторов, а также применение результатов
расчетов (рис. 1) при исследовании вариаций космических лучей.
Рис.1. Функция связи мюонного годоскопа УРАГАН
Литература
1. N.S. Barbashina, R.P. Kokoulin, K.G. Kompaniets, G. Mannocchi, A.A.
Petrukhin, O. Saavedra, D.A. Timashkov, G. Trinchero, D.V. Chernov, V.V.
Shutenko, I.I. Yashin. The URAGAN wide-aperture large-area muon
hodoscope // Instruments and Experimental Techniques. 2008. Vol. 51. Issue 2.
P. 180-186.
2. L.I. Dorman. Cosmic rays in the Earth’s atmosphere and underground.
Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2004.
3. D. Heck, J. Knapp, J.N. Capdevielle, G. Schatz, T. Thouw. CORSIKA: A
Monte Carlo code to simulate extensive air showers. Forschungszentrum
Karlsruhe, FZKA-6019, 1998.
112
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ThO2
В ТОПЛИВЕ В ТВС РЕАКТОРА ВВЭР-1200
ПО ПЛОТНОСТНОМУ ЭФФЕКТУ РЕАКТИВНОСТИ
Е.И. Фирсов, Р.А. Внуков
ИАТЭ НИЯУ МИФИ, Обнинск
89082897908, login55673255@yandex.ru
Ключевые
слова:
торий,
нейтронно-физические
плотностной эффект реактивности, serpent.
параметры,
Производилось обоснование безопасности размещения тория в
топливе ТВС реактора ВВЭР-1200 по плотностному эффекту
реактивности.
В настоящем мировые тенденции освоения запасов урана
предполагают их исчерпание в перспективе 150 лет. Необходимо
рассмотреть альтернативы чисто урановому топливу.
Исходная модель - ТВС Z49A2 [1-3].
Подобраны модели с добавлением Th гомогенно и гетерогенно
[4]. Модель Th-Tveg c 66 полностью ториевыми стержнями в
регулярной решетке (рис. 1). И модель Th-Tvel с 12% ThO2
гомогенно во всех твэлах. В обоих моделях отсутствует гадолиний.
Отслеживались
нейтронно-физические
параметры,
моделировались аварийные режимы по плотности теплоносителя.
В модели данного исследования были приняты некоторые
допущения: отсутствие частичных перегрузок, постоянная
концентрация борной кислоты в теплоносителе. Для проведения
расчета в работе использовался программный комплекс «Serpent
2», реализующий метод Монте-Карло.
113
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис. 1. ТВС: модель Th-Tveg
По
результатам
модель
Th-Tveg
показала
лучшие
характеристики реактивности, чем исходная и Th-Tvel модели при
учёте только плотностного эффекта реактивности. Большое
отрицательное значение реактивности в случае осушения
повышает запас пассивной безопасности ТВС на ториевом топливе.
Реактивность, ∆k/k
Th-Tveg
-1,00E-01 0
20
40
60
80
100
-6,00E-01
-1,10E+00
Плотность теплоносителя, %
BOC
MOC
EOC
(рис. 2)
Рис. 2. Зависимость реактивности от плотности теплоносителя
114
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Литература
1. Сперанский Ф.А. Монте-Карло модель реактора типа ВВЭР-1200 для
вы-числения альбедо отражателей [Электронный ресурс]// URL:
https://www.bsuir.by/
m/12_120147_1_88217.pdf
(дата
обращения
20.10.2022).
2. Активная зона реактора ВВЭР-1200 (В-392М) [Электронный ресурс] //
URL: https://ppt-online.org/274776 (дата обращения 20.10.2022).
3. Hafez, Noura; Shahbunder, Hesham; Amin, Esmat; El-Kamessy, S. U.;
Elfiki, S. A.; Latef, Ahmed. The Effect of burnable absorbers on neutronic
parameters of VVER-1200 reactor // IOP Con-ference Series: Materials Science
and Engineering, - Vladivostok. 2019.
4. Пономарев-Степной Н. Н., Лунин Г. Л., Морозов А. Г. [и др.] /
Легковод-ный ториевый реактор ВВЭР-Т / // Атомная энергия. – 1998. – Т.
85, вып. 4. – С. 263.
115
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ПРОТОННЫХ ПУЧКОВ
С НАПЕЧАТАННЫМИ ИЗДЕЛИЯМИ
О.С.Чернова1, А.А.Булавская1, И.А.Милойчикова1,2,
В.О. Сабуров3, С.Г. Стучебров1
Томский политехнический университет, Томск
2
НИИ онкологии Томского НИМЦ РАН, Томск
3
Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба, Обнинск
Конт. тел.: +7(996)334-36-14
E-mail: osc6@tpu.ru
1
Ключевые
слова:
протонная
лучевая
терапия,
численное
моделирование, метод Монте-Карло, технологии трёхмерной печати.
В настоящее время дистанционная лучевая терапия пучками
тяжелых заряженных частиц за счет своих особенностей
взаимодействия с материалами считается одним из наиболее
эффективных и перспективных методов лечения злокачественных
новообразований [1].Так, глубинное дозовое распределение
протонного излучения имеет форму кривой Брэгга, согласно
которой пучки тяжелых заряженных частиц теряют основную часть
своей энергии в конечной точке пробега, образуя пик. Поэтому
возникает необходимость в наложении крайне строгих требований
к точности доставки дозы ионизирующего излучения в
пораженную область организма [2].
С этой целью используются дозиметрические фантомы
различных типов, позволяющие планировать и верифицировать
расчетные планы терапевтических процедур. При этом
дозиметрические фантомы должны обладать уникальными
свойствами, повторяющие сложную геометрию и структуру тканей
человеческого организма. Так, авторами [3] было предложено
использовать метод послойного наплавления для изготовления
фантомов для лучевой терапии.
116
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Таким образом, целью данной работы стало исследование
свойств термопластических материалов, пригодных для методов
трёхмерной печати, и биологических тканей человеческого
организма в отношении их взаимодействия с протонными пучками
высоких энергий. А именно определение водоэквивалентных
толщин, характеризующих толщины воды, при которых протонный
пучок теряет ту же энергию, что и в исследуемых материалах.
На начальном этапе данного исследования с помощью
инструментария Geant4 с применением метода Монте-Карло была
создана численная модель протонного пучка медицинского
диапазона энергий, которая впоследствии была верифицирована
экспериментально на комплексе протонной терапии «Прометеус» в
МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии»
Минздрава России.
Далее с помощью разработанной модели были определены
водоэквивалентные толщины исследуемых термопластических
материалов, а также биологических тканей на основе данных NIST,
необходимых для создания дозиметрического фантома головы.
Посредством сравнительного анализа были определены параметры
изготовления термопластических материалов, позволяющих
имитировать структуры человеческого организма в отношении его
взаимодействия с пучком протонов высоких энергий.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта
Российского научного фонда (проект №19-79-10014-П).
Литература
1. LaRiviereM. J. et al. Proton therapy // Hematology/Oncology Clinics.
2019. Vol. 33. I. 6. P. 989-1009.
2. BaumannK. S. et al. Effects of the Bragg peak degradation due to lung
tissue in proton therapy of lung cancer patients // Radiation Oncology. 2019.
Vol. 14. I. 1. P. 1-15.
3. Красных А.А. и др. Метод изготовления индивидуальных
дозиметрических фантомов // Двадцать третья Всероссийская научная
конференция студентов-физиков и молодых ученых. 2017. С. 303-304.
117
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ИССЛЕДОВАНИЕ УРАНОВОГО И УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО
ТОПЛИВА С НЕПТУНИЕВОЙ ФРАКЦИЕЙ В РЕАКТОРЕ НА
БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ
Д.Е. Ширкова 1, Д.Д. Цветкова2, Т.С. Дикова2, А.М. Терехова1
ИАТЭ НИЯУ МИФИ, г. Обнинск
ООО Профитрейд , г.Обнинск
89066942639 , shirkovade21@oiate.ru
1
2
Ключевые слова: нитрид нептуния, РБЕЦ, быстрый реактор.
Одной из стратегий переработки отработавшего топлива
является вовлечение минорных актинидов в топливный цикл в
роли добавок к топливу. В данной работе предпочтение отдано
нептунию из-за его нейтронно-физических характеристик и
небольшого количества исследований, посвященных его
использованию [1-3]. Целью работы является анализ поведения
нептуния в реакторе на быстрых нейтронах.
В расчетах использовался проект РБЕЦ мощностью 900 МВт(т).
В активной зоне как топливо используют нитрид нептуния (UNp)N. Для того чтобы смоделировать активную зону использовался
программный комплекс SERPENT.
Нептуний пригоден для использования в качестве топлива в
реакторах на быстрых нейтронах, но технология требует
дополнительных исследований. Можно сделать вывод, что в
реакторе РБЕЦ уран-нептуниевое топливо демонстрирует хорошее
выжигание изотопов нептуния. С точки зрения изотопов малых
актинидов (Cm, Am) уран-нептуниевое топливо не способствует их
наработке.
Тем не менее в исследуемых топливных композициях
происходит наработка плутония, что является негативным
фактором использования уран-нептуниевого топлива и может
привести к проблеме нераспространения.
118
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Отдельным аспектом исследования стало изучение и сравнение
поведения уран-нептуниевого нитрида не только с стандартным
для данного реактора уран-плутониевым топливом, но и с ураннептуниевом нитридом с примесью циркония.
Данная примесь оказывает стабилизирующий эффект на
топливо. Например, изменение коэффициента размножения
нейтронов носит более плавный характер, чем у соединения без
циркония. При анализе наработки минорных актинидов
существенных отличий от поведения уран-нептуниевого топлива
не выявлено.
Литература
1. Gabrielli F., Rineiski A., Vezzoni B., Fazio C., Salvatores M., ASTRIDlike Fast Reactor Cores for Burning Plutonium and Minor Actinides. //Energy
Procedia, 2015, vol. 71, С. 130—139.
2. Pardue W. M., Bauer A. A., Keller D. L. Potential of mixed nitride (U,
PU) N as a fast reactor fuel. – Battelle Memorial Inst., Columbus, Ohio, 1969.
3. Цветкова Д.Д., Дикова Т.С., Терехова А.М. Исследование топлива с
нептуниевой фракцией в реакторе РБЕЦ /Ядерные технологии: от
исследований к внедрению - 2022 Сборник материалов научнопрактической конференции, 2022, - С. 60-61.
119
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ
ЯДЕР ГЕЛИЯ И ПРОТОНОВ В КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧАХ ПО
ДАННЫМ НЕЙТРОННЫХ МОНИТОРОВ
К.А. Щербакова
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
+79606987411 gintitsch@gmail.com
В настоящей работе использованы данные эксперимента AMS02 [1] по дневным потокам ядер гелия и протонов в первичных
космических лучах с 2011 по 2019 год, на основании которых с
помощью функции отклика нейтронного монитора NM64 [2]
выполнена реконструкция ожидаемых темпов счета нейтронных
мониторов типа [3], регистрирующих потоки вторичных частиц от
взаимодействия космических лучей в атмосфере.
Полученные данные были использованы в корреляционном
анализе между отношением потоков гелия к протонам в
космических лучах, с одной стороны, и отношением темпов счета
нейтронных мониторов, расположенных на различных высотах и
геомагнитных координатах, с другой стороны. Суть анализа
заключалась в поиске энергии/жесткости для отношения потоков
гелия к протонам и таткой комбинации нейтронных мониторов,
которые дали бы наибольший коэффициент корреляции.
По итогам работы наилучшую корреляцию продемонстрировала
комбинация нейтронных мониторов Potchefstroom и Inuvik при
кинетической энергии частиц в 4 ГэВ. Полученная зависимость
была аппроксимирована прямой линией.
На основании полученной аппроксимации из данных реальных
нейтронных мониторов восстановлено отношение потоков ядер
гелия к протонам в первичных космических лучах за всё время
работы рассмотренных нейтронных мониторов. Данное отношение
является важным граничным условием для моделей модуляции
120
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
космических лучей в гелиосфере, поэтому возможность
восстановить его из показаний нейтронных мониторов является
весьма полезной.
Литература
1. M. Anguilar et al., “The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) on the
international space station: Part II – Results from the first seven years,” Phys.
Rep., vol. 894, pp. 1-116, Feb. 2021.
2. A.L. Mishev, S.A. Koldobskiy, G.A. Kovaltsov, A. Gil, and I.G. Usoskin,
“Updated Neutron-Monitor Yield Function: Bridging Between In Situ and
GroundVased Cosmic Ray Measurements,” J. Geophys. Res. Sp. Phys., vol.
125, no. 2, p. e2019JA027433, Feb. 2020.
3. J.A. Simpson, “The Cosmic Ray Nucleonic Component: The Invention
and Scientific Uses of the Neutron Monitor,” in Space Science Reviews, vol.
93, no. 1-2, 2000, pp. 11-32.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШИРОКИХ
АТМОСФЕРНЫХ ЛИВНЕЙ
Е.А. Южакова, С.С. Хохлов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
Тел. (495)788-56-99 доб.97-71, e-mail EAYuzhakova@mephi.ru
Ключевые слова: широкие атмосферные ливни, НЕВОД-ШАЛ.
Основной источник информации о космических лучах (КЛ)
высоких энергий (выше 1015 эВ) – широкие атмосферные ливни
(ШАЛ), которые образуются в результате взаимодействия
первичных КЛ (протонов и ядер) с ядрами атмосферы.
Наблюдаемые особенности восстановленного энергетического
спектра первичных космических лучей в диапазоне энергий 1015 –
1017 эВ не поддаются объяснению в рамках существующих моделей
ядерных взаимодействий.
121
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
С целью изучения ливней в диапазоне энергий 1015 –1017 эВ в
НИЯУ МИФИ была создана установка НЕВОД-ШАЛ [1],
расположенная вокруг Экспериментального комплекса НЕВОД.
Установка состоит из 9 кластеров, каждый из которых включает 4
детектирующих станции, позволяющих измерять энерговыделение
и время прихода вторичных частиц ШАЛ.
Цель данной работы – разработка метода реконструкции
параметров ливней на основе отклика установки НЕВОД-ШАЛ.
Для этого в программе CORSIKA с использованием модели
адронных взаимодействий QGSJET-II-04 + FLUKA 2020.0.3 были
промоделированы 1 200 000 ливней от первичных протонов в
диапазоне энергий 1015 -1017 эВ.
Одним из наиболее важных параметров ШАЛ является
мощность ливня (Ne), который связан с энергией первичной
частицы и определяет количество частиц на уровне наблюдения.
Восстановление
данного
параметра
проводится
путем
аппроксимации наблюдаемой плотности частиц функцией
пространственного
распределения
Нишимуры-КаматыГрейзена [2].
Для реконструкции мощности ливня в работе использовалось
два метода: наименьших квадратов (МНК) и максимального
правдоподобия (ММП). Полученные корреляции восстановленной
и моделированной мощности приведены на рисунке 1. Отобраны
события с условием срабатывания 7 и более кластеров
одновременно, максимальным энерговыделением в центральном
кластере и суммарным энерговыделением в кластерах не менее
3 000 МэВ.
122
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Рис.1. Корреляции восстановленной и моделированной мощности
ливня: метод наименьших квадратов (слева) и метод максимального
правдоподобия (справа).
Условиям отбора соответствуют 9 875 событий, однако методом
наименьших квадратов удалось восстановить 9 862 событий; ММП
позволяет восстановить все события. Таким образом, ММП на
0.13 %
эффективнее
при
реконструкции.
Погрешность
восстановления мощности ливня для обоих методов при
Ne.мод. = 105.00 ± 0.05 составляет 12 %.
1.
2.
Литература
M.B. Amelchakov et al. The NEVOD-EAS air-shower array// Nuclear
Instr. and Methods in Physics Research A. 2022. Vol. 1026. P. 166184.
P.K.F. Grieder. Extensive air showers: High energy phenomena and
astrophysical aspects: a tutorial, reference manual and data book.
Springer. 2010.
123
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКАЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
ЗАВИСИМОСТИ 27-ДНЕВНЫХ ВАРИАЦИЙ ПОТОКА ГКЛ
Р.Ф. Юлбарисов, А.Г. Майоров
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
+79660274335, RFYulbarisov@mephi.ru
Ключевые слова: галактические космические лучи, солнечная
модуляция, 27-дневные вариации, короткопериодические вариации.
Исследования 27-дневных вариаций потока ГКЛ проводятся на
протяжении многих десятилетий с использованием различных
экспериментальных измерений, как спутниковых, так и наземных.
Важный вклад в эти исследования вносят измерения спектрометров
PAMELA и AMS-02. Обладая высоким энергетическим
разрешением в широком диапазоне энергий, они позволяют
изучать
характеристики
27-дневных
вариаций,
которые
невозможно было восстанавливать в более ранних экспериментах.
Спектрометр PAMELA с 2006 по 2016 год проводил измерения
потоков космических лучей на околоземной орбите [1]. В
эксперименте
получены
суточные
дифференциальные
энергетические спектры протонов и ядер гелия в диапазоне энергий
от нескольких десятков МэВ до сотен ГэВ.
В работе рассмотрена временная динамика амплитудноэнергетического
спектра
27-дневных
вариаций
ГКЛ,
восстановленного по данным PAMELA. Для определения
амплитуды вариаций использован вейвлет-анализ, позволяющий
работать с нестационарными сигналами и выделять 27-дневные
гармоники в различные моменты времени [2]. Полученные
зависимости амплитуды вариаций от магнитной жёсткости
описываются степенным спектром. Представлена зависимость
показателя степени спектра от времени, обсуждается его
взаимосвязь с уровнем солнечной активности.
124
Ядерные физика и технологии, атомная энергетика и новые
материалы
Литература
1. Adriani O., et al. The PAMELA Mission: Heralding a new era in
precision cosmic ray physics // Physics Reports. 2014. Vol. 544. I. 4. P. 323370.
2. Torrence C., Compo G. P. A practical guide to wavelet analysis //
Bulletin of the American Meteorological society. 1998. Vol. 79. I. 1. P. 61-78.
125
Секция
«Прикладные физика
и математика»
Прикладные физика и математика
МОРФОЛОГИЯ КРАТЕРОВ НА КРЕМНИЕВОЙ
ПОДЛОЖКЕ, ОБРАЗОВАННЫХ ПРИ
СУБМИКРОСЕКУНДНОЙ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ
Безверхняя Д.М.1,3, Саакян А.Т.1, Фроня А.А.1,2
ФГБУН Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва
ФГАОУ ВО Национальный исследовательский ядерный университет
МИФИ, Москва
3
ФГБОУ ВО Московский государственный технический университет им.
Н.Э. Баумана, Москва
8(499)132-65-74
d.bezverkhnyaya@mail.ru
1
2
Ключевые слова: субмикросекундное лазерное излучение, лазерная
абляция, кремний.
Наноструктурированные
полупроводниковые
материалы
представляют значительный интерес для самых разнообразных
областей науки и технологии [1-3]. Благодаря крайне малым
размерам и формированию большой площади поверхности по
сравнению с объемом в наноструктурах проявляются уникальные
оптические, электронные, люминесцентные и другие свойства.
Один
из
наиболее
перспективных
методов
синтеза
наноструктурированных материалов - импульсная лазерная
абляция.
В представленной работе исследовались наноструктуры и
кратеры, формируемые при взаимодействии импульсного
субмикросекундного лазерного излучения с пластиной кремния в
воздушной и жидкостной среде. Морфология образцов изучалась с
помощью СЭМ. Полученные изображения на рис.1(а, б)
демонстрируют образование структурированной поверхности в
области кратера. Однако увеличение мощности приводит к
проплавлению пластины, исчезновению структурированной
поверхности и образованию отдельных частиц. При абляции в
воздушной среде на поверхности кратера формируются частицы
оксида кремния.
127
Прикладные физика и математика
Рис.1. СЭМ-изображения кратеров на подложке кремния а) абляция в
воздухе; б) абляция в жидкости.
Литература
1. Haug H., Koch S.W. Quantum Theory of the Optical and Electronic
Properties of Semiconductors (Singapore: World Scientific Publishing, 1994).
2. Handbook of Porous Silicon. Editor Leigh Canham. Springer
International Publishing Switzerland. 2014. DOI 10.1007/978-3-319-045085_38-1
3. A.A. Ishchenko, G.V. Fetisov, L.A. Aslanov. Nanosilicon: Properties,
Synthesis, Applications, Methods of Analysis and Control. CRC Press, CRC
Press, 2014
128
Прикладные физика и математика
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЗАРЯДА
ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО СЛОЯ ФОТОКАТОДА Cs2Te/Mo
В БЕСПОЛЕВОМ ПРИБЛИЖЕНИИ
М.В. Владимиров, В.И. Ращиков, С.М. Полозов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
+7 950 030-13-70
MVVladimirov@mephi.ru
Ключевые слова: полупроводниковые фотокатоды, фотоэмиссия,
электронные сгустки, задача диффузии
Современные фотоинжекторы, применяющиеся в ускорителях
заряженных частиц, активно используют полупроводниковые
фотокатоды, состоящие, как правило, из тонкого (десятки нм) слоя
полупроводника, выращенного на металлической подложке [1].
Использование подобных структур, вместе с известными
преимуществами, сопряжено с рядом вызовов. Один из них –
обеднение полупроводникового слоя в процессе работы
фотоинжектора. Образующийся динамический положительный
заряд полупроводниковой пленки создает электрическое поле,
которое наряду с высокочастотным полем резонатора и полем
лазера, индуцирующим фотоэффект, оказывает существенное
влияние на движение только что эмитированных электронных
сгустков [2].
В рамках данной работы происходит развитие бесполевой
модели, описывающей динамику электронного заряда в
полупроводниковом слое фотокатода [2,3]. На примере фотокатода
Cs2 Te, используемом в фотоинжекторе PITZ (Photo Injector Test
facility at DESY in Zeuthen), решается задача о нахождении
распределения концентрации электронов проводимости вдоль
полупроводникового слоя 𝑛(𝑧, 𝑡) с дальнейшим отысканием
некомпенсированного заряда последнего 𝑞(𝑡).
Полученная зависимость 𝑞(𝑡) вместе с оптимизацией
неизвестных параметров методом наименьших квадратов позволяет
129
Прикладные физика и математика
получить хорошее согласие экспериментальной кривой на всем
временном интервале (Рис. 1) [3], что верифицирует используемый
подход.
Рис.1. Экспериментальная и полученная с использованием построенной
модели зависимости заряда полупроводникового слоя фотокатода
Cs2Te/Mo (PITZ, DESY)
Литература
1. Schaber J., Xiang R., Gaponik N. Review of photocathodes for electron
beam sources in particle accelerators //Journal of Materials Chemistry C. –
2023.
2. Krasilnikov M., Polozov S. M., Rashchikov V. I. Photoemission of
Picosecond Electron Bunches with Large Charge in RF Guns //Physics of
Atomic Nuclei. – 2021. – Т. 84. – №. 11. – С. 1881-1885.
3. Vladimirov M. V., Polozov S. M., Rashchikov V. I. Diffusion Model for
Describing Relaxation Process in an Electron-Depleted Semiconductor Layer
of a Photocathode //Physics of Atomic Nuclei. – 2022. – Т. 85. – №. 12. – С.
2032-2035.
130
Прикладные физика и математика
ОЦЕНКА СОСТАВА ПРИРОДНОГО ГАЗА ОПТИЧЕСКИМ
МЕТОДОМ ИНФРАКРАСНОЙ ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИИ
Р.А. Гылка, И.Л. Фуфурин, И.Б. Винтайкин, А.Н. Морозов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
+79251885038, gyylkara@student.bmstu.ru
Ключевые слова: природный газ, закон Бугера — Ламберта — Бера,
инфракрасная спектроскопия, фурье-спектроскопия.
В настоящее время важно знать состав природного газа для
использования его в разных областях деятельности человека. Этот
газ широко используется в энергетике как энергоноситель и в
крупнотоннажной химии как источник углеводородного сырья для
синтеза полимеров и азотных удобрений. Основу природного газа
составляет метан, но обычно в его состав входят и более тяжелые
углеводороды: этан, пропан, бутан. Также в составе природных
газов в качестве примесей присутствуют водород, сероводород,
азот, углекислота, гелий и другие инертные газы. Существуют
разные методы анализа газа: механические, акустические,
тепловые, магнитные, оптические, ионизационные, массспектрометрические, электрохимические, полупроводниковые. [13]
Был использован метод инфракрасной фурье-спектроскопии для
анализа компонентного состава природного газа. Для измерения
спектров поглощения использовали фурье-спектрометр с кюветой,
внутри которой и находится исследуемый газ, который был
разбавлен, поскольку оптический путь излучения достаточно
большой и большая часть излучения поглощается.
Для обработки данных спектра газа использовали закон Бугера
— Ламберта — Бера:
𝐼 = 𝐼0 exp(−𝜒𝜆 𝐶𝑑).
131
(1)
Прикладные физика и математика
Для расчета концентраций газов в газовой смеси понадобится
лишь оптическая плотность. За основные компоненты были взяты
метан, этан, пропан и углекислый газ. Так, по закону Бугера —
Ламберта — Бера каждый компонент вносит свой вклад на каждой
длине волны в зависимости от его концентрации. [4]
Таблица 1
Рассчитанные молярные концентрации веществ
Вещество
Метан
Этан
Пропан
CO2
По паспорту, %
95,2
2,69
0,836
0,247
Полученные, %
63
14
16,13
6,86
Рис.1. Схема установки: 1 — газосмеситель; 2 – баллон с природным
газом; 3 – баллон с азотом (газом-разбавителем); 4 — фурьеспектрометр с кюветой; 5 — компьютер, подключенный к
спектрометру.
Погрешность основного газа метана составляет 33 %.
Причиной такой значительной разницы между данными служит то,
что результаты получены на основе четырех компонентов газовой
смеси, а сам природный газ содержит еще бутан, пентан и другие
132
Прикладные физика и математика
органические соединения. Другой причиной служит поглощение
интенсивности излучения окружающим воздухом. [5]
Литература
1. Морозов А. Н., Светличный С. И. Основы фурьеспектрорадиометрии // Москва, Наука, 2006, С. 275
2. Morozov A.N. et al. Statistical estimation of the probability of the correct
substance detection in FTIR spectroscopy // Computer Optics, 2015, Vol. 39,
No. 4, P. 614–621.
3. Морозов А.Н., Светличный С.И., Фуфурин И.Л. Коррекция
волновых чисел в панорамном фурье-спектрорадиометре // Докл.
академии наук, 2015, Т. 464, No. 2, С. 156–156.
4. Балашов А.А. и др. Фурье-спектрорадиометр ФСР-03 // Приборы и
техника эксперимента, 2013, No 3, С. 142–142.
5. Fodor G.E. Analysis of natural gas by fourier transform infrared
spectroscopy // Interim Report TFLRF No. 31. U.S. Army TARDEC Mobility
Technology Center-Belvoir Fort Belvoir, Virginia. Contract No. DAAK70-92C-0059
133
Прикладные физика и математика
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСЗВУКОВЫХ
СВЕРХАЛЬФЕНОВСКИХ МГД-ТЕЧЕНИЙ В
ПРИСУТСТВИИ ПРОДОЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ В
КАНАЛАХ ПЛАЗМЕННЫХ ДВИАТЕЛЕЙ
Т.Р. Калимуллин1, Е.В. Степин1,2
1
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ,
Москва, Россия
2
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН
e-mail: kalimullin02@mail.ru
тел.: +79171882585
Ключевые слова: эксперимент, данные, результат.
Первым автором должен быть указан докладчик, его необходимо
выделить подчеркиванием. Контактный телефон и адрес электронной
почты должны быть указаны только для докладчика.
Более мощные разновидности плазменных двигателей,
работающие на принципе ускорения плотной горячей плазмы в
скрещенных электрических и магнитных полях, могут применяться
для непосредственного передвижения в космическом пространстве.
Примером таких устройств может служить квазистационарный
сильноточный плазменный ускоритель (КСПУ), предложенный
А.И. Морозовым [1] и в настоящее время разрабатываемый в АО
«ГНЦ РФ ТРИНИТИ».
Объектом моделирования настоящей работы являются течения
плазмы в канале ускорителя в форме сопла, образованного двумя
коаксиальными электродами. Плазма рассматривается как
сплошная электропроводящая среда,
поведение
которой
описывается в терминах магнитной газодинамики (МГД) [2], при
этом диссипативные эффекты (газовая и магнитная вязкости,
теплопроводность) пренебрегаются.
134
Прикладные физика и математика
Используется модель, рассмотренная в квазиодномерном
приближении. Аппарат моделирования строится на основе
численного решения начально-краевых задач с квазиодномерными
нестационарными уравнениями МГД. В качестве метода расчета
был выбран FCT с использованием коррекции потоков по БорисуБуку [3, 4] в три этапа: транспортно-диффузионный, антидиффузионный и коррекционный.
В ходе исследования в терминах вычислительного эксперимента
были получены зависимости макроскопических параметров
ускоряемого плазменного потока для различных значений
физических и геометрических характеристик задачи, включая
продольное магнитное поле и параметр β, характеризующий
отношение характерных газового и магнитного давлений задачи.
Представлена их визуализация и дана прикладная интерпретация.
Литература
1. Морозов А.И. Физические основы космических электрореактивных
двигателей. // М.: Атомиздат, 1978.
2. Брушлинский К.В. Математические основы вычислительной
механики жидкости, газа и плазмы. // Долгопрудный: Издательский
дом «Интеллект», 2017.
3. Boris J.P., Book D.L. Flux-Corrected Transport I: SHASTA – a Fluid
Transport Algorithm that works. // J. Comp. Phys., 1973.
4. Boris J.P., Book D.L. Flux-Corrected Transport II: Generalization of the
Method. // J. Comp. Phys., 1975.
135
Прикладные физика и математика
РАЗРАБОТКА И НАЛАДКА КОМПАКТНОГО
АНАЛИЗАТОРА, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ
АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИЙ ЭЛЕКТРОНОВ
Д.Г. Лоскутников
НИЯУ МИФИ, Москва
8-926-148-9594, piotr18@yandex.ru
Ключевые слова: эксперимент, данные, результат.
Рассмотрены возможности применения аддитивных технологий
в производстве компактного магнитного анализатора. Проведён
эксперимент и оценка полученных результатов, предложены пути
устранения недостатков при выборе материалов, технологий и
конструкции прибора. Для изучения распределения энергии
электронов
плазмы
создаются
магнитные
спектрометры/анализаторы электронов. Работа спектрометра
основана на принципе движения электронов по круговой орбите
под действием силы Лоренца в однородном магнитном поле,
создаваемом постоянными параллельными магнитами. Заряженная
частица, влетая в область однородного поперечного магнитного
поля, движется по окружности c радиусом:
R = (MV) / (q|B|) = (2MЕ)1/2 / (q|B|),
(1)
где M, q, V, Е – масса, заряд, скорость и энергия частицы; B –
индукция магнитного поля (рис 1.1).
Рис.1.1. Магнитный анализатор Демпстера
Поле в области подлета частицы к анализатору отличается от
нуля. Наличие краевых эффектов, приводящих к изменению
136
Прикладные физика и математика
величины поля и его наклона при входе частицы в анализатор,
влияет на отклонение траектории от закона движения,
описываемого формулой (1). Для уменьшения влияния полей
рассеяния применяются магнитные экраны, расположенные на
входе и выходе анализатора2 (рис 1.2).
Рис 1.2. магнитного поля при наличии П-образного экрана (слева)
Однородность поля внутри магнитной системы можно улучшить
с помощью пластин из магнитомягкого материала1.
У создателей Прибора было желание напечатать корпус на 3D
принтере. Была предпринята такая попытка, но неудачно.
Материал корпуса прототипа анализатора был изготовлен из
полимерного материала PLA (полилактид) методом 3D-печати. При
изготовлении корпуса применялась более плотная печать, чем в
стандартном варианте производства. На установке ПФМ72м
/Плазменный Фокус/ на прототипе Прибора не удалось достичь
необходимого вакуума не хуже 4,5 х 10-2 Па.
Литература
1. Костюшин В.А. Диагностика ионной компоненты плазменных
потоков, эмитируемых разрядом типа сильноточная низкоиндуктивная
вакуумная искра //2020. - P. 1–62.
2. Современные средства диагностики плазмы и их применение:
Сборник тезисов докладов Х Конференции. Москва, 14-16 ноября 2016 г.
стр.224-226.
137
Секция
«Инженерно-физические подходы
в современной медицине
и биологии»
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ МЕДИЦИНСКОГО
ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА
М.А. Банщикова, А.А. Булавская, А.А. Григорьева,
С.Г. Стучебров
Томский политехнический университет, г. Томск
Контактный телефон: 89969383550
e-mail: mab51@tpu.ru
Ключевые слова: электронный пучок, ионизирующее излучение,
математическое преобразование.
Пучки ионизирующих излучений широко применяются в
технологических и медицинских целях. В связи с повсеместным
применением пучков в клинической практике возникает
необходимость осуществления контроля над их параметрами для
обеспечения безопасности пациентов. Одной из важных
пространственных характеристик пучка является поперечный
профиль, для определения которого используются различные
детекторы [1].
На данный момент существует множество детекторов, однако
большая часть из них не обеспечивает совокупность необходимых
требований, таких как высокие пространственное и энергетическое
разрешение, малое время обработки, а также малое возмущение
пучка в процессе измерения [2]. Решением может стать метод
многоуглового сканирования [3] пучка с использованием
нескольких детекторов. Данный метод основан на сборе данных с
каждого детектора под разными углами в плоскости
перпендикулярной
оси
пучка.
Для
разработки
такой
детектирующей системы нужно определить минимальное
количество детекторов, при котором результат измерения будет
оставаться достоверным.
139
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
Для проведения данного исследования были экспериментально
получены распределения пучка ускоренных электронов.
Эксперименты были проведены на пучке электронов с энергией 6
МэВ медицинского линейного ускорителя Elekta Synergy. В
качестве детекторов использовались пленочные дозиметры
Gafchromic EBT3.
Полученные
экспериментальные
распределения
были
представлены в виде набора проекций под разными углами. Для
этого с помощью программного пакета MatLab исходные
изображения были представлены в виде матриц значений яркости
изображений в каждом пикселе. Путем суммирования значений в
каждом столбце находилась строчка значений, представляющая
собой проекцию данного изображения на ось, находящуюся под
углом 0° к горизонтальной оси. Далее каждое изображение
поворачивалось на фиксированный угол смещения и аналогично
находились проекции интенсивности цвета под другими углами.
В данной работе для обработки результатов использовались
программные пакеты Diada и INKCT, разработанные в Томском
политехническом университете.
Таким образом, в работе были получены реконструированные
изображения тестовых распределений электронного пучка при
разном количестве детекторов от 2 до 256. На основе полученных
данных, было показано, что при количестве детекторов менее 8
профиль пучка не определяется.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта
Российского научного фонда (проект № 21-79-00252).
Литература
1. Accurate dosimetry for radiobiology / L.A.DeWerd // International
Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 2021. Vol. 111. I. 5. P. 7581.
2. Ionizing radiation monitoring technology at the verge of Internet of
things / M.I.Ahmad, M.H.Rahim // Sensors (Basel). 2021. Vol. 21. P. 1-29.
3. Multiangle scanning for measuring radiation beam profiles with a typical
size of 10 millimetres / A.A. Bulavskaya, Y.M.Cherepennikov,
A.A.Grigorieva,
I.A.Miloichikova,
S.G.Stuchebrov
//
Journal
of
Instrumentation. 2022. Vol. 17. No. 7. P. T07004.
140
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ
МЕДИЦИНСКОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА
С ПОМОЩЬЮ УСТРОЙСТВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ
ИЗ ПЛАСТИКОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ
Е.А. Бушмина1, А.А. Григорьева1, И.А. Милойчикова1,2,
В.О. Сабуров3, С.Г. Стучебров1
Томский политехнический университет, г. Томск
2
НИИ онкологии Томского НИМЦ, г. Томск
3
Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба, г. Обнинск
Контактный телефон: +7 (3822) 701-777
e-mail: eab60@tpu.ru
1
Ключевые слова: медицинский пучок электронов, болюс, трехмерная
печать.
На
сегодняшний
день
для
эффективного
лечения
онкологических заболеваний используются различные методики
лечения: химиотерапия, иммунная терапия, лучевая терапия и
другие [1]. Развитие и усовершенствование такой методики
лечения, как лучевая терапия, очень востребовано. Для улучшения
процедур проведения лучевой терапии используются различные
формирующие устройства, предназначенные для уменьшения
лучевой нагрузки на здоровые ткани и органы с целью сокращения
вероятности развития постлучевых осложнений [2].
К формирующим устройствам относят болюсы, коллиматоры и
компенсаторы. Болюсы позволяют задать сложное глубинное
распределение поглощенной дозы путем их наложения на
поверхность тела, так как болюсы изготавливаются из
тканеэквивалентных материалов [2]. Особенно важное значение
эти формирующие устройства имеют для электронной лучевой
терапии, которая направлена на лечение поверхностно
расположенных новообразований [3]. Используемые на данный
момент болюсы изготавливаются из гидрогеля или парафина,
141
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
однако либо они имеют стандартные размеры, что накладывает
ограничения на их эксплуатацию, либо их изготовление трудоемко.
Для устранения подобных недостатков в данной работе
предлагается использовать метод трехмерной печати. Он позволяет
изготовить изделия нужных размеров в короткий промежуток
времени из тканеэквивалентных пластиковых материалов. Данный
метод показал свои преимущества на практике во многих отраслях
деятельности человека, в том числе в медицине [4].
На основе вышесказанного целью данной работы стало
экспериментальное исследование формирующих устройств,
изготовленных методом трехмерной печати, на медицинском
электронном
пучке.
Для
этого
были
изготовлены
экспериментальные образцы из парафина и пластиковых
материалов, в том числе с металлической примесью. С их помощью
был проведен эксперимент при стандартных условиях облучения
на медицинском ускорителе электронов.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского
научного фонда (проект № 19-79-10014-П).
Литература
1. An overview of cancer treatment modalities / Z. Abbas, S. Rehman
//Neoplasm. 2018. Vol. 1. P. 139-157.
2. Effect of bolus frequency and its thickness in postmastectomy threedimensional conformal radiotherapy on skin dose for superposition algorithm /
K. Bahhous, M. Zerfaoui, N. El Khayati //Iranian Journal of Medical Physics.
2019. Vol. 16. No. 6. P. 397-404.
3. Review of electron beam therapy physics / K. R. Hogstrom, P. R.
Almond // Physics in Medicine & Biology. 2006. Vol. 51. No. 13. P. R455.
4. Исследование возможности изготовления болюсов для гамматерапии с помощью методов трехмерной печати / А. А. Сорокина, Е. А.
Бушмина, А. А. Григорьева, А.А. Булавская, И.А. Милойчикова, С.Г.
Стучебров // Вестник Национального исследовательского ядерного
университета МИФИ. 2022. Т. 11. № 2. С. 178-185.
142
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
НАДМОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ СЫВОРОЧНОГО
АЛЬБУМИНА
Волкова А.В.1, Бузоверя М.Э.1,2
СарФТИ НИЯУ МИФИ, г. Саров
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров
8(952)4624019 avv3031@gmail.com
1
2
В настоящее время все большее внимание исследователей
привлекает изучение биологических объектов с точки зрения
современной физики. Подобными объектами, вызывающими
повышенный интерес, являются различные биологические
структуры в твердом состоянии [1].
В первую очередь исследования проводятся с целью разработки
новых и простых методик диагностики различных патологических
состояний организма, поскольку биожидкости являются важной
диагностической субстанцией.
При дегидратации биожидкости образуется фация (пленка),
имеющая структуру, специфика которой определяется всем
комплексом количественных и качественных параметров,
присутствующих в биожидкости веществ. Внешний вид фаций
используется для диагностики широкого круга заболеваний.
Кроме
чисто
прикладного
значения
существует
и
фундаментальный аспект данной проблемы: в настоящее время
усилилась тенденция углубленного изучения процессов,
определяющих механизм формирования структуры биожидкости.
В работе представлены результаты экспериментального
исследований водно-солевых растворов сыворочного альбумина,
который рассматривается как аналог БЖ. Наблюдаемые
структурные эффекты в дегидратированных пленках рассмотрены с
учетом молекулярных особенностей альбумина и концепции
надмолекулярной организации полимерного тела.
Методом
оптической
микроскопии
получена
и
проанализирована микроструктура пленок САЧ с концентрацией
143
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
белка от 2 до 10%. Выявлена зависимость морфологии пленок
сывороточного альбумина человека от концентрации белка (рис.1).
Рис.1.Зависимость площади области кристаллизации дендритов от
концентрации САЧ
Методом АСМ визуализирована стекловидная часть пленок.
Установлена глобулярная структура этих областей пленок.
Показано, что с изменением концентрации САЧ изменяются
размеры, форма и упорядоченность белковых ассоциатов на
наноуровне (табл. 1).
Таблица 1
Размеры ассоциатов глобул для пленок разной концентрации САЧ
Концентрация раствора САЧ
2%
6%
10 %
Размер ассоциатов, нм
50-100
25-50
25-30
Расстояние между глобулами, нм
100-150
50-100
25-30
1.
2.
Литература
Шабалин В.Н., Шатохина С.Н. Морфология биологических
жидкостей и человека. — М.: Хризостом, 2001. — 304 с.
Рожков С. П., Горюнов А. С., Крупнова М. Ю. Сопряженность
конформационных и фазовых состояний сывороточного
альбумина в солевых растворах по данным метода ЭПР спиновых
меток //Труды Карельского научного центра Российской
академии наук. – 2020. – №. 11. – С. 38-53.
144
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
РАДИАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ФАНТОМА МЕЛКОГО
ЛАБОРАТОРНОГО ЖИВОТНОГО, ИЗГОТОВЛЕННОГО
МЕТОДАМИ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ
А.А. Григорьева1, Е.А. Бушмина1, А.А. Булавская1,
И.А. Милойчикова1,2, С.Г. Стучебров1
1
Томский политехнический университет, г. Томск
2
НИИ онкологии Томского НИМЦ, г. Томск
e-mail: agrigorieva@tpu.ru
Ключевые
слова:
радиотерапия,
дозиметрический
доклинические исследования, метод послойного наплавления.
фантом,
Количество диагностируемых онкологических заболеваний
увеличивается с каждым годом [1]. В связи с чем ведутся научные
работы, направленные на разработку новых радиотерапевтических
методик лечения злокачественных новообразований. При
разработке новых терапевтических подходов необходимо
проводить
доклинические
исследования,
основанные
на
использовании мелких лабораторных животных – крыс и мышей.
При использовании животных в доклинических целях
предъявляются определенные требования к их содержанию,
питанию, дальнейшей утилизации, и к минимизации количества
используемых особей [2].
Для проведения повседневных процедур, таких как калибровка,
проверка и оптимизация оборудования и соответствующих
протоколов облучения, а также обеспечения воспроизводимости
результатов экспериментов на разном оборудовании могут быть
применены искусственные модели животных – дозиметрические
фантомы. На сегодняшний день коммерчески доступные фантомы
животных имеют в большинстве случаев упрощенную анатомию,
предназначены только для диагностических установок [3], и не
учитывают
применение
различного
дозиметрического
оборудования.
145
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
Ранее авторами был предложен метод изготовления
антропоморфных дозиметрических фантомов с помощью
трехмерной
печати
[4,
5],
который
показал
свою
работоспособность. В связи с чем, в рамках данной работы для
изготовления дозиметрического фантома мелкого лабораторного
животного будет использован ранее предложенный метод. Такой
подход позволит создавать подобные устройства за короткий срок
с высокой точностью вне зависимости от размера и сложности
трехмерных цифровых моделей.
В работе были созданы трехмерные модели животных на основе
томографических данных с учетом размещения разного
дозиметрического
оборудования.
Методом
послойного
наплавления было изготовлено несколько прототипов фантомов
лабораторных животных. Изготовленные прототипы фантомов
прошли томографические и дозиметрические испытания.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства
науки и высшего образования Российской Федерации № 075-152022-620.
Литература
1. Каприн А.Д. и др. Состояние онкологической помощи населению
России в 2021 году, 2022.
2. Липатов В.А. и др. Этические и правовые аспекты проведения
экспериментальных биомедицинских исследований in vivo. Часть I //
Российский медико-биологический вестник имени академика ИП
Павлова. 2019. Т. 27. С. 80-92.
3. Schyns L.E. et al. Optimizing dual energy cone beam CT protocols for
preclinical imaging and radiation research // The British Journal of Radiology.
2017. V. 90. №. 1069. P. 20160480.
4. Bulavskaya A. et al. Applicability of poly (styrene–butadiene–styrene)
for three-dimensional printing of tissue-equivalent samples // 3D Printing and
Additive Manufacturing. 2022. V. 9. №. 5. P. 399-404.
5. Stuchebrov S. G. et al. Development of the patient-specific phantom of
the human arm part using 3D printing // Radiotherapy and Oncology. 2021. V.
161 – №. Supplement 1. P. 1309-1310
146
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКОГО
ЖЕНСКОГО ЖИЛЕТА
Ю.С. Данилкина, Т.Л.Н. Чыонг, А.Ю. Бодин, М.Н. Крамм
НИУ «МЭИ», город Москва
тел. +79776436741, e-mail pro100julie@mail.ru
Ключевые слова: электрокардиография, распределение потенциалов,
электрокардиографический жилет.
Работа посвящена разработке электрокардиографического
жилета, учитывающего особенности женского торса и
предназначенного для записи электрокардиосигналов (ЭКС)
множественных униполярных отведений. Целью обработки таких
ЭКС является визуализация карт распределения электрических
потенциалов на поверхности торса и поверхности эпикарда [1] .
Особенностью подобного подхода является использование
достаточно большого количества электродов на поверхности торса
(45-80) и решение обратной задачи для перехода от потенциалов на
поверхности торса к потенциалам на поверхности эпикарда [2].
Основные сложности реализации этого подхода – это установка
достаточно большого числа электродов и сопутствующие
существенные временные затраты.
Разработка
системы
регистрации
ЭКС
на
основе
электрокардиографического жилета с предустановленными
электродами, позволяет оперативно осуществлять установку
электродов, запись ЭКС и будет способствовать повышению
качества диагностики заболеваний сердечно сосудистой системы.
Комплекс записи состоит из разрабатываемой системы
электродов (48 штук), устройства их крепления и фиксации в виде
жилета, блока усилителя биопотенциалов и персонального
компьютера в качестве устройства хранения и обработки
информации.
147
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
Главная задача разрабатываемого комплекса – использовать
предварительно установленные на жилете электроды (см.
рисунок 1) и обеспечивать их оперативный и надежный контакт с
поверхностью торса пациента, с сохранением угловых размеров
между позициями электродов во время использования. При
разработке жилета учитывается особенности женского бюста. Для
обеспечения правильного позиционирования электродов и их
надежного контакта жилет должен комплектоваться набором
плечевых и спинных утягивающих ремней; также предложены
выточки по бокам жилета. В гнездах жилета удобно использовать
электроэнцефалографические электроды.
Рис. 1. Развертка модели: 1– пара плечевых ремней; 2–пара
утягивающих ремней, 3– предустановленные электроды
Жилет выполнен из неопрена, так как материал должен быть
тянущимся, износостойким, с отсутствием памяти, а также, ткань
не должна накапливать статический заряд. Помимо всего прочего
неопрен гипоаллергенен, что очень важно, так как создаваемый
жилет довольно плотно прилегает к коже пациента.
Литература
1. Крамм М.Н., Бодин О.Н., Бодин А.Ю., Чыонг Т.Л.Н., Жихарева Г.В.
Особенности
построения
многоэлектродной
системы
электрокардиологического скрининга // Медицинская техника. 2022.
№5(335). С.37-41.
2. Крамм М.Н., Бодин О.Н., Бодин А.Ю., Жихарева Г.В., Чыонг Тхи Лан
Нхи. Реконструкция и визуализация электрической активности сердца с
помощью многоэлектродной системы электрокардиодиагностики //
Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2022. № 4. С.84-91.
148
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ФАНТОМОВ
ВОЗДУХСОДЕРЖАЩИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ
А.С. Ермакова1, А.А. Булавская1, А.А. Григорьева1,
И.А. Милойчикова1,2, С.Г. Стучебров1
Томский политехнический университет», г. Томск
2
НИИ онкологии Томского НИМЦ, г. Томск
Контактный телефон: +79969375094
e-mail: ase31@tpu.ru
1
Ключевые
слова:
дозиметрический фантом.
ионизирующее
излучение,
3D-печать,
Лучевая терапия является одним из способов лечения
онкологических заболеваний, при котором ионизирующее
излучение используется для уничтожения опухолевых клеток [1].
При проведении лучевой терапии гибнут не только
злокачественные клетки, но и здоровые клетки, находящиеся
вблизи зоны облучения.
Для того чтобы максимально точно подвести дозу излучения к
очагу опухолевых клеток, минимизируя при этом дозу на здоровые
ткани, до начала проведения лучевой терапии составляют план
облучения, который верифицируется с помощью дозиметрических
фантомов. На сегодняшний день существуют стандартные
фантомы, представляющие собой упрощенную геометрию, с
помощью которых рассчитываются значения дозы, доставленной
на определенную глубину. Данные фантомы не учитывают
особенности
конкретного
пациента,
потому
появляется
необходимость в создании индивидуальных фантомов.
С
помощью
технологий
3D-печати
предоставляется
возможность на основе индивидуальных томографических данных
пациентов создавать дозиметрические фантомы [2]. Материалы для
3D-печати схожи по своим физическим свойствам с реальными
органами и тканями. В связи с этим возникает возможность с их
149
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
помощью имитировать биологические ткани и органы с точки
зрения взаимодействия материалов с ионизирующим излучением.
Однако,
остается
открытым
вопрос
об
имитации
воздухсодержащих тканей и полых органов, при 3D-печати таких
фантомов. Для этого в данной работе было предложено
использовать газонаполненные материалы на основе пластических
масс, такие как пенополистирол, пенополиуретан и пенопласт. С
помощью
компьютерной
томографии
были
определены
рентгеновские
плотности
исследуемых
образцов,
также
называемые индексами Хаунсфилда. На основе полученных
результатов было определено, что пенополистирол подходит для
имитации воздухсодержащих тканей и полых органов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства
науки и высшего образования Российской Федерации № 075-152022-620.
Литература
1. An overview on radiotherapy: from its history to its current applications
in dermatology / S. Gianfaldoni et al. // Open access Macedonian journal of
medical sciences. 2017. Vol. 5. No. 4. P. 521.
2. Making a copy of conventional anthropomorphic phantom section by 3D
printing / S. G. Stuchebrov et al. // European Journal of Nuclear Medicine and
Molecular Imaging. 2020. Vol. 47. No. S1. P. 313-314.
150
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
СОЗДАНИЕ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО ФАНТОМА
С ПОМОЩЬЮ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ
ВЕРИФИКАЦИИ ПЛАНОВ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ
Ю.А. Зубкова1, Е.А. Бушмина1, А.А. Булавская1,
И.А. Милойчикова1,2, С.Г. Стучебров1
1
Томский политехнический университет, г. Томск
2
НИИ онкологии Томского НИМЦ, г. Томск
Контактный телефон: +79234391597
e-mail: yaz8@tpu.ru
Ключевые слова: лучевая терапия, дозиметрические фантомы.
Процедуры гарантии качества лучевой терапии являются одним
из важнейших этапов подготовки лечения пациента [1]. Для
проведения данной процедуры используются различные
дозиметрические устройства, например, матрицы детекторов или
дозиметрические фантомы.
Для более точной оценки плана облучения необходимо
учитывать геометрические параметры, а также структуру
человеческого тела. С этой задачей справляются антропоморфные
дозиметрические фантомы, приближенные по форме и очертаниям,
а также, по плотности органов и тканей, к телу человека.
Однако, подобные дозиметрические фантомы имеют достаточно
высокую стоимость, в результате чего не каждая медицинская
организация имеет возможность осуществлять процедуры
верификации с их помощью. В связи с этим существует
необходимость в разработке метода изготовления антропоморфных
дозиметрических фантомов, позволяющего изготавливать данные
устройства с более низкой стоимостью.
В настоящее время аддитивные технологии находят широкое
применение во многих областях [2]. Среди существующих
технологий трехмерной печати наибольшее распространение
151
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
получил метод послойного наплавления. Принцип действия
данного метода заключается в послойном наплавлении филамента,
в соответствии с геометрией 3D-модели, что позволяет изготовить
объект любой формы. Авторами работы [3] был предложен подход
к созданию антропоморфных дозиметрических фантомов с
использованием технологии трехмерной печати.
В рамках предложенного подхода был изготовлен фантом
верхней конечности человека на основе данных компьютерной
томографии. Для создания данного фантома использовались
разработанные модифицированные пластики, пригодные для
устройств трехмерной печати, а также способные имитировать
ткани человека в отношении их взаимодействия с ионизирующим
излучением.
Для апробации предложенного подхода были проведены
дозиметрические испытания фантома на медицинском линейном
ускорителе Elekta Synergy. Облучение проводилось фотонным
пучком с энергиями 6 и 10 МэВ методом VMAT (Volumetric
Modulated Arc Therapy). Дозные распределения были получены с
помощью
пленочных
дозиметров
Gafchromic
EBT
3,
расположенными между слоями фантома. Полученные результаты
облучения фантома были сравнены с данными плана лечения.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства
науки и высшего образования Российской Федерации № 075-152022-620.
Литература
1. Van der Merwe D. et al. Accuracy requirements and uncertainties in
radiotherapy: a report of the International Atomic Energy Agency // Acta
oncologica. 2017. V. 56. №. 1. P. 1-6.
2. Котельников Г. П. и др. Применение 3D-моделирования и
аддитивных технологий в персонифицированной медицин //Саркомы
костей, мягких тканей и опухоли кожи. 2022. №. 1. С. 20-26.
3. Stuchebrov S. G. et al. Making a copy of conventional anthropomorphic
phantom section by 3D printing // European Journal of Nuclear Medicine and
Molecular Imaging. 2020. V. 47. №. S1. P. 313-314.
152
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
РАЗРАБОТКА ПОДХОДА ПО ОСУШЕНИЮ ПРОБЫ
ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА ЧЕЛОВЕКА
И.А. Карпов, И.Л. Фуфурин, О.А. Небритова, П.П. Дёмкин,
Д.Р. Анфимов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
+79030084685, Ivan123121@mail.ru
Ключевые слова: выдыхаемый воздух, нафионовый осушитель,
инфракрасная спектроскопия, спектральный анализ.
В настоящий момент 6% от всего населения планеты больны
сахарным диабетом, 4% больны бронхиальной астмой. Актуальной
задачей
является
разработка
неинвазиного
метода
диагностирования этих и других болезней. В этой статье описан
подход подготовки проб выдыхаемого воздуха (ВВ) человека для
диагностирования вышеуказанных заболеваний с помощью метода,
основанного на инфракрасной лазерной спектроскопии.
В приведённой работе объектом исследований является
выдыхаемый воздух. С помощью ИК квантово-каскадного лазера
ставятся эксперименты с пробами ВВ для обнаружения в них
веществ-маркеров. Данные о присутствии некоторых веществ,
таких как ацетон, оксид азота и других в ВВ пациента можно
использовать для диагностирования у него таких заболеваний как
диабет, астма и т.д. [1].
Эта статья посвящена методу по исследованию ВВ, который
основывается на спектроскопии, а точнее на получении спектра ВВ
[2]. Необходимо точно определять спектральные линии веществмаркеров, содержащихся в малых концентрациях. Проблемой,
препятствующей спектральному анализу, является вода. Известно,
что у воды много спектральных линий.
153
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
Рис.1. Спектр пропускания воды по NIST
При получении спектра неосушенной пробы, вода создаёт шум,
который мешает определению веществ-маркеров. Именно поэтому
перед проведением эксперимента пробу необходимо осушать.
Существует много различных способов осушения проб ВВ,
такие как криоловушка, капиллярная колонка, адсорбционные
осушители и т.д. Для целей, преследуемых в этой работе, отлично
подходит нафионовый осушитель.
Такие осушители представляют собой конструкцию из двух
трубок, одна из которых находится внутри другой, подобно
теплообменнику. Влажный газ двигается по внутренней трубке,
выполненной из нафиона, омываемой сухим газом (в нашем случае
азотом). Движущей силой процесса является разность во
влажности этих двух потоков.
Экспериментально была посчитана степень осушения ВВ
нафионовым осушителем. Были рассчитаны несколько линий
полученных спектров, и с помощью закона Бугера-Ламберта-Бера
(1) [3] была подсчитана степень осушения ВВ нафионовым
осушителем.
𝐼 = 𝐼0 exp(−𝑎𝜆 𝐶𝑑).
(1)
Подводя итоги, можно сказать, что в приведённой работе был
выявлен и изучен наиболее подходящий метод осушения пробы ВВ
для её спектрального анализа с помощью ИК квантово-каскадного
лазера.
154
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
Литература
1. Fufurin I. et al. Deep Learning for Type 1 Diabetes Mellitus Diagnosis
Using Infrared Quantum Cascade Laser Spectroscopy //Materials. – 2022. – Т.
15. – №. 9. – С. 2984.
2. Anfimov D. R. et al. Design of an analyzer based on a quantum cascade
laser for substance identification by infrared reflected radiation //Integrated
Optics: Design, Devices, Systems and Applications VI. – SPIE, 2021. – Т.
11775. – С. 115-122.
3. Мальцев А.А. Молекулярная спектроскопия // Издательство
Московского университета, 1980. 97 с.
ПРИМЕНЕНИЕ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ
ИДЕНТИФИКАЦИИ ИНФРАКРАСНЫХ СПЕКТРОВ
ВЫДЫХАЕМОГО ЧЕЛОВЕКОМ ВОЗДУХА
А.А. Коноплева, Д.Р. Анфимов, И.Л. Фуфурин
МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва
+79774196551, konopleva.lady@mail.ru
Ключевые слова: инфракрасная спектроскопия, квантово-каскадный
лазер, анализ выдыхаемого воздуха, машинное обучение.
Хронические заболевания, такие как диабет, бронхиальная
астма и пневмония, относятся к числу наиболее социально
значимых заболеваний. Неинвазивная диагностика таких
заболеваний является одним из важнейших направлений развития
современной медицины. К таким методам относится анализ
выдыхаемого воздуха. Выдыхаемый воздух представляет собой
сложную газовую смесь, содержащую помимо атмосферных газов
продукты основного обмена (СО2, Н2О), а также множество
газообразных молекул в следовых количествах, некоторые из
которых можно использовать в качестве биомаркеров [1, 2].
155
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
На рис. 1 представлена оптическая схема экспериментальной
установки.
Рис. 1. Экспериментальная установка: 1 – квантово-каскадный лазер, 2
– плоское зеркало, 3 – фокусирующая линза, 4 – светоделитель, 5 –
видимый лазер, 6 – референтный фотоприёмник, 7 – плоское зеркало, 8 –
многоходовая кювета, 9 – плоское зеркало, 10 – сигнальный
фотоприёмник.
Основными элементами являются квантово-каскадный лазер
(ККЛ) и многоходовая кювета. В данной установке используется
ККЛ, так как у него достаточно широкая спектральная развертка,
что позволяет в ИК диапазоне идентифицировать наибольшее
количество веществ. Лазер построен по схеме Литтрова. Газовая
кювета типа Эрриорта позволяет получить 238 переотражений
лазерного луча и оптический путь 76 м.
В эксперименте всего приняли 168 волонтера. Волонтеры
делились по группам: здоровые, волонтеры с диабетом, волонтеры
с бронхиальной астмой и волонтеры с пневмонией. Разработанные
численные методы предназначены для классификации газовых
смесей и выявления биомаркеров [3-4].
В качестве методов машинного обучения были выбраны для
сравнения три метода: методов опорных векторов, метод
ближайших соседей, логистическая регрессия и метод случайного
леса [5]. Предварительно данные понижались методами PCA, LDA
и t-SNE. В таблице 1 представлены результаты классификации,
позволяющие сделать вывод, что сочетание относительно простого
и быстрого метода ИК-спектроскопии и возможности
идентификации молекул-биомаркеров с помощью машинного
156
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
обучения имеет высокий потенциал для дальнейшего применения в
медицине.
Таблица 1
Классификация методом логистической регрессии
Precision
Recall
Specifity
Здоровые
1.0
0.92
1.0
Диабет
0.87
1.0
0.91
Астма
1.0
0.71
1.0
Пневмония
0.67
1.0
0.97
Литература
1. A European Respiratory Society technical standard: exhaled biomarkers
in lung disease // DOI: 10.1183/13993003.00965-2016
2. Stepanov, E.V.; Kasoev, S.G. Multicomponent Analysis of Biomarkers in
Exhaled Air Using Diode Laser Spectroscopy. Opt. Spectrosc. 2019, 126, 736744. [CrossRef]
3. Igor L. Fufurin, Dmitriy R. Anfimov, Elizaveta R. Kareva, Anastasia V.
Scherbakova, Pavel P. Demkin, Andrey N. Morozov, and Igor S. Golyak
Numerical techniques for infrared spectra analysis of organic and inorganic
volatile compounds for biomedical applications //Optical Engineering 60(8),
082016 (2 March 2021). DOI: 10.1117/1.OE.60.8.082016
4. I. Fufurin, P. Berezhanskiy, I. Golyak, D. Anfimov, E. Kareva, A.
Scherbakova, P. Demkin, A. Nebritova, A. Morozov. Materials. 15(9),
2984(2022). DOI: https://doi.org/10.3390/ma15092984
5. Duda, R. O., Hart, P. E., & Stork, D. G. (2012). Pattern classification
157
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ В ОБРАБОТКЕ СПЕКТРОВ
КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ БИОПТАТОВ
ВНУТРИЧЕРЕПНЫХ ОПУХОЛЕЙ
А. Оспанов1, И.Д. Романишкин2, Т.А. Савельева1,2
Национальный исследовательский ядерный университет «Московский
инженерно-физический институт», Москва.
2
Федеральный исследовательский центр «Институт общей физики им.
А.М. Прохорова Российской академии наук», Москва .
1
E-mail:ospanovanuar99@gmail.com
Тел.: +79684112276
Ключевые слова: комбинационное рассеяние, кластерный анализ,
внутричерепные опухоли.
На сегодняшний день имеется ряд проблем в нейроонкологии,
подходы к которым могут осуществляться посредством
использования оптико-спектральных методов. Одной из подобных
проблем является сложность определения границ опухолей ввиду
особенности их роста. Глиальные опухоли прорастают в белое
вещество головного мозга вдоль кровеносных сосудов и нервных
волокон, что усложняет их удаление и приводит к высокой
вероятности
появления
рецидивов.
Спектроскопия
комбинационного рассеяния (КР) позволяет неинвазивно
анализировать химический состав биологической ткани с целью
определения
степени
ее
злокачественности.
Отсутствие
необходимости использования дополнительных красителей
является одним из преимуществ данного метода [1].
Однако из-за особенностей спектров КР, а именно, большого
число значимых пиков и меньшей, по сравнению с
флуоресцентным, интенсивности сигнала, спектры КР требуют
более сложной предобработки сигнала и статистического анализа
результатов. Для снижения размерности данных в работе [2]
158
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
применяется метод главных компонент (Principal component
analysis, PCA).
Авторы данной работы также применяли кластерный анализ для
анализа биоптатов внутричерепных опухолей, в частности, метод
k-средних (k-means) [3] и (из-за особенностей развития
внутричерепных опухолей, а именно, схожести в химическом
составе по некоторым данным) метод нечёткой кластеризации Ссредних (Fuzzy C Means Cluster Analysis, FCMCA), в котором
каждое наблюдение принадлежит более чем одному кластеру с
заданной вероятностью.
Рис.1. Метод нечёткой кластеризации С-средних. Число кластеров 4,
коэффициент распределения 0.14.
Литература
1. Романишкин И.Д., Оспанов А., Савельева Т.А., Шугай С.В.,
Горяйнов С.А., Павлова Г.В., Пронин И.Н., Лощенов В.Б.
Мультимодальный метод дифференциации тканей в нейроонкологии с
использованием
спектроскопии
комбинационного
рассеяния,
флуоресценции и диффузного отражения. Вопросы нейрохирургии имени
Н.Н. Бурденко. 2022;86(5):5–12. https://doi.org/10.17116/neiro202286055
2. Осьмаков И.А., Савельева Т.А., Лощенов В.Б., Горяйнов С.А.,
Потапов А.А. Кластерный анализ результатов интраоперационной
оптической спектроскопической диагностики в нейрохирургии глиальных
опухолей головного мозга // Biomedical photonics. – 2018. – Т. 7, № 4 . – С.
23–34. doi: 10.24931/2413–9432–2018–7–4–23–34.
159
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
3. Physics, Engineering and Technologies for Biomedicine. The 7-th
International Sym-posium and School for Young Scientists November 19-24,
2022: Programme. Book of Abstracts. Мoscow MEPhI, 2022.− 216 p.
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИСМУТА В
ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЕ
А.В.Рудый1,2, А.А.Фроня1,2, И.Н. Завестовская1,2
1
Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, г.
Москва
2
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г.
Москва
+7-(902)-886-54-31, AVRudyi@mephi.ru
Ключевые слова: ядерная медицина, радионуклиды, висмут,
тераностика.
Данная работа посвящена исследованию наночастиц висмута и его
свойств, с последующей оценкой перспектив использования в ядерной
медицине. Затрагиваются проблемы в изучении и разработке таких
материалов.
Соединения висмута используются в медицине на протяжении
более двухсот лет для лечения широкого спектра заболеваний как
внутренних органов, ушей, глаз, кожи, так и инфекционных,
паразитических, венерических [1]. Сведения об используемых и
перспективных
для
медицины
соединениях
висмута
рассредоточены в научных, медицинских работах, в ряде случаев с
ограниченным доступом, что затрудняет их использование
специалистами [2].
Ядерная медицина, использующая радионуклиды для
диагностических и терапевтических целей, в настоящее время
развивается
чрезвычайно
интенсивно.
Терапевтическое
воздействие радионуклидов обусловлено деструктивным по
160
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
отношению к раковым клеткам ионизирующим излучением.
Альфа-эмиттеры, будучи доставленными к клеткам опухоли с
использованием векторов адресной доставки, обеспечивают их
разрушение при минимальном поражении окружающих органов.
Это позволяет адресно уничтожать опухоли в начальной стадии
развития. Среди ряда потенциально применимых альфа-эмиттеров,
Bi является одним из наиболее перспективных.
Радионуклиды 212Bi, 213Bi относят к перспективным с точки
зрения терапии рака [3]. Он обладает оптимальными
характеристиками для использования в ядерной медицине:
удобный период полураспада, приемлемая энергия альфа- или
бетта-частиц. Сравнительно небольшая длина пробега заряженных
частиц в биологических тканях при локализации значительного
количества атомов радионуклида в непосредственной близости от
опухолевой клетки обеспечивает избирательное уничтожение
опухоли при минимальном повреждении окружающих тканей.
Кроме того, 212Bi, 213Bi одновременно с заряженными частицами
испускают и гамма-кванты, эти радионуклиды подходят как для
диагностики и локализации, так и для терапии злокачественных
новообразований. Таким образом, их можно использовать в
тераностике – одновременное использование для диагностики и
терапии, без использования дополнительных методов, а также
позволяет изучать их фармакокинетику. Исследования в области
синтеза, функционализации, биораспределения, токсичности,
эффективности препаратов на основе вистума для ядерной
медицины является важным практическим вопросом.
Литература
1. Юхин, Ю.М. Висмут и его соединения в медицине / Ю.М. Юхин,
Е.С. Коледова, О.А. Логутенко. – Москва : РАН, 2022. – 234 с. – ISBN
978-5-907366-96-1.
2. Medical Applications of Metallic Bismuth Nanoparticles / Catherine
Gomez, Gauthier Hallot, Sophie Laurent, Marc Port // Pharmaceutics. – 2021. –
Т. 13, № 11. – С. 1-6. – ISSN 1311-1793
3. Нуртдинов, Р.Ф. Получение радиофармацевтических препаратов
направленного действия, меченных радионуклидами висмута и лютеция :
161
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
специальность 02.00.01 – Неорганическая химия : диссертация на
соискание ученой степени кандидата химических наук / Нуртдинов
Руслан Фаритович. – Москва, 2017. – 138 с.
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЭЛЕКТРОДОВ КАРДИОСТИМУЛЯТОРОВ С
ПОКРЫТИЯМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Ю.И. Рукина1,2, М.Ю. Нагель1, О.И. Обрезков1,
Ю.В. Мартыненко1,2
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»,
Москва, Россия
2
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва,
Россия
89856460550 rukina_yi@nrcki.ru.
1
Ключевые
слова:
электрический слой.
электроды
кардиостимуляторов,
двойной
Представлены результаты исследований и опыт создания
биосовместимых функциональных покрытий для деталей
имплантируемых
эндокардиальных
электродов
электрокардиостимуляторов (ЭКС). Целью работы было создать
методику определения важных электрофизических характеристик
для сравнения образцов с различными покрытиями и изучить
физические процессы, происходящие при протекании тока через
границу раздела фаз электрод/электролит. Измерения ёмкости
двойного электрического слоя (ДЭС) в стационарном режиме
позволили определить эффективную площадь поверхности
электрода, которая для развитой поверхности превосходит
геометрическую площадь. Это важно, поскольку увеличение
эффективной площади поверхности приводит к увеличению
ёмкости ДЭС [1, 2] и улучшает характеристики электрода [3].
Значения
эффективной
площади,
полученные
из
162
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
электрофизических измерений, сравниваются с данными атомносилового микроскопа (АСМ).
Проведены исследования электрофизических характеристик
электродов при подаче на электрод прямоугольных импульсов
напряжения, имитирующих импульсы кардиостимулятора в
физрастворе (0,9% NaCl), имитирующем межклеточную жидкость
[4]. Определяются ёмкость ДЭС, формирующегося при контакте
электрода и физраствора, ток Фарадея через ДЭС, импеданс и
энергетический КПД ДЭС.
Сравниваются электрофизические характеристики электродов с
разными покрытиями. В данной работе исследованы образцы с
покрытиями, полученными с помощью вакуумно-дугового
испарения. Представлена установка «Микромед» для получения
покрытий на кардиоэлектроды и архитектура многослойных
покрытий на кардиоэлектроды.
Изучение электрофизических характеристик позволяет полнее
описать процессы, протекающие в приэлектродной области ЭКС,
составить метод проверки электродов, дающий более развёрнутую
информацию о характеристиках, важных для эффективной работы
ЭКС.
Литература
1. Шальдах М. Электрокардиотерапия - СПб. -Изд. «Северо-Запад». 1992. -256 с.
2. Specht H.//- Proceedings of the Materials and Processes for Medical
Devices Conference 2006, P. 169-173
3. Norlin A., Pan J., Leygraf C.// Biomolecular Engineering 2002, P. 67-71
4. Обрезков О.И., Базылев В.А., Мартыненко Ю.В., Нагель М.Ю.
//Медицинская техника 2022 г. №1.- C. 33-36.
163
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РЕАКТОРА МБИР ДЛЯ НЕЙТРОНОЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ
А.В. Шовиков1, М.В. Кащеев2,
1
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
2
ООО ЭНИМЦ «Моделирующие системы», г. Обнинск
+7(910) 514-17-71, shovikov.artur@gmail.com
Ключевые слова: нейтронозахватная терапия, реактор для медицинских
целей, источники нейтронов, МБИР.
Строящаяся в Димитровграде на территории АО «ГНЦ НИИАР»
исследовательская ядерная установка с многоцелевым быстрым
исследовательским реактором (МБИР) предназначена в том числе
для обеспечения проведения прикладных исследований с
использованием реакторных излучений, включая нейтронные
пучки для медицинских целей. Для реализации этих экспериментов
за корпусом реактора предусмотрены горизонтальные каналы для
вывода нейтронных пучков из реактора [1].
Перспективным
видом
лучевой
терапии
является
нейтронозахватная терапия. Для успешной реализации этого
нейтр
метода нейтронный пучок с плотностью потока 109 см2 ∙с должен
обладать также определенными параметрами – качеством
излучения,
пространственно-временной
и
энергетической
стабильностью, глубиной проникновения в ткань, геометрическим
сечением, а также определенной мощностью дозы [2].
Необходимого качества нейтроны можно получить на реакторе
МБИР путем замедления первичных, быстрых нейтронов до
эпитепловой области энергий (от 0,4 эВ до 10 кэВ). Для
формирования пучка с необходимым спектром энергии и
незначительным влиянием γ-добавки на пути распространения
нейтронов
устанавливают
специальные
модификаторы,
коллиматоры и фильтры [3].
164
Инженерно-физические подходы в современной медицине
и биологии
Идея нейтронозахватной терапии была предложена ещё в
1936 г., разработка технологий для клинического применения
проводилась во многих научных центрах Японии, США,
Финляндии, Нидерландов, Чехии, Швеции, Италии, Тайваня,
Аргентины, а также России. Однако некоторые реакторы для
медицинских целей были остановлены по тем или иным причинам,
какие-то проекты так и не были реализованы и остались только на
бумаге. В настоящее время спрос на лечение некоторых
специфических видов рака не удовлетворяется имеющимися
установками. Для реализации технологии нейтронозахватной
терапии необходимо решить несколько проблем, одна из которых –
определение состава и конфигурации коллимационной системы,
фокусирующей и направляющей пучки нейтронов в место
локализации опухоли. Для некоторых установок состав и
параметры фильтров и коллиматоров известны, но для реактора
МБИР подобные исследования будут проводиться впервые.
Моделирование канала вывода пучка осуществляется с помощью
программного комплекса Serpent, в котором реализован метод
Монте-Карло. В результате расчётов будут получены оптимальная
конфигурация коллимационной системы в горизонтальном канале
реактора, а также ее состав и параметры. Выполненная работа
позволит в будущем использовать реактор МБИР для проведения
нейтронозахватной терапии онкологических заболеваний, в
частности, мультиформных глиобластом.
Литература
1.
Промежуточный
отчет
по
обоснованию
безопасности.
Исследовательская ядерная установка с многоцелевым быстрым
исследовательским реактором (ИЯУ МБИР). Димитровград: АО «ГНЦ
НИИАР», 2014.
2. Кураченко Ю.А., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Критерии
качества нейтронных пучков для лучевой терапии // Известия вузов.
Ядерная энергетика. 2008. № 1. С. 139–149.
3. Купленников Э.Л. Пучки нейтронов для терапии: Обзор / Э.Л.
Купленников, А.Н. Довбня, Ю.Н. Телегин, В.А. Цымбал, С.С. Кандыбей.
Харьков: ННЦ ХФТИ, 2011. 31 с
165
Секция
«Наноструктурная электроника,
фотоника и
молекулярная физика»
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОР
ПО РАЗМЕРАМ. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЕРИМЕНТА.
В.Д. Асафова, С.А. Бортникова, С.А. Кулаков, А.А. Белогорлов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Россия,
115409, Москва, Каширское шоссе, 31.
*
+7(995)782-70–18, asafovalera@gmail.com
Ключевые слова: нанопористые материалы, несмачивающая
жидкость, функция распределения пор по размерам.
В последние десятилетия наблюдается повышенный интерес к
наноматериалам, особенно к возможности управлять их свойствами
за счёт формирования заданных структурных характеристик. Это
обусловлено тем, что данные материалы обладают уникальными
свойствами
в
различных
приложениях:
значительная
диффузионная
проницаемость,
малое
гидродинамическое
сопротивление,
фильтрующая
способность,
способность
интеграции с биологическими тканями, высокие адсорбционные
свойства и др. Основными характеристиками пористых материалов
принято считать удельный объём пор, удельную площадь
поверхности пор, пористость и функцию распределения пор по
размерам.
Наибольший
интерес
представляет
функция
распределения пор по размерам, позволяющая оценивать
транспортные свойства материала по отношению к газам и
жидкостям. Классическими методами для получения функции
распределения пор по размерам являются адсорбция – десорбция
газов и ртутная (жидкостная) порометрия.
Целью работы является определение влияния массы образца,
температуры, скорости изменения объёма системы на процессы
заполнения–вытекания в системе нанопористый материал –
несмачивающая жидкость, а также на восстановление функции
распределения пор по размерам.
167
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
Для определения функций распределения пор по размерам были
проведены серии экспериментов заполнения – вытекания в системе
нанопористый материал – несмачивающая жидкость: при
постоянной температуре 20℃ для разных масс 0.5 – 5 г., при
температурах 20, 40 и 60℃ для образца одной массы, при разной
скорости изменения объёма для образца одной массы при
температуре 20℃. В качестве нанопористого материала был
выбран гидрофобизированный нанопористый силикагель Fluka 100
C18 (60759-50G) производства Sigma-Aldrich. В качестве
несмачивающей жидкости использовалась деионизированная
дистиллированная вода.
В результате были получены типичные экспериментальные
зависимости заполнения – вытекания в рамках метода жидкостной
порометрии [1]. Согласно работе [2] были восстановлены функции
распределения
пор
по
размерам
в
приближении
квазицилиндрических пор и проведено их сравнение.
Полученные результаты могут быть использованы в
дальнейшем для создания 3D моделей нанопористых материалов и
упростить моделирование процессов в них.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного
фонда № 23-29-00352, https://rscf.ru/project/23-29-00352/.
Литература
1. Белогорлов А.А., Грехов А.М., Исследование пористых систем
методом жидкостной порометрии. Лабораторная работа., МИФИ., Москва
2011.
2. The distribution of captured non-wetting liquid dispersed in nanoporous
medium recovery method/ A.A. Belogorlov, V.D. Borman, S.A. Bortnikova,
V.N. Tronin // Conference Series 751. 2016. 012030
168
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
ЭЛЕКТРОННЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИАМАНОВ
НА ОСНОВЕ НОВЫХ АЛЛОТРОПОВ ГРАФЕНА
Ю.А. Бауетдинов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ,
Россия, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31
+7(965) 344-15-85, yabauetdinov@gmail.com
Ключевые слова: диаман, теория функционала плотности, электронная
структура.
В последние годы было исследовано много двухслойных вандер-Ваальсовых структур на основе графена и других 2D
материалов [1]. Менее изученными остаются двухслойные
алмазоподобные структуры - диаманы, которые содержат
межслойные связи и sp3-гибридизированные атомы углерода. В
недавней работе [2] были исследованы муаровые диаманы. Это
исследование показало, что они имеют запрещенные зоны больше
4 эВ, что сильно превышает соответствующие значения для
классических диаманов со структурами AA и AB. Наличие
большого количества резких пиков на графике плотности
электронных
состояний,
а
также
уплощенные
зоны
свидетельствуют о применимости диаманов в оптических и
оптоэлектронных устройствах.
В настоящей работе мы исследовали структуру и свойства
диаманов, составленных из неклассических аллотропов графена. В
отличии от обычного графена, его аллотропы содержат не только
шестиугольники, но и n-угольники (n меняется от 4 до 8 и более).
Они обладают более высокой химической активностью благодаря
напряженному скелету. Большинство аллотропов имеют такие же
хорошие механические свойства, как и обычный графен, в то время
как их электронные и оптические свойства варьируются в широких
пределах в зависимости от структуры слоя. В частности, многие
аллотропы имеют в отличии от графена ненулевую ширину
запрещенной зоны. Свойства диаманов, которые могут быть
получены из таких аллотропов, ранее не исследовались.
169
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
Мы рассмотрели 109 аллотропов графена и выбрали из них 10,
пригодных для формирования диаманов. На их основе были
сконструированы диамана с типом упаковки слоёв AA.
Полученные структуры были оптимизированы при помощи
неортогональной модели сильной связи [3]. Одна из
оптимизированных структур показана на рис. 1. Было показано, что
они соответствуют минимумам потенциальной энергии, то есть
стабильны при нулевой температуре. В дальнейшем мы планируем
исследовать их термическую устойчивость, а также механические,
оптические и электронные свойства.
Рис. 1. Структура диамана, построенного на основе графдиена.
Литература
1. K. Zollner, M. Gmitra, J. Fabian, Heterostructures of graphene and hBN:
electronic, spin-orbit, and spin relaxation properties from first principles. Phys.
Rev. B. 99 (2019) 125151.
2. L.A. Chernozatonskii, K.P. Katin, V.A. Demin, M.M. Maslov, Moiré
diamanes based on the hydrogenated or fluorinated twisted bigraphene: The
features of atomic and electronic structures, Raman and infrared spectra. Appl.
Surf. Sci. 537 (2021) 148011.
3. M.M. Maslov, A.I. Podlivaev, K.P. Katin. Non-orthogonal tight-binding
model with H-C-N-O parametrisation. Mol. Simul. 42 (2016) 605-611.
170
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
РЕЛАКСАЦИЯ НЕСМАЧИВАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ
ДИСПЕРГИРОВАННОЙ В НАНОПОРИСТОММАТЕРИАЛЕ
ПРИ ЧАСТИЧНОМ ЗАПОЛНЕНИИ
С.А. Бортникова, А.А. Белогорлов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Россия,
115409, Москва, Каширское шоссе, 31.
+79854191613,SABortnikova@mephi.ru
Ключевые слова: нанопористыйматериал, несмачивающая жидкость,
невытекание, релаксация.
Системы,
состоящие
из
нанопористогоматериала
и
несмачивающей жидкости,в настоящее время имеют широкий
спектр применения от поглощения и аккумулирования
механической энергии удара [1] до средств доставки
лекарственных препаратов [2]. В работе [3] было установлено, что
при достижении определенной критической степени заполнения и
последующего уменьшения до нуля избыточного давления
происходит
переход
диспергирования
и
часть
несмачивающейжидкости может остаться в неупорядоченном
пористомматериале. Согласно [4] захват несмачивающей жидкости
обусловлен эффектом «притяжения» кластеров жидкости в
соседних заполненных порах. При ожидании времени, после
снятия избыточного давления в системе, наблюдается релаксация
несмачивающей жидкости диспергированной в пространстве
нанопористогоматериала. Кластеры жидкости в порах, время
распада которых порядка времени гидродинамического вытекания
жидкости,были названы «быстрыми» состояниями. Кластеры
жидкости в порах, время распада которых больше времени
гидродинамического вытекания – «медленными» состояниями.
В
настоящей
работе
представлены
результаты
экспериментального исследования«быстрых» и «медленных»
состояний кластеров жидкости в порах в условиях частичного
заполнения для системы гидрофобизированный нанопористый
силикагель Fluka 100 C18 (60759-50G) производства Sigma-Aldrich
171
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
- деионизованная дистиллированная вода.Обнаружено, что во всех
проведенных экспериментах вытекание жидкости проходило в два
этапа: на первом этапе быстрой релаксации характерное время
вытекания составляет несколько секунд, на втором этапе
медленнойрелаксации характерное время порядка 102-104секунд.
Установлено, что «быстрые» состояния наблюдаются при любом
начальном заполнении, и доля этих состояний увеличивается как
при увеличении температуры, так и при увеличении начальной
степени заполнения нанопористогоматериала несмачивающей
жидкостью.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного
фонда № 23-29-00352, https://rscf.ru/project/23-29-00352/.
Литература
1. Belogorlov A.A., Borman V.D., Khlistunov I.A., Tronin V.N. and
Neimark A.V., 2021. Suspensions of lyophobic nanoporous particles as smart
materials for energy absorption. JournalofColloidandInterfaceScience, 600,
pp.229-242.
2. Application of phenomenon of anomalously slow relaxation of a nonwetting liquid dispersed in the pore space for drug delivery / A. Belogorlov, S.
Bortnikova, S. Kulakov [et al.] // Physics, Engineering and Technologies for
Biomedicine : The The 6-th International Symposium and Schools for Young
Scientists on Physics, Engineering and Technologies for Biomedicine,
Moscow,
20–24
ноября
2021
года.
–
Moscow:
Национальныйисследовательскийядерныйуниверситет "МИФИ", 2021. –
P. 110-111. – EDN JTBVBE.
3. Borman, Vladimir Dmitrievich, et al. "Observation of a dispersion
transition and the stability of a liquid in a nanoporous medium." JETP letters
95 (2012): 511-514
4. Borman, V.D., Belogorlov, A.A., Byrkin, V.A. and Tronin, V.N.,
2013. Kinetics of the dispersion transition and nonergodicity of a system
consisting of a disordered porous medium and a nonwetting liquid.
PhysicalReview E, 88(5), p.052116.
172
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
ИССЛЕДОВАНИЕ КВАНТОВЫХ БИЕНИЙ В ТОЛСТОЙ
КВАНТОВОЙ ЯМЕ INGAAS/GAAS МЕТОДОМ
ФОТОННОГО ЭХА
А.А.Бутюгина, Р.С.Назаров, Ю.В.Капитонов
Санкт-Петербургский государственный университет,
Санкт-Петербург
8(917)286-09-67, st068699@student.spbu.ru
Ключевые слова: фотонное эхо, квантовые биения, квантовая яма.
Эксперимент по фотонному эху является важным методом для
исследования динамики квантовых систем. Он позволяет
наблюдать и изучать интерференцию квантовых состояний, что
невозможно с помощью других методов. Толстые квантовые ямы
обладают набором энергетических уровней, связанных с
квантованием поступательного движения экситона, что является
необходимым условием для возникновения квантовых биений –
явления, важного для понимания квантовой запутанности, лазерной
генерации без инверсии заселенностей и создания ультрабыстрых
оптических приборов [1].
В настоящей работе мы представляем результаты эксперимента
по фотонному эху в толстой квантовой яме GaAs/InGaAs. В
эксперименте использовалась схема фотонного эха с двумя
импульсами, которая позволяет управлять поляризацией и
интенсивностью импульсов независимо друг от друга. Для
детектирования фотонного эха использовался гетеродинный приём
с тройным синхронным детектированием. Для генерации фотонов
использовался перестраиваемый импульсный титан-сапфировый
лазер. Образец был охлажден до температуры 1,5 К.
На рис. 1 представлены зависимости амплитуды фотонного эха
от временных задержек.
173
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
Рис.1. (а) Зависимость амплитуды фотонного эха от времени между
возбуждающими импульсами τ12 и временем детектирования τref. (b)
Амплитуда фотонного эха при фиксированной разнице между τ 12 и τref
Из экспериментальных данных следует, что биения,
наблюдаемые в нашей работе, связаны с квантовыми биениями (в
англоязычной литературе – QB) в толстой квантовой яме, а не с
классической интерференцией света на детекторе сигнала (PI). Это
было установлено при помощи анализа спектральных зависимостей
и временных характеристик биений (рис. 1). Результаты являются
важным вкладом в понимание физики толстых квантовых ям и
могут иметь практические применения в квантовых технологиях, в
частности, при создании долгоживущей оптической памяти на
основе эффекта фотонного эха [2].
Литература
1. Sim, S., Lee, D., Trifonov, A.V. et al. Ultrafast quantum beats of
anisotropic excitons in atomically thin ReS2. Nature Communications. (2018).
2. Langer, L. Bayer, M. et al. Access to long-term optical memories using
photon echoes retrieved from semiconductor spins. Nature Photonics. (2014).
174
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
РЕЗОНАНСНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСЕЙ ГАЗА
АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНОЙ В СВЕРХСИЛЬНЫХ
ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХ
Д.Н. Джуля, С.В. Боговалов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Кафедра Молекулярной физики, Москва
+7(900)358-11-49, denis.dzhulya@mail.ru
Ключевые слова: волны, сверхсильные центробежные поля, разделение
газовых смесей.
Сверхсильные центробежные поля ~ 106 g широко используются
для разделения смесей газов различных составов. Отклонение от
положения равновесия произвольной частицы вращающегося газа
в любом направлении вызывает отклонение в радиальном и
азимутальном направлениях в таком центробежном поле. Тем не
менее, в таких условиях вдоль аксиального направления может
распространятся обычная продольная акустическая волна со
скоростью звука [1]. Мы рассмотрели физические механизмы, в
которых такая волна может повлиять на разделение компонент
бинарной газовой смеси.
Было обнаружено новое явление
резонансного
разделения бинарной смеси в аксиальном
направлении. Оно возникает из-за возбуждения радиальной и
азимутальной скоростей за счёт молекулярной вязкости при
прохождении через газ бегущей акустической волны. Радиальная
неоднородность концентрации газа
приводит к тому, что
одновременные колебания в радиальном и аксиальном
направлении формируют перенос лёгкой и тяжёлой компонент в
противоположных направлениях вдоль оси вращения газа.
Формируется неоднородное распределение концентраций. Это
явление имеет резонансный характер на частоте собственных
радиальных колебаний газа, обусловленных его инерцией и
175
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
плавучестью. Нами даны оценки возникающего аксиального
градиента концентрации в точке резонанса.
Литература
1. S. Bogovalov, V. Kislov, and I. Tronin, “Waves in strong centrifugal
fields: dissipationless gas,” Theoretical and Computational Fluid Dynamics,
vol. 29, no. 1, pp. 111–125, 2015
ОБЗОР ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭФФЕКТА НИЗКОЙ
ИНТЕНИСВНОСТИ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
ПРИБОРАХ БИПОЛЯРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Жуков А.И.,1, Першенков В.С.2, Родин А.С.2
1
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
+79053277116, aizhukov@mephi.ru
Ключевые слова: Радиационная
интенсивности, биполярные приборы.
стойкость,
эффект
низкой
Необходимость
обеспечения
бесперебойной
работы
спутниковых систем навигации, а также исследования различного
рода космических объектов требуют создания электронного
оборудования,
имеющего
возможность
долговременного
функционирования в условиях воздействия факторов космического
пространства. Одним из таких факторов является воздействие на
изделия
электронной
техники
космических
аппаратов
ионизирующего излучения.
В составе радиоэлектронной аппаратуры, предназначенной для
эксплуатации в условиях космического пространства, широко
используются различные классы изделий электронной техники
биполярной технологии. Радиационная деградация современных
биполярных изделий электронной техники связана с уменьшением
176
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
коэффициента
усиления
биполярных
транзисторов,
что
обусловлено увеличением тока поверхностной рекомбинации.
Процесс рекомбинации осуществляется на дефектах границы
окисел - полупроводник и связан с накоплением положительного
заряда в объёме окисла, а увеличение рекомбинационных потерь
связано со встраиванием поверхностных состояний на границе
раздела окисел-полупроводник. Данные процессы являются
определяющими при рассмотрении радиационных дозовых
эффектов во всех полупроводниковых приборах биполярной
технологии.
Необходимость
обеспечения
длительных
периодов
эксплуатации данных приборов в экстремальных условиях космоса
требует учёта фактической интенсивности радиационного
воздействия при прогнозировании сроков работоспособности
космических аппаратов на орбите Земли. Для биполярных изделий
электронной техники характерен эффект низкой интенсивности [13], ограничивающий срок службы интегральных микросхем в
составе бортовой космической аппаратуры и проявляющийся в
ухудшении электрических характеристик полупроводниковых
приборов при снижении интенсивности ионизирующего излучения.
Рассмотренные в работе физические модели эффекта низкой
интенсивности и существующие на сегодняшний день стандарты
проведения радиационных испытаний [4, 5] имеют существенные
недостатки. Как известно, в реальных условиях эксплуатации
космические аппараты, пересекая радиационные пояса Земли,
находятся в условиях воздействия периодически изменяющейся
интенсивности облучения, а температура эксплуатации может
меняться произвольным образом, периодически приближаясь к
границам рабочего диапазона. Единственной на данный момент
физической моделью, имеющей всего четыре подстроечных
параметра, экспериментальная экстракция которых технически
реализуема является конверсионная модель.
177
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
Литература
1. V S. Anashin ; V S. Pershenkov ; A S. Bakerenkov ; P.A. Chubunov ;
A.V. Solomatin ; A.S. Rodin ; V. A. Felitsyn.Experimental Technique for
Determination of ELDRS-Free Devices //RADECS, Pages 1 – 4, 2015.
2. J.L. Titus ; D. Emily ; J.F. Krieg ; T. Turflinger ; R.L. Pease ; A.
Campbell. Enhanced low dose rate sensitivity (ELDRS) of linear circuits in a
space environment // IEEE Transactions on Nuclear Science vol. 46, no. 6,
1999.
3. Ronald L. Pease ; Ronald D. Schrimpf ; Daniel M. Fleetwood. ELDRS in
bipolar linear circuits: A review // RADECS, Pages 18 – 32, 2008.
4. MIL-STD-883-H, Test Method 1019.8, Ionizing Radiation (Total Dose)
Test Procedure Feb. 26, 2010.
5. ESCC Basic Specification No. 22900, European Space Agency, Issue 5,
2016.
178
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
СТРУКТУРНЫЕ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ КАРБИДА КРЕМНИЯ,
ПОЛУЧЕННЫХ СУБЛИМАЦИОННЫМ СЭНДВИЧМЕТОДОМ
Т.А. Коновалова1, М.Э. Бузоверя1,2, Скворцов Д.А.3, Сидоров Р.И.3,
Неверов В.А.3
СарФТИ НИЯУ МИФИ, Саров
2
РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров
3
МГУ им. Н.П. Огарева, НИЛ «Синтез и обработка монокристаллов
карбида кремния», Саранск
89524442167, konovalova0720@gmail.com
1
Ключевые слова: Карбид кремния, эпитаксиальные пленки, АСМ.
В последнее время наблюдается интенсивное изучение
пленочных структур карбида кремния, на основе которых могут
быть реализованы различные типы датчиков физических
параметров (температуры, радиации, магнитного поля и др.) и
электронные приборы
нового поколения [1]. Однако, есть
трудности в получении высококачественных эпитаксиальных
пленок большой площади. Поэтому при отработке технологии
получения эпислоев карбида кремния стоит вопрос контроля
качества с применением современных высокоразрешающих
методов исследования наноструктур и свойств покрытий. Широкие
возможности в исследовании структуры и локальных физикомеханических свойств пленок предоставляет атомно-силовая
микроскопия (АСМ). Цель работы – исследование возможности
АСМ в оценке качества эпислоев, полученных сублимационным
сэндвич-методом на 4H-SiC (4о off-cut) подложке в вакууме.
В
работе
приведены
результаты
АСМ-исследования
поверхности ЭС SiC, полученных в высокотемпературной ростовой
установке с индукционным нагревателем Basic-T при различных
конфигурациях источника паров (ИП) и позиции эпитаксиальной
179
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
поверхности (ЭП) относительно нагревателя. Исследование
образцов проводилось на СЗМ «Solver Next» (ОАО «НТ-МДТ») в
нескольких модах АСМ-микроскопии без смены кантилевера:
топография; фазовый контраст; токовая и силовая спектроскопия.
Получены и проанализированы АСМ-сканы ЭП образцов ЭС
SiC (рис. 1). Выявлены и описаны основные дефекты ЭП слоев.
Проведен поиск критериев количественной оценки структуры ЭС
SiC. Сняты локальные механические и токовые характеристики.
а
б
Рис. 1. АСМ-сканы ЭП образцов ЭС SiC, размером 10×10мкм; вставка
размер3х3мкм:
а - Epi-2;б- Epi-3
Анализ состояния ЭП и режимов роста ЭС показал, что
наибольшее влияние на морфологию ступеней и появление
кубической (3С) фазы оказывает положение ЭП относительно
нагревателя и динамика изменения стехиометрии паров с
преимущественной конденсацией жидкого Si при истощении ИП,
соответственно.
Литература
1. Афанасьев А.В. и др. Анализ эпитаксии карбида кремния из газовой
фазы как базового процесса в технологии силовой электроники/ Известия
вузов. 2020, 25(6), см 483-496.
496.
180
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ НА
ЭЛЕКТРОННЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАФЕНА
НА ПОДЛОЖКЕ ИЗ ДИТЕЛУРИДА МОЛИБДЕНА
П.А.Кулямин
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
8-(905)-582-00-63, kulyamin.pavel@gmail.com
Ключевые слова: графен, дителлурид молибдена, диэлектрическая
щель.
Графен является перспективным материалом для использования
в высокоскоростных коммутационных устройствах [1,2], благодаря
ряду уникальных свойств: аномально высокая подвижность
носителей заряда, механическая прочность. Однако у графена
отсутствует запрещенная зона, что является серьезным
препятствием для создания таких устройств на его основе. Одним
из способов создания запрещенной зоны в графене – это создание
на его основе сложных композитных структур.
Настоящее исследование направлено на изучение влияния
структурных деформаций на величину диэлектрической щели у
графена на подложке из дителлурида молибдена, а также на его
оптические свойства.
Все необходимые расчеты были проведены с использованием
программного пакета QuantumEspresso [3]. Гетероструктура
графен/ 𝑇𝑒2 𝑀𝑜 моделируется с помощью суперячейки, которая
содержит один монослой 𝑇𝑒2 𝑀𝑜 и один монослой графена.
Полученная кристаллическая структура представлена на рис.1.
Параметры решетки графена и 𝑇𝑒2 𝑀𝑜 составляют 2,44 Å и 3,57
Å, соответственно. Были использованы суперячейки 2x2 из 𝑇𝑒2 𝑀𝑜
и суперячейки 9x9 из графена. Данные гибридные структуры могут
быть приняты за минимальный размер из-за наименьшей
соизмеримости. Искусственная деформация, введенная для
согласования параметров решетки, не влияет на основные выводы.
Эффект небольшого несоответствия решетки на электронную
структуру был хорошо продемонстрирован и описан в недавних
181
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
расчетах для подобных гибридных структур на основе графена [4,
5].
Рис. 1 Кристаллическая структура графена на подложке из 𝑇𝑒2 𝑀𝑜
С целью описания изучаемой системы было исследовано
влияние структурных деформаций (растяжение, сжатие) на размер
диэлектрической щели, а также на изменение рамановских и ИК
спектров. Наибольшая диэлектрическая щель (0.8 eV) была
получена при сжатии на 8 %.
Литература
1. L. Britnell, R. V. Gorbachev, R. Jalil. Field-effect tunneling transistor
based on vertical134 graphene heterostructures. Science, 335(6071), 2012
2. V. M. Karpan, G. Giovannetti, P. A. Khomyakov. Graphite and
graphene as perfect spin filters.137 Phys. Rev. Lett., 99:176602, Oct 2007.
3. P. Giannozzi et al., J. Phys.:Condens. Matter 29 465901 (2017)
4. Yandong Ma, Ying Dai, Wei Wei. First-160 principles study of the
graphene@mose2 heterobilayers. The Journal of Physical Chemistry161 C,
115(41):20237–20241, Oct 2011
5. Thanh Cuong Nguyen, Minoru Otani, and Susumu Okada.
Semiconducting electronic property of graphene adsorbed on (0001) surfaces of
sio2. Phys. Rev. Lett., 106:106801, Mar 2011.
182
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
ТГЦ ЛИНЗЫ НА ОСНОВЕ SBS, СОЗДАННЫЕ С ПОМОЩЬЮ
3D-ПЕЧАТИ
C.А. Ларионов, А.А. Чистяков
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
конт. тел.: +7(904)187-06-29
e-mail докладчика: sem.larion001@mail.ru
Ключевые слова: терагерцовое излучение, оптические элементы, ТГц
линзы.
Терагерцовое (ТГц) излучение находится в диапазоне частот от
0,3 до 10 ТГц (длина волны 1 мм – 30 мкм).
Оно является неионизирующим, слабо поглощается в различных
диэлектрических материалах - ткань, бумага, пластмассы и т.д. При
этом в ТГц диапазоне находятся характеристические полосы
поглощения многих сложных органических соединений, что делает
возможным их идентификацию методами ТГц спектроскопии.
Указанные свойства делают использование ТГц излучения
перспективным в медицине, системах досмотра, неразрушающем
контроле, высокоскоростных системах связи нового поколения и
т.д.
Для развития применения ТГц излучения необходимо
использование эффективных оптических элементов, таких как
линзы, волновые пластинки, волноводы и т.д. Среди этих
компонентов линзы являются основными оптическими элементами
в ТГц системах визуализации и спектроскопии.
Таким образом, создание линз для ТГц диапазона на основе
дешёвых материалов, таких как, например, полимеры для 3Dпечати, является актуальной задачей с большой практической
ценностью.
Технологии 3D-печати достигли в настоящее время
возможности создания объектов с пространственным разрешением
183
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
несколько десятков микрон [1]. При этом высокая прозрачность
материалов для ТГц излучения, используемых в 3D-принтерах,
делает их пригодными для производства печатных оптических
элементов ТГц диапазона [2,3].
В настоящей работе изготовлена плосковыпуклая ТГц линза из
стирол-бутадиен сополимера (SBS) методом наплавления (FDM) на
3D-принтере. С целью уменьшения оптических аберраций
проводилась
оптимизация
поверхности
линзы
методом
трассировки лучей. Также в ходе работы производилась
оптимизация параметров 3D-печати.
Методом терагерцового радиовидения с использованием ТГц
источника на основе лавинно-пролетного диода 0,3 ТГц (Terasense
Group Inc.) и ТГц видеокамеры (INO) измерены интенсивность
излучения и ширина пятна при фокусировке ТГц пучка с помощью
созданной линзы и с помощью её коммерчески доступного аналога
– линзы из полиметилпентена (TPX).
Как показали результаты, в обоих случаях ширина пятна
фокусировки оказалась практически одинаковой. При этом
интенсивность ТГц излучения в случае использования
изготовленной линзы на ~20% уступает коммерческой. Тем не
менее, изготовленная линза обладает рядом преимуществ:
прозрачность в видимом диапазоне и низкая себестоимость.
Таким
образом,
3D-печать
оказывается
недорогим,
универсальным и простым методом для изготовления оптических
элементов в ТГц диапазоне.
Литература
1. Zhu Y. et al. Recent advancements and applications in 3D printing of
functional optics //Additive Manufacturing. – 2022. – P. 102682.
2. Zhang Z. et al. Rapid fabrication of terahertz lens via three-dimensional
printing technology //Chinese Optics Letters. – 2015. – Vol. 13. – №. 2. – P.
022201-022201.
3. Lo Y. H., Leonhardt R. Aspheric lenses for terahertz imaging //Optics
express. – 2008. – Vol. 16. – №. 20. – P. 15991-15998.
184
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
КОМПАКТНАЯ МОДЕЛЬ p-GaN HEMT
Д.С.Малич, Г.И. Зебрев
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Россия, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31, e-mail:
malichdenis09@mail.ru
Ключевые слова: компактная модель, GaN HEMT,ВАХ,нормально
закрытый транзистор.
Считается, что к началу 2030 годов 80% всей производимой
электроэнергии будет так или иначе проходить через приборы
силовой твердотельной электроники [1]. Основная функция
силовой электроники это разные формы преобразования энергии
постоянных и переменных напряжений: повышающие и
понижающие преобразователи постоянного напряжения (DC-DC),
инвертеры для преобразования постоянного тока в переменный
(DC-AC), выпрямители (AC-DC), переключатели, и т.п. На
сегодняшний день одним из самых перспективных приборов
силовой электроники является p-GaN HEMT, нормально закрытый
транзистор на основе нитрида галлия. По мере того, как технология
нитрид-галлиевых
транзисторов
совершенствуется,
растет
необходимость в точности их характеризации и моделирования.
Это позволит оптимизировать процесс создания как самих
транзисторов, так и приборов на их основе. Несмотря на общий
принип работы, транзисторы на основе нитрида галлия имеют ряд
особенностей, отличных от кремниевой технологии.
В данной работе была адаптирована под нормально закрытый
GaN HEMT компактная модель, полученная ранее [2]. Новая
модель включает в себя эффект насыщения скорости, влияние
сопротивлений стока/истока, непрерывное описание перехода от
подпорога к надпорогу, учет особенностей ВФХ нормально
закрытого транзистора. Для верификации модели был использован
185
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
силовой p-GaN транзистор. В результате сопоставления
результатов модели и данных эксперимента, полученных для
силового p-GaN транзистора, была проведена верификация модели
(см Рис. 1).
Рис.1. Передаточная ВАХ силового p-GaN HEMT при 50мВ на
стоке. Точки - экспериментальные данные, линия – результат
моделирования.
Таким образом, была получена новая компактная модель для
силовых p-GaN HEMT, точно описывающая результаты
эксперимента. Данная модель может быть использована в
различных САПР для расчетов и оптимизации схем на основе
нитрида галлия.
Литература
1. Matteo Meneghini, Carlo De Santi, Idriss Abid, Matteo Buffolo,
Marcello Cioni, Riyaz Abdul Khadar, Luca Nela, Nicolò Zagni, Alessandro
Chini, Farid Medjdoub, Gaudenzio Meneghesso, Giovanni Verzellesi, Enrico
Zanoni, and Elison Matioli , "GaN-based power devices: Physics, reliability,
and perspectives", Journal of Applied Physics 130, 181101 (2021).
2.V V Orlov and G I Zebrev 2019 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 475
012007.
186
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
РАЗРАБОТКА ДАТЧИКА ХОЛЛА ПО ТЕХНОЛОГИИ
КМОП 180НМ
А.В. Матвеев, Ю.И.Бочаров, В.А.Бутузов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Россия, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31, тел.89162192380 почта
armatv2564@mail.ru
Ключевые слова: разработка, датчик Холла, КМОП технология.
Данный проект посвящен разработке конструкций аналогового
датчика магнитного поля в интегральном исполнении. Главной
целью предполагалась реализация датчика в виде монолитной
интегральной микросхемы (ИМС) по отечественной стандартной
объемной КМОП технологии с проектной нормой 180нм,
поскольку ранее в нашей стране датчики магнитного поля
разрабатывались либо по технологии кремний на изоляторе [1],
либо по зарубежным технологиям [2].
Рис.1. Общий вид топологии кристалла разработанного датчика Холла
187
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
Разработка датчика выполнялась без наличия адекватных
моделей, точных данных о физических и конструктивно
технологических особенностях физических структур, поэтому в
состав кристалла было добавлено три разных варианта топологии
чувствительного элемента Холла: с тонким окислом в виде креста,
с тонким окислом в виде квадрата, с пинч-слоем в виде креста.
В отсутствии моделей элемента Холла сложно оценить ряд
существенных
характеристик
проектируемого
датчика:
сопротивление между контактами магниточувствительного слоя,
температурные зависимости, тензорезистивные свойства структуры
и другие характеристики, влияющие, в частности, на напряжение
смещения
нуля
сенсорного
элемента
и
показатель
чувствительности, который должен быть достаточно высоким. Для
снижения части прогнозируемых погрешностей был разработан
специальный усилительный тракт и источник регулируемого тока.
Результат разработки топологии кристалла представлен на
Рис.1. Готовый проект был отправлен на предприятие Микрон для
изготовления. Экспериментальные образцы ожидаются к концу
2023г. На основе полученного прототипа ведется разработка
усовершенствованной версии датчика Холла с аналоговым и
цифровым
выходом
и
улучшенными
метрологическими
характеристиками по той же технологии КМОП 180нм.
Литература
1. Мордкович В.Н., Бараночников М.Л., Леонов А.В., Мокрушин А.Д.,
Омельяновская Н.М., Пажин Д.М. Полевой датчик Холла - новый тип
преобразователя магнитного поля // Датчики и системы. 2003. № 7. С. 3338.
2. Goryachkin Yu., Odnolko A., Pavlyuk M., etc. CMOS Integrated Hall
Elements Parameters Simulation and Real Structures Behaviors Measuring //
ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. Vol. 12. No. 19, pp.
5597–5606.
188
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
ОСОБЕННОСТИ РАССЕЯНИЯ КВАЗИДВУМЕРНЫХ
ЭЛЕКТРОНОВ НА КВАНТОВЫХ КОЛЬЦАХ И ТОЧКАХ
Е.А. Музыкина, Ю.Д. Сибирмовский
НИЯУ МИФИ, Москва
+7 968 631-35-97, kotya.muzykina@gmail.com
Ключевые слова: рассеяние, квантовые кольца, квантовые точки,
волновой пакет
Гетероструктуры, состоящие из полупроводниковой квантовой
ямы и содержащие слои квантовых точек или квантовых колец
являются перспективными материалами для приборов электроники
и фотоники – например, фотодетекторов. Моделирование
рассеяния носителей на наноструктурах является важным этапом
при рассмотрении электронных транспортных свойств.
В данной работе решаются стационарная и нестационарная
задачи двумерного рассеяния электрона на потенциале в виде
квантового кольца и квантовой точки. Для решения уравнения
Шрёдингера используется модель квазидвумерного электронного
газа.
Для решения стационарной задачи был разработан
аналитический метод, основанный на разложении волновой
функции в ряд Фурье. Для него также необходимо разбивать
потенциал на набор кусочно-постоянных. Метод решения
нестационарной задачи основан на представлении электрона в виде
волнового пакета. Уравнение решалось с помощью конечноразностной схемы для координат. Для времени - использовалась
асимметричная схема Саульева.
Оба метода показывают, что при рассеянии на квантовой точке
(гауссова функция) происходит фокусировка волновой функции
внутри ямы – рис. 1(б-в, сверху). Для квантового кольца (разность
двух гауссовых функций) видно движение по обеим частям кольца
с последующей интерференцией – рис. 1(б-в, снизу). Метод Фурье
позволяет рассчитать приведенное 2D сечение рассеяния – рис. 1
189
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
(а), а также ток вероятности в зависимости от энергии налетающего
электрона.
Рис. 1. Результаты для квантовой точки (сверху) и квантового кольца
(снизу): а – амплитуда рассеяния; б, в – квадрат модуля волновой функции
методом Фурье (б) и методом волновой пакет (в).
В отличие от имеющихся работ, в данной моделируется именно
рассеяние на наноструктуре, а не распространение потока
электронов по разветвлённым каналам [1]. Результаты метода
Фурье не противоречат результатам работы [2], где
рассматривалась упрощенная задача рассеяния на барьере.
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и
высшего образования РФ в рамках госзадания, проект FSWU-20230075.
Литература
1. Sousa A.A., Chaves A., Pereira T.A.S. , Farias G.d.A., Peeters F.M.
Wave packet propagation through branched quantum rings under applied
magnetic field, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures.
2019. Vol. 114. Id. 113598.
2. McAlinden S., Shertzer J. Quantum scattering from cylindrical barriers
// American Journal of Physics. 2016. 84(10). P. 764-769
190
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
ФОТОННОЕ ЭХО ОТ СВОБОДНЫХ ЭКСИТОНОВ В
МОНОКРИСТАЛЛЕ ГАЛОГЕНИДНОГО
ПЕРОВСКИТА CH3NH3PbI3
Р.С.Назаров, Ю.В.Капитонов
Санкт-Петербургский государственный университет,
Санкт-Петербург
8(911)710-01-78, roma-384@yandex.ru
Ключевые слова: фотонное эхо, галогенидные перовскиты, оптическая
память.
До недавнего времени в галогенидных перовскитах не
проводилось измерение фотонного эха, несмотря на значительный
интерес научного сообщества к исследованию когерентных
оптических
свойств
экситонов
и
их
комплексов
в
полупроводниках, а также к поиску материалов, пригодных для
создания квантовых логических элементов. В данной работе мы
одними из первых в мире демонстрируем возможность наблюдения
фотонного эха - потенциального способа реализации квантовых
вентилей - в монокристалле галогенидного перовскита,
перспективного материала в области оптических вычислений.
Известно, что энергия связи основного состояния экситонов в
типичном представителе класса галогенидных перовскитов CH3NH3PbI3 относительно велика: 16 мэВ [1], при том, что kT при 300
K составляет 26 мэВ. Это позволяет создавать на основе этого
монокристалла устройства, работающие при относительно высоких
температурах.
Цель данной работы заключается в изучении характера
когерентной динамики методом четырехволнового смешения и
фотонного эха от экситонов в монокристалле галогенидного
перовскита
CH3NH3PbI3. Исследуемый образец представлен
на фотографии (рис. 1 (a)).
191
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
Рис.1. (а) Исследуемый образец. (b) Зависимость амплитуды фотонного
эха от времени между возбуждающими импульсами τ и временем после
второго импульса t−τref
Для проведения спектроскопических измерений сигнала
фотонного эха в данной работе был использован перестраиваемый
титан-сапфировый
пикосекундный
лазер.
Реализация
гетерогенного детектирования позволяет измерять временную
динамику сигнала. Кроме того, благодаря контролю поляризации
каждого из импульсов независимо от других, проводились
поляриметрические измерения фотонного эха.
Таким образом, мы продемонстрировали формирование сигнала
фотонного эха в монокристалле перовскита галогенида CH3NH3PbI3
на пикосекундных масштабах времени. Наблюдение времени
дефазировки 8 пс и слабо выраженного эффекта дефазировки,
вызванной возбуждением (рис. 1 (b)) позволяет предположить, что
галогенидные перовскиты являются перспективным материалом
для элементов оптической памяти в области информационной
фотоники.
Литература
1. Miyata, A. et al. Direct Measurement of the Exciton Binding Energy.
Nature Physics. (2015).
192
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
РАЗРАБОКТА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ HEMT НА
ОСНОВЕ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
AlGaN/GaN
Т.Н. Неволина, Р.В. Рыжук, А.С. Гусев, Н.И. Каргин
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Россия, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31
конт. тел: +7 (908) 258-75-72, e-mail: t_nevolina@inbox.ru
Ключевые
элементов.
слова:
СВЧ,
параметрическая
модель,
библиотека
Транзисторы с высокой подвижностью электронов (HEMT) на
основе структуры AlGaN/GaN демонстрируют большой потенциал
в технологии СВЧ монолитных интегральных схем (МИС) в
широком
диапазоне
частот.
Уникальные
свойства
полупроводников III-нитрида (большая ширина запрещенной зоны,
сильное поле пробоя) делают приборы на основе GaN актуальными
для отраслей телекоммуникации, промышленной автоматика и
энергетики, а также космической отрасли.
Важным этапом при проектировании СВЧ МИС является
создание библиотек элементов с их последующей интеграцией в
системы проектирования СВЧ-устройств. Использование таких
библиотек элементов позволяет упростить процесс проектирования
СВЧ МИС, сократить его длительность и повысить точность
моделирования. Поэтому целью настоящей работы являлась
разработка
параметрической
модели
AlGaN/GaN
HEMT
транзистора
СВЧ
диапазона
частот,
позволяющей
удовлетворительно
охарактеризовать
вольтамперную
характеристику транзистора и его S-параметры, с возможностью
интеграции этой модели в САПР AWR Design Environment.
Для экспериментальных исследований был использован стенд,
состоящий из векторного анализатора цепей PNA-X, зондовой
станции РМ8 и импульсного источника питания AMCAD. Для
193
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
измерения S-параметров и вольтамперных характеристик
использовалось программное обеспечение IVCAD.
Исследования проводились на экспериментальном образце
HEMT-транзистора в частотном диапазоне 0.5–25,5 ГГц. Для
характеризации
параметров
транзистора
была
выбрана
эмпирическая модель Angelov2, представленная в работе [1].
На рис.1 представлены S21 параметры и зависимости тока стока
от прикладываемого напряжения сток-истока при различных
напряжениях на затвор-истоке для измеренного и моделируемого
транзисторов.
Рис.1. Сравнение параметра S21 (слева) и ВАХ (справа) измеренного и
моделируемого транзистора
В результате проведенного исследования были уточнены
параметры модели Angelov2, позволяющие охарактеризовать
передаточную характеристику транзистора с погрешностью менее
8% в диапазоне частот до 4 ГГц и менее 1% в диапазоне частот
более 10 ГГц по сравнению с экспериментальными данными.
Вольтамперные характеристики моделируемого транзистора
достаточно удовлетворительно описывают экспериментальные
зависимости. Таким образом, полученную модель можно
использовать в качестве библиотечного элемента при создании
МИС СВЧ диапазона.
Литература
1. I. Angelov, V. Desmaris, K. Dynefors, P. A. Nilsson, N. Rorsman and H.
Zirath, "On the largesignal modelling of AlGaN/GaN HEMTs and SiC
194
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
MESFETs," European Gallium Arsenide and Other Semiconductor Application
Symposium, GAAS 2005, Paris, 2005, pp. 309-312.
МАЛОГАБАРИТНЫЙ ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАССАНАЛИЗАТОР НА ОСНОВЕ СЕКТОРНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ
Д.Д. Одинцов, С.С. Потешин
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+79653624717, daniil578@yandex.ru
Ключевые слова: времяпролетный масс-анализатор, секторные
электростатические поля, ионная оптика, аберрации, разрешающая
способность.
На до 90-х годов времяпролетная масс-спектрометрия не
пользовалась должной популярностью. На это были причины,
первую из которых обычно называют «очень низким
разрешением», что напрямую связано с большим разбросом по
энергиям ионов с той же массой. С другой стороны, TOF обладает
непревзойденной скоростью анализа, т. к. одновременно
измеряется весь спектр масс.
Разрешение TOF определяется формулой (1).
𝑇
0
𝑅 = 2(𝛿𝑇+𝑇
,
)
𝑝
(1)
где 𝑇0 - время пролета опорной частицы, 𝛿𝑇 – отклонение времени
пролета, 𝑇𝑝 - длительность пакета. Одним из способов увеличения
траектории пролета при сохранении умеренного размера
анализатора является создание траекторий для ионов с
множественными отражениями.
Можно выделить две разновидности многооборотных систем: на
основе секторных электростатических полей и на основе ионных
195
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
зеркал[1]. Главным минусом экспериментально реализованных
анализаторов с секторными полями является достижение
фокусировки лишь первого порядка, в то время как системы,
основанные на ионных зеркалах, может быть получена
фокусировка высших порядков. Основной минус систем на ионных
зеркалах
большая
чувствительность
к
эффектам
пространственного заряда. Все это дает стимул на поиск схемы
анализатора на основе электростатических полей.
Была поставлена задача на разработку анализатора малых
габаритов на основе электростатических цилиндрических секторов.
Применение ортогонального ввода накладывает на масс-анализатор
требование фокусировки по энергии в более широком диапазоне.
Таким образом, масс-анализатор должен обладать фокусировкой до
второго порядка. Требуемая разрешающая способность для
решения широкого круга задач в области биологии и клинических
анализов - на уровне 20000–40000.
Для описания пучков заряженных частиц использовался подход
степенных разложений в ряд, который известен из световой оптики
и носит название теории аберраций[2].
Была реализованная программа на языке Python, которая
позволяет проводить расчет и оптимизацию геометрий, состоящих
из последовательно расположенных секторов и дрейфовых
промежутков. С помощь данной программы были найдены
несколько геометрий систем, удовлетворяющих условиям
фокусировки второго порядка по энергетическому, угловому и
радиальному разбросам.
Далее проводилось моделирование расчетных геометрий в
Simion.
Оно
подтвердило
расчетные
характеристики.
Аберрационный предел разрешающей способности составил 85000
для энергетического разброса и 43000 для углового. Также одна из
систем показала хорошую устойчивость к отклонению ее
геометрических параметров от расчетных, что очень полезно для
нивелирования влияния неточностей при изготовлении.
Сейчас ведется работа по изготовлению экспериментального
образца для подтверждения полученных характеристик.
196
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
Литература
[1]
[2]
M. I. Yavor and A. N. Verenchikov, “Comparative analysis of
multipass TOF mass analyzers based on mirrors and sectoral fields,”
Sci. Instrum., vol. 16, no. 3, pp. 21–28, 2006.
M. Yavor, “Chapter 2 Language of Aberration Expansions in Charged
Particle Optics,” vol. 157, 2009, pp. 33–93.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ
БЕТАВОЛЬТАИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ
НА ОСНОВЕ P=N-ПЕРЕХОДОВ В КРЕМНИИ С
ПРОФИЛИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
А.А. Подымов1, Н.И. Каргин1, Р.В. Рыжук1, Е.Н. Федоров2
НИЯУ МИФИ, Москва
АО «НИИ НПО «Луч», г. Подольск
artem_podymov@mail.ru, +79260114003
1
2
Ключевые
слова:
преобразователь,, бета
поверхность
источник
излучение,
энергии,
полупроводниковый
p-n переход, профилированная
Создание
компактных
необслуживаемых
источников
электропитания с длительным сроком службы является в
настоящее время важной и актуальной задачей. Основой такого
элемента является источник бета-излучения. Принцип его работы
основан на преобразовании энергии бета частиц в электрическую
энергию. Эффективность работы такого источника зависит от вида
радиоактивного материала, используемого в качестве источника
частиц, от типа полупроводникового материала и конструктивных
параметров выпрямляющего контакта. Одной из важнейших задач
является увеличение облучаемой площади контакта. Эта задача
может быть решена путем профилирования рабочей поверхности
полупроводниковой пластины за счет формирования открытых пор
в виде сети макроскопических каналов с последующим
197
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
изготовлением p-n перехода, который окружает эти каналы. Такой
прием «продавливания» выпрямляющего контакта в объем
полупроводника
обеспечивает
увеличение
эффективной
облучаемой площади выпрямляющего контакта по сравнению с
плоской структурой. Поэтому задачей настоящей работы является
исследование
путей
формирования
бета-вольтаического
преобразователя на основе никель-63 с удельной активностью β-частиц 40 мКи/см2 [1] путем создания профилированной
поверхности кремния.
На рисунке 1 представлен профиль структуры, состоящей из
сети каналов.
Рис.1. Профиль бета-вольтаического преобразователя энергии:
При проведении расчетов учитывалось, что общая площадь
контакта радиоизотоп-полупроводник возрастает при уменьшении
толщины микроканалов, заполненных Ni-63 и расстояния между
ними. При этом при уменьшении ширины каналов происходит рост
удельной поверхности структуры, в которой генерируются
носители заряда, и, одновременно с этим, происходит уменьшение
активности бета- источника в канале. На основе полученных
данных проведены расчеты электрофизических характеристик
структуры, включая ширину ОПЗ, глубину залегания p-n-перехода,
активность бета-источника, а также удельную площадь.
В результате показано, что максимальная расчётная плотность
тока генерации источника излучения на основе профилированной
поверхности кремния более чем в 70 раз превышает аналогичный
параметр для планарной структуры.
198
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
Литература
1. Нагорнов
Ю.С.
Современные
аспекты
бетавольтаического эффекта. Ульяновск: УлГПУ, 2012.
применения
ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ФЛУОРЕСЦЕНЦИЮ
ПОЛИМЕРА MDMO-PPV В ПЛЕНКАХ И СТРУКТУРАХ ИЗ
ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ
С.А. Соловьев, И.Л. Мартынов
НИЯУ МИФИ, Москва
конт. тел.: +79065489558, e-mail: ssolovyev12@yandex.ru
Ключевые слова: флюоресценция, MDMO-PPV, оптический сенсор,
пористый кремний, микрорезонатор.
В настоящее время активно развивается люминесцентный метод
детектирования нитроароматических соединений. Работа сенсоров
на базе данного метода основана на тушении люминесценции
чувствительного люминофора за счет фотоиндуцированного
переноса электрона при взаимодействии с целевыми молекулами.
Среди подобных чувствительных люминофоров можно выделить
полимеры, которые относятся к производным полифенилвенилена
(PPV), в частности поли [2-метокси-5- (3,7-диметилоктилокси) -1,4фенилен винилен] (MDMO-PPV). Чтобы повысить эффективность
сбора сигнала люминесценции и увеличить эффективную площадь
сенсора, чувствительный люминофор может быть внедрен в
пористую матрицу, обладающую свойствами фотонного кристалла,
например микрорезонатор (МР) из пористого кремния (ПК) [1].
При использовании любого сенсора наряду с чувствительностью
и быстродействием большое значение имеет стабильность его
показаний и ресурс работы. В этой связи значительный интерес
представляет исследование влияния внешних факторов на
люминесценцию чувствительного люминофора. Целью настоящей
199
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
работы стало исследование временного профиля сигнала
люминесценции полимера MDMO-PPV под действием освещения и
температуры в различных газовых средах. Исследовались образцы
в виде пленок на стеклянных подложках и образцы МР из ПК с
внедренным полимером. Пленки изготавливались методом
центрифугированием. Толщина изготовленных пенок составляла
около 30 нм. В МР полимер внедрялся из раствора при
повышенном давлении.
В процессе исследований было обнаружено, что наибольшая
скорость деградации флуоресценции наблюдается у образцов,
находящихся в атмосфере лабораторного воздуха, что согласно
литературным
данным
обусловлено
взаимодействием
с
молекулами кислорода [2]. Помещение образцов в атмосферу азота
значительно (от пяти до десяти раз) сокращает скорость
деградации люминесценции. Также важным, но второстепенным
фактором, влияющим на деградацию люминесценции образцов,
является освещенность. Люминесценция образцов, находящихся в
темноте в атмосфере воздуха, падала со временем в 3 раза
медленней, чем у образцов, хранившихся в условиях естественной
освещенности.
Повышение температуры образцов также негативно влияло на
их люминесценцию. При нагреве до 𝑇 ≈ 55 ℃
падение
амплитуды люминесцентного сигнала не превышало 30%. При
превышении указанной температуры для образцов в виде пленок
наблюдалась значительное падение амплитуды люминесценции и
искажение формы спектра. При охлаждении до комнатной
температуры
амплитуда
люминесценции
демонстрировала
дальнейшее падение более чем в 1,5 раза. Наблюдаемые эффект, по
всей видимости связан со структурным изменением пленки при
нагреве.
Литература
1.
A. Levitsky, W. B. Euler, N. Tokranova and A. Rose, “Fluorescent
polymer-porous silicon microcavity devices for explosive detection,”
Appl. Phys. Lett., vol. 90, 041904, January 2007.
200
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
2.
Staring E. G. J. et al. On the photochemical stability of
dialkoxy–PPV; a quantitative approach //Philosophical
Transactions of the Royal Society of London. Series A:
Mathematical, Physical and Engineering Sciences. – 1997. – Т.
355. – №. 1725. – С. 695-706.
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СТЕНДА ДЛЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧКИ КОМПРЕССИИ СВЧ
УСИЛИТЕЛЕЙ
В.В. Терехин
ООО «ИнноЦентр ВАО», город Москва
Тел: 89104927244; Почта: terekhinvladislav@gmail.com
Ключевые слова: усилитель, анализатор спектра, генератор сигналов,
программное обеспечение, компрессия, линейный режима работы
Усилители используются во многих областях, таких как
системы связи, измерительное оборудование, мобильные
устройства и т.д. Для корректной работы любого прибора,
необходимо чтобы, находящиеся внутри него, усилители работали
в линейном режиме. Поэтому при разработке прибора, нужно
точно знать в какой момент усилители переходят из линейного
режима работы в нелинейный. Точка компрессии [1]- это уровень
выходной мощности, при котором усиление уменьшается на 1 дБ
от своего постоянного значения. Как только усилитель достигает
этой мощности, он подвергается компрессии и становится
нелинейным устройством, создающим искажения, гармоники и
интермодуляционные искажения.
Данный проект посвящен созданию автоматизированного
стенда для определения точки компрессии.
Главной целью
являлось создание способа, при котором на нахождение точки
компрессии усилителя потребуется минимальное количество
времени. На сегодняшний день, во многих российских компаниях
201
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
находят точку компрессии вручную, а именно увеличивают
мощность входного сигнала до тех пор, пока коэффициент
усиления не станет меньше на 1 дБ. При больших партиях
усилителей
на
это
потребуется
много
времени.
Автоматизированный стенд позволит находить точку компрессии в
разы быстрее.
Стенд состоит из:
 генератор сигналов (Ген), с которого подается входной
сигнал;
 анализатор спектра (АС), который определяет
выходную мощность усилителя на определенной
частоте,
 компьютера (ПК), с помощью которого через
программное обеспечение (ПО), написанное специально
для этого стенда, осуществляется управление всем
стендом (см. Рис. 1).
ПК
Ген
Усил
АС
Рис.1. Схема автоматизированного стенда
ПО для стенда разрабатывалось с использованием SCPI–
протоколов, описанных в документациях на приборы [2] и [3].
Литература
1. Ульрих Титце, Кристоф Шенк Полупроводниковая схемотехника 12е издание Том 1: Пер. с нем. – М.: ДМК Пресс, 2008.
2. АО «НПФ» Микран» Анализаторы спектра СК4М, описание SCPI
команд.
3. АО «НПФ» Микран» Генератор сигналов Г7М-06 «Вега», описание
SCPI команд.
202
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ КОМПОЗИТНОЙ
КЕРАМИКИ ND3+:YAG/CR4+:YAG ДЛЯ КОМПАКТНЫХ
ИМПУЛЬСНЫХ ЛАЗЕРОВ
Я.В. Ульянов, Е.А. Чешев
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
+7-(915)-755-70-01, YVUlyanov@mephi.ru
Ключевые слова: лазерная керамика, алюмоиттриевый гранат,
композит.
Данная работа посвящена исследованию композитных микрорезонаторов на основе лазерной керамики Nd 3+:YAG/Cr4+:YAG
производства федерального казённого предприятия «Государственный
лазерный полигон «Радуга».
В настоящее время одним из самых перспективных лазерных
материалов является лазерная керамика. Показано, что как
активная среда, лазерная керамика превосходит качества
кристаллических сред по многим параметрам, включая
эффективность. Одновременно, технология производства лазерной
керамики существенно более производительна, нежели технологии
выращивания монокристаллов. Уже сегодняшние технологии
лазерной керамики обеспечивают получение керамических
элементов рекордно больших размеров, что делает их
незаменимыми для создания мощных лазеров. [1] Кроме того,
керамика позволяет создавать композитные активные среды,
включающие такие лазерные элементы, как пассивный затвор,
объемные голографические решетки, волноводные каналы,
обеспечивающие транспорт накачки к активной области, позволяет
гибко менять топологию керамических элементов. Поэтому,
исследования в области создания активных элементов для лазеров с
диодной накачкой на основе композитных керамик являются,
несомненно, актуальными.
203
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
На федеральном казённом предприятие «Государственный
лазерный полигон «Радуга» при участии Фрязинского филиала
института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова
Российской академии наук разработана и введена в эксплуатацию
технологическая линия по производству высокопрозрачной
лазерной керамики, в том числе композитной. [2]
В данной работе представлены результаты экспериментальных
исследований генерационных характеристик двух образцов
микрочиповых лазеров на основе композитной керамики
Nd3+:YAG/Cr4+:YAG отечественного производства и одного
кристаллического образца, изготовленного методом диффузионной
сварки.
Показано, что генерационные характеристики керамических
образцов несколько уступают кристаллическому образцу.
Вероятно, это связано со спецификой работы керамических
затворов Cr4+:YAG.
Проведенные исследования свидетельствуют о том, что
относительная эффективность исследованных керамических
образцов микрочиповых лазеров сравнима с кристаллическими
образцами, и проблема создания таких микрорезонаторов будет
сводиться к выбору оптимальной конструкции.
Литература
1. Ikesue, A. Ceramic laser materials / A. Ikesue, Y. L. Aung // Nature
Photonics. 2008. Vol. 2, I 12. P. 721-727. – ISSN 1749-4885
2. Казанцев, С. Г. Лазерные технологии для телекоммуникационной
платформы малого космического аппарата / С. Г. Казанцев // Вопросы
электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2018. Т. 163, № 2. С. 29-47. – ISSN
2500-1299
204
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
СТРУКТУРА И ЭЛЕКТРОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ГЕРМАНИЕВЫХ ПОЛИПРИЗМАНОВ
А.А.Хрушкова, М.М.Маслов, К.П. Катин
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Россия, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, дом 31,
+7(920)383-47-83
e-mail: anna.khrushkova.27@gmail.com
Ключевые слова: полипризманы, теория функционала плотности.
Полипризманы – это класс молекул, которые представляют
собой призму с двумя или более слоями, и могут быть обозначены
следующим образом: [n, m]-призман, где n – число колец в системе,
а m – число атомов в кольце [1]. Целью данной работы является
исследование германия в форме полипризманов с помощью теории
функционала плотности. Моделирование конечных систем
необходимо для определения электронных и энергетических
характеристик молекул, а квазиодномерных кристаллических
наносистем – для исследования принадлежности данных систем к
диэлектрикам,
проводникам
или
полупроводникам
и,
соответственно, определения их практического применения в
зависимости от полученных результатов.
В качестве конечных систем были исследованы [n, 5]-, [n, 6]-, [n,
7]-, [n, 8] полипризманы с числом колец от 2 до 5 включительно.
Конечные системы были оптимизированы и для них были
исследованы такие электронные и энергетические характеристики
как размер HOMO-LUMO щели, энергия связи, энергия
межатомной
связи,
химический
потенциал,
электроотрицательность, химическая жёсткость, электрофильность.
Анализ энергии связи позволяет сделать вывод о том, что системы
становятся более термодинамически стабильными при увеличении
числа колец в них. С помощью таких параметров, как химический
потенциал, электроотрицательность, химическая жёсткость и
205
Наноструктурная электроника, фотоника и молекулярная
физика
электрофильность можно определить реактивность и стабильность
системы. Так, было выяснено, что большим химическим
потенциалом обладают [n, 7] и [n, 8] полипризманы; [n,5] и [n,6]
призманы
обладают
большей
электроотрицательностью.
Химическая жёсткость уменьшается при увеличении числа колец в
каждой системе. Электрофильность растет с числом колец для
каждой системы.
Также были построены квазиодномерные кристаллические
наносистемы. При моделировании полипризманов была соблюдена
периодичность по оси z – одна ячейка состояла из двух колец
германия, в то время как по осям x и y ячейка имела большие
размеры для предотвращения взаимодействия полипризмана со
своими образами.
Рис.1. Ячейка [n, 6] германиевого полипризмана
В результате данных расчётов были получены такие важные
энергетические характеристики, как плотности электронных
состояний и зонные диаграммы. Согласно полученным
характеристикам был сделан вывод, что германиевые
полипризманы относятся к металлам. Таким образом, данные
структуры могут быть использованы в наноэлектронике в качестве
функциональных нанопроводов и элементов.
Литература
1. Errol G. Lewars. Modeling Marvels. Computational Anticipation of
Novel Molecules. Springer Science+Business Media B.V., 2008. DOI:
10.1007/978-1-4020-6973-4.
206
Секция
«Киберфизические системы
и технологии»
Киберфизические системы и технологии
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК
МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ESP32 ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ C
ЦЕЛЬЮ ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В СИСТЕМЕ
ВНУТРИБОЛЬНИЧНОГО ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОГО
МОНИТОРИРОВАНИЯ ЭКГ
П.А. Артемов1,2, А.Ю. Попов2
НИЯУ «МИФИ», г. Москва
АО «Медитек», г. Москва
+7(964)701-50-09, artyomow.pawel@yandex.ru
1
2
Ключевые слова: ESP32, внутрибольничная телеметрия ЭКГ, UDP,
TCP, SPI, DMA, пропускная способность, энергопотребление.
Системы внутрибольничного мониторинга ЭКГ штатно
работают в отделениях кардиохирургии для наблюдения за ЭКГ
пациента в реальном времени и оказания экстренной помощи в
случае возникновения угрожающих жизни состояний, а также
уточнения
диагностики
при
лечении
кардиологических
заболеваний [1].
Преимущества беспроводных систем - уменьшение габаритов,
большая подвижность пациента, а также удаленный контроль ЭКГ.
В условиях стационара надежным и проверенным решением
является использование уже существующих в отделении сетей WiFi [2].
Популярные по портативным устройствам системы интернета
вещей интегральные микросхемы (ИМС) ESP32 (Espressif Systems,
Китай), вызывают опасения по поводу стабильности их
долговременной работы. ИМС ESP32 на рынке недавно и, несмотря
на наличие заметных научных работ, таких как [3], слабо изучена
для применения в медицине, в частности телеметрии ЭКГ [4].
Целью данной работы является исследование ИМС ESP32 при
передаче данных для определения возможности его применения в
системе внутрибольничного телеметрического мониторинга ЭКГ.
Для достижения цели были выделены характеристики
существующего комплекса телеметрии ЭКГ «АСТРОКАРД®208
Киберфизические системы и технологии
ТЕЛЕМЕТРИЯ», выполнен сравнительный анализ конкурирующих
Wi-Fi модулей, произведён обзор особенностей ESP32 и
существующих исследований по применению ESP32 в
медицинском оборудовании.
В среде Espressif IDE с фреймворком ESP-IDF 4.4.3 были
реализованы подключение ESP32 к точке доступа в режиме STA,
беспроводная передача данных по протоколам UDP/TCP, обмен
данными с STM32 F411RET6U по интерфейсу SPI с применением
контроллеров DMA для освобождения процессоров и увеличения
пропускной способности при помощи параллельной отправки
данных по Wi-Fi.
Критически важен аспект энергопотребления устройства в силу
ограниченной ёмкости батареи и необходимости регулярного
длительного мониторинга. Высокая пропускная способность Wi-Fi
модуля в свою очередь позволяет сократить энергозатратные
периоды активности и обеспечить более продолжительные
периоды энергосбережения, что повышает длительность работы
устройства. По разработанным алгоритмам были произведены
замеры характеристик и простроены графики при различных
настройках конфигуратора.
Полученные значения делают возможным внедрение ИМС
ESP32 в систему внутрибольничной телеметрии - комплекс
телеметрической
регистрации
ЭКГ«АСТРОКАРД®
ТЕЛЕМЕТРИЯ».
На данном этапе разрабатывается плата для размещения ESP32
и STM32 и алгоритма, сочетающего режимы энергопотребления,
SPI+DMA передачу данных от STM32 и отправку данных в сеть по
UDP/TCP протоколу с нужной частотой. Предполагается
тестирование алгоритма на ЭКГ данных и замер суммарного
энергопотребления платы в течение порядка 24 часов при работе
данного алгоритма.
Литература
1. Явелов И.С. Непрерывное мониторирование ЭКГ: что говорят
клинические рекомендации//МС.2017.№7.DOI:10.21518/2079-701X-20177-84-88
2.
Первова
Е.В.
Современные
методы
амбулаторного
мониторирования электрокардиограммы. Технические аспекты //
Клиницист. 2017. №4-1.
209
Киберфизические системы и технологии
3. Gatial, Emil; Balogh, Zoltan; Hluchy, Ladislav 2020 IEEE 24th
International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES) - Concept
of Energy Efficient ESP32 Chip for Industrial Wireless Sensor Network, 179–
184.
4. F. Martínez-Suárez, J. A. García-Limón, D. Rivera-Córdova, L. I. FloresNuñez, O. Casas and C. Alvarado-Serrano, "Long-Term Continuous
Ambulatory ECG Monitor with Beat-to-Beat Heart Rate Measurement in Real
Time using ESP32," 2022 19th International Conference on Electrical
Engineering, Computing Science and Automatic Control (CCE), Mexico City,
Mexico, 2022, pp. 1-6
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОПТИМИЗАЦИИ
РАЗМЕЩЕНИЯ СРЕДСТВ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
С УЧЕТОМ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ И ДВИЖЕНИЯ
ВОЗДУШНЫХ МАСС
Е.В. Бондаренко
Национальный исследовательский ядерный университет НИЯУ МИФИ, г.
Москва
конт. тел.: +7(918)056-37-73, e-mail: bev014@campus.mephi.ru
Ключевые слова: размещение датчика, определение положения,
оптимизация, машинное обучение.
Радиационная
безопасность
персонала,
населения
и
окружающей среды является главной задачей при проектировании
и эксплуатации объектов с повышенной радиационной опасностью.
Обеспечение контроля за радиационной обстановкой на
территории
предприятий
осуществляется
с
помощью
измерительно-информационной системы, состоящей из датчиков
автоматического контроля. Такая задача является NP-полной, и
поэтому не решается полным перебором. Использование методов
машинного обучения и оптимизационных алгоритмов поможет
найти оптимальное с точки зрения покрытия площади положения
для размещения контролирующих приборов. Что в свою очередь
210
Киберфизические системы и технологии
повысит безопасность, а также, вероятно, снизит расходы на
закупки датчиков.
В работах, посвященных использованию градиентного спуска в
задачах оптимизации [1-2] и машинного обучения [3] показаны
результаты экспериментов. В этих исследованиях показано, что на
небольшом размере задачи эти алгоритмы работают не хуже, чем
существующие решения, а на задачах большого размера даже
лучше.
Целью работы является создание оптимизационного алгоритма
позиционирования датчиков, ускорение его работы с помощью
методов машинного обучения и выявление влияния топологии
пространства и погоды на полученные результаты.
Набор входных данных состоит из трех частей: карты
местности, исторических данных и данных с метеостанций.
Возвращать алгоритм будет координаты для размещения датчиков.
Были проведены эксперименты с различным размещением
радиоактивных источников на двухмерной поверхности. Была
реализована задача обучения без учителя для кластеризации
источников и дальнейшем покрытием их датчиками. При
проведении экспериментов распределение источников считалось
равномерным по обеим осям, у каждого источника была дрейфовая
скорость из-за движения воздушных масс.
При решении данной задачи был достигнут минимум заданной
функции качества. То есть количества датчиков при условии
контроля всей площади поверхности.
Результаты доказывают применимость методов машинного
обучения для задачи размещения элементов радиационного
контроля. На текущем этапе существует предположение, что
использование алгоритма обучения с подкреплением сможет
повысить качество решения задачи.
Литература
1. V. Akbarzadeh, J. Lévesque, C. Gagné and M. Parizeau. Efficient Sensor
Placement Optimization Using Gradient Descent and Probabilistic Coverage.
Sensors 2014, 14, 15525-15552; doi:10.3390/s140815525.
211
Киберфизические системы и технологии
2. Frank Y. S. Lin and P. L. Chiu. A Near-Optimal Sensor Placement
Algorithm to Achieve Complete Coverage/Discrimination in Sensor Networks.
IEEE COMMUNICATIONS LETTERS, VOL. 9, NO. 1, JANUARY 2005.
3. S. Richard. (2016). Optimal sensor placement using machine learning.
Computers & Fluids. 159. 10.1016/j.compfluid.2017.10.002.]
ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОПРОВОДИМОСТИ И
ЭЛЕКТРОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СВОЙСТВ В
МЕТАМОРФНЫХ СТРУКТУРАХ С ВЫСОКИМ
СОДЕРЖАНИЕМ InAs
М.Н. Виноградов, Д.А. Сафонов, В.Р. Фролова
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ –
Москва, Россия
+7(915)396-00-47, maxim260402@gmail.com
Ключевые слова: датчик Холла, экстремальная температура, точность
В работе исследуется работоспособность датчиков Холла при
температурах до 500°С путем отжига образцов и оценена
достоверность их показаний, а также влияние освещенности на
показания датчиков. Таким образом, было установлено, какую
температуру и время отжига способны выдержать датчики без
значительного ухудшения точности.
Датчики Холла используются в широком спектре бытовых и
измерительных систем. Такие сенсорные системы должны
обеспечивать высокую точность измерений в условиях
экстремальных температур.
Работа проводилась с серией датчиков Холла с квантовой ямой
In0,37Al0,63As/In0,37Ga0,63As/In0,37Al0,63As, выращенной на
подложке GaAs - подобные датчики широко распространены в
измерительных системах [1]. Отжиг производился при помощи
установки DCA M600 в условиях сверхвысокого вакуума (10-7 мм.
212
Киберфизические системы и технологии
рт. ст.). Для исследования влияния времени отжига на количество
дефектов производились измерения в охлажденной камере Ecopia
HMS 5000. Параметрами образцов, характеризующими их
качество, были выбраны поверхностная концентрация электронов,
их подвижность электронов, а также удельное сопротивление
образца.
Проведенные
в
темноте
измерения
поверхностной
концентрации датчика после 30 секундного отжига показывают
стабильное
значение
концентрации.
При
освещенности
зависимость обладает характерным максимумом, и с ростом
температуры стремится к полученным в темноте значениям.
Удельное
сопротивление
образцов
увеличивалось
с
повышением длительности отжига, за 600 секунд увеличившись на
4,5%, подвижность электронов в образце понизилась менее чем на
1%. Изменение других характеристик принимается как
незначительное.
Отжиг не провоцирует генерацию дефектов. Ухудшение
параметров может быть вызвано тепловой диффузией при высоких
температурах.
Замечено, что после 300 секунд отжига характеристика
перестает ухудшаться, понижение проводимости составляет менее
4%.
Отжиг при температуре 400°С вызывает ухудшение ключевых
характеристик образца не более чем на 5%.
Эксперимент показал, что при 500°С на датчике с 600секундным отжигом параметр концентрации отличается от
значения при 400 градусах на 40%.
По результатам проделанной работы можно установить, что
значительное ухудшение параметров датчиков происходит при
отжиге в температурном диапазоне от 400 до 500 градусов
Цельсия. Причиной ухудшения параметров может являться
размытие границ слоев, так как в данной структуре предусмотрено
большое содержание индия, а это материал, который очень легко
сегрегирует при повышенных температурах [2].
Литература
1. Бугаев, А.С. Полупроводниковые гетероструктуры InAlAs/InGaAs с
метаморфным буфером InAlGaAs: конструкция, технология, применение /
213
Киберфизические системы и технологии
А.С. Бугаев, Г.Б. Галиев, П.П. Мальцев, С.С. Пушкарев, Ю.В. Федоров //
Нано- и Микросистемная Техника. – 2012. - № 10 (147). – С. 14.
2. Дроздов Ю. Н. и др. Сегрегация индия при выращивании квантовых
ям InGaAs/GaAs в условиях газофазной эпитаксии //Физика и техника
полупроводников. – 2003. – Т. 37. – №. 2. – С. 203-208.
НЕЙРОСЕТЕВОЙ АНАЛИЗ ЦИФРОВОГО ШУМА
ИЗОБРАЖЕНИЯ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ
ВНЕСЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
В.А. Дьяков, А.И. Максимкин
НИЯУ МИФИ, Москва
+7(977)729-11-50, v.a.djakov@mail.ru
Ключевые слова: цифровая обработка изображений, шум цифрового
изображения, машинное обучение, сверточные нейронные сети.
Определение достоверности цифрового изображения становится
все более актуальной задачей, поскольку с развитием
информационных
технологий
появляется
все
больше
общедоступных инструментов для редактирования. Особенно
данная проблема актуальна в рамках цифровизации и
автоматизации документооборота. При этом обнаружение
внесенных изменений в цифровое изображение отличается от
традиционного
обнаружения
семантических
объектов
классической задачи компьютерного зрения, потому что больше
внимания уделяется артефактам фальсификации, чем содержимому
изображения, что предполагает необходимость изучения более
сложных признаков и зависимостей.
В работе [1], посвященной выявлению сложных признаков для
определения факта манипуляции с изображениями, используется
подход совместного анализа цифрового шума изображения и его
RGB представления. Авторы используют достижения стегоанализа
[2] и применяют SRM-фильтр для создания шумовых особенностей
214
Киберфизические системы и технологии
на изображении. В качестве результата на простом наборе данных
исследователи получили значительно лучшие результаты по
сравнению с классической нейросетевой обработкой изображения
только в RGB представлении, что доказывает высокую
эффективность анализа цифрового шума в рамках данной задачи.
Целью работы является разработка алгоритма автоматического
анализа достоверности цифрового изображения на основе
двухканальной сверточной нейронной сети для применения
вышеописанного подхода на более сложном наборе данных фотографиях и сканах российских паспортов.
Доступный набор данных состоит из не отредактированных
фотографий и сканов российских паспортов. Для обучения
современных сверточных нейронных сетей необходимо по
меньшей мере несколько тысяч изображений. При этом не
существует какого-либо общедоступного набора данных с
отредактированными или фальсифицированными с помощью
цифровых технологий документами. Поэтому в ходе работы был
разработан алгоритм автоматической замены фотографии в
паспорте с помощью сегментационной нейронной сети, на основе
которого был сформирован итоговый набор данных для обучения с
учителем.
Было проведено несколько экспериментов с разными
архитектурами
нейронных
сетей,
которые
подтвердили
применимость данного подхода в задаче выявления фальсификации
и внесения несанкционированных изменений в цифровое
изображение.
Литература
1. Peng Zhou; Xintong Han; Vlad I. Morariu; Larry S. Davis. Learning
Rich Features for Image Manipulation Detection, eprint arXiv:1805.04953,
2022, pp. 1-8, doi: 10.48550/arXiv.1805.04953
2. J. Fridrich and J. Kodovsky. Rich models for steganalysis of digital
images, IEEE Transactions on Information Forensics and Security (TIFS),
2012, pp. 2-4, doi: 10.1109/TIFS.2012.2190402
215
Киберфизические системы и технологии
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА СБОРЩИКА ЭНЕРГИИ ДЛЯ
АВТОНОМНЫХ СРЕДСТВ ТЕХНИЧЕСКОЙ
ДИАГНОСТИКИ ОТВЕТСТВЕННЫХ
КОНСТРУКЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АЭС
А.А.Ёлкин2, А.И.Максимкин1
1,2
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+7(919)6851966, yolkinanton11@gmail.com
Ключевые слова: сборщик энергии, возобновляемые источники
энергии.
Проблемы поиска источников энергии для удаленных
автономных устройства особенно остра в последние несколько лет.
Это связано с необходимостью обеспечения полной автономности
в местах, где не заложена проводка технической документацией
или же когда нужно оперативно развернуть диагностическую сеть
без выполнения сложных монтажных работ.
Одним из самых доступных, но в то же время нетривиальных
источников энергии являются вибрации, представляющие собой
стабильные механические колебания, вызванные работой
определенных современных технологических устройств и
установок, используемых в производственных процессах. Наиболее
простым способом сбора подобной энергии является применения
пьезоэлектрических элементов [1]. Такие устройства могут питать
автономные системы, закрепленные на узлах машин, станков,
архитектурных конструкций. Также они будут эффективны на
трубопроводах АЭС, по которым под высоким давлением движется
теплоноситель.
В обычном исполнении пьезоэлементы совершают колебания в
двух противоположных направлениях, поэтому на выходе
возникает переменный ток [2]. При установке виброгенератора,
состоящего из двух пьезоэлементов, один конец закрепляется на
вибрирующем основании, а другой остается свободным.
216
Киберфизические системы и технологии
Эффективность работы такой системы зависит от резонансной
частоты получившегося маятника.
Рис.1. Функциональная схема преобразователя
Преобразователь состоит из модуля сбора энергии,
преобразующего колебания в электроэнергию, выходящего на
выпрямительное устройство, предназначенное для выпрямления
полученных токов и напряжения. Устройство управления
получаемой энергией, находясь в спящем режиме, накапливает
энергию до необходимого уровня, достаточного для питания
микроконтроллера, обрабатывающего данные с датчиков, и
отправляющего сигнал на Bluetooth - модуль. По завершению
процедуры «Запас энергии – питание аппаратной части
преобразователя», цикл повторяется.
Литература
1. 1. Бугаев В. Сборщики энергии вибраций от Mide Technology
приходят на смену батарейкам [Текст] / В.Бугаев, В. Дидук, М. Мусиенко
// Новости электроники. – 2015. – №7. – с. 23 – 27.
2. Mide Volture [Электронный ресурс] // Datasheet. – REVISIONN0.
002. –с. 1 – 7. –Добавлено: 01-23-2013. –Проверено: 12.04.2017.
https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Mide%20Technology%20P
DFs/Volture.pdf
217
Киберфизические системы и технологии
ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИОННОГО ТОКА НА
ПОВЕРХНОСТИ МИШЕНИ
Н.Д. Козлов
НИЯУ «МИФИ», г. Москва
+7(905) 506 70-88, e-mail:ndkozlov2001@mail.ru
Ключевые слова: эксперимент, моделирование, распыление.
Ввиду развития горнодобывающей промышленности задача
повышения эффективности добычи сырья становится актуальной
как никогда. Нейтронные методы анализа материалов, например
метод меченных нейтронов, позволяют исполнить поставленную
задачу. Данный метод заключается в одновременной регистрации
α- и γ-излучений и их последующем соотношении. Это позволяет
точно определить интересующий нас малоразмерный объект в
большом объёме. Для увеличения точности метода необходимо
уменьшить область, которая испускает нейтроны и α – частицы. В
свою очередь для этого необходимо уменьшить размер пучка
ионов, достигающих нейтрон – образующую мишень.
С целью исследования возможности фокусировки ионного
пучка на нейтрон – образующей мишени, было проведено
моделирование в среде COMSOL Multiphysics и поставлен
эксперимент, в котором проводилось облучение специально
изготовленной съёмной мишени ионами аргона. На рисунке 1а
показана плотность тока ионов аргона на мишени полученная при
моделировании. На рисунке 1б показан след пучка ионов на
мишени при эксперименте, где давление аргона устанавливалось на
уровне (3÷6)⋅10–4 Торр, на анод подавалось +2 кВ, на ускоряющий
электрод -25 кВ, экстрагируемый ток составлял 60-80 мкА, а
разрядный ток 300-600 мкА. Показано, что распределение ионного
тока на мишени, полученного в результате моделирования,
коррелирует со следами эрозии на мишени, образованными после
её облучения потоком ионов аргона.
218
Киберфизические системы и технологии
Рис.1. а) Распыленная поверхность мишени при моделировании, б)
Распыленная поверхность мишени при эксперименте в) Мишень в разрезе
На рисунках 1б и 1в представлено две области S1 и S2. Область
S2 подверглась наибольшему воздействию ионного тока и имеет
размеры 1±0,1 мм в диаметре с глубиной распыления 250±10 мкм.
Область малой интенсивность ионного воздействия S1 имеет
4,5±0,1 мм продольно и 5,5± 0,1 мм поперечно. Глубина
распыления области S1 составляет 50±20 мкм. Предположим, что
объём распыленного слоя в областях S1 и S2 пропорционален
величине тока в выделенном объёме. Тогда толщина распыленного
слоя в этих областях пропорциональна плотности тока в них:
(1)
где
h-толщина
распыленного
слоя;Y-коэффициент
распыления;j-плотность тока. Из этого предположения можно
сделать вывод, что плотность тока в S2 в 5 раз больше, чем в S1.
Однако из-за большей площади S1, объём распыленного в неё
материала больше.
Литература
1. И.А. Каньшин, А.А. Солодовников Измерение эмиттанса пучка
заряженных частиц в малогабаритных линейных ускорителях // Приборы
и техника эксперимента. – 2020. - № 3. – С. 30-39;
219
Киберфизические системы и технологии
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ
МОДУЛЯ СБОРА И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА БАЗЕ
МИКРОКОНТРОЛЛЕРА GD32F470ZKT6
И.Е. Мараев
НИЯУ МИФИ, Москва
89057826215, ivanmaraev@outlook.com
Ключевые слова: микроконтроллер, интерфейс передачи данных
Сегодня в условиях быстро развивающихся технологий и
повсеместного использования средств автоматизации, создание
эффективных систем сбора и передачи данных является актуальной
задачей во многих областях человеческой деятельности. И такие
системы особенно широко применяются в промышленности. Стоит
отметить, что задача получения и обработки данных во многих
сферах является нетривиальной и требует высокой надёжности от
системы. И поэтому решение на базе микроконтроллеров,
способных обрабатывать достаточно большой поток данных при
своих малых размерах, очевидно, становится наиболее актуальным.
Последние несколько лет самым распространенным решением
для промышленности являлись МК (микроконтроллеры) линейки
STM32 производства компании STMicroelectronics (США). Однако
в сложившейся экономической и политической ситуации
разработка в России устройств на базе выше упомянутых МК стала
нецелесообразной. В данной работе приводится исследование
аналогов с целью выбора подходящего решения, в результате
которого был выбран микроконтроллер GD32F470ZKT6
производства компании GigaDevice (КНР).
Основными задачами модуля являются получение и обработка
команд от оператора через консольное приложение на ПК
(персональный компьютер), получение и запись в память данных с
АЦП (аналого-цифровой преобразователь), вывод своего состояния
на индикаторную панель. Функциональная схема одной из
возможных систем приведена на Рис.1
220
Киберфизические системы и технологии
Главными
параметрами
модуля,
определяющими
производительность, и как следствие, успешность системы
являются скорость и точность передачи данных. Для достижения
поставленных целей в работе используется интерфейс RS-232C для
связи ПК с модулем и интерфейс SPI для обмена данными
устройства с Flash-памятью или АЦП. Общение по интерфейсу RS232C организовано с помощью протокола пакетной передачи
данными.
Рис.1. Функциональная схема модуля сбора и передачи данных на базе
микроконтроллера GD32F470ZKT6
В результате проведенного исследования, было разработано
ПО для микроконтроллера GD32F470ZKT6, позволяющее
взаимодействовать с ним через консольные приложения на ПК.
Литература
1. Магда Ю., Программирование и отладка C/C++ приложений для
микроконтроллеров ARM // Магда Ю. - М.: ДМК Пресс, 2012.
2. Гук М., Интерфейсы ПК // Гук М. – СПб: ЗАО «Издательство
«Питер», 1999.
221
Киберфизические системы и технологии
3. GD32F470ZKT6 [Электронный ресурс] // Datasheet. https://datasheet.lcsc.com/lcsc/2207141800_GigaDevice-Semicon-BeijingGD32F470ZIT6_C5110333.pdf.
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ГОРЕНИЯ “ПАРАЗИТНОГО” РАЗРЯДА В
ПЕННИНГОВСКОМ ИОННОМ ИСТОЧНИКЕ
Налтакян Ю.В.,
НИЯУ МИФИ, г. Москва
Контактный телефон: +7(910)-164-57-39,
E-mail: yurinaltakian@mail.ru
Одной из причин выхода из строя газонаполненной нейтронной
трубки генератора меченых нейтронов [1] является запыление
керамического изолятора ножки пеннинговского ионного
источника (ИИ), т.е. образование металлической проводящей
пленки между креплением анода и катодом (корпусом ИИ). Одним
из предположений объясняющей данный факт является распыление
катода паразитным тлеющим разрядом в области тыльной стороны
катода около ножки крепления анода.
В данной работе проводился эксперимент по визуализации
области горения паразитного разряда в пенинговском ионном
источнике. Для этого в вакуумной камере [2] размещался
исследуемый ионный источник со специальным вырезом в корпусе
ИИ для наблюдения тыльной области за катодом (Рис.1a).
Давление рабочего газа (водорода) варьировалось на уровне 0,1 ÷ 2
мТорр и поддерживалось в режиме непрерывной откачки. На анод
ИИ подавалось постоянное напряжение положительной полярности
2 кВ, корпус ИИ заземлялся через амперметр. Проводилась фото
фиксация паразитного разряда в области между экраном крепления
анода и катодом (см. рис. 1b). В качестве примера на рис.1c
показана область между экраном и катодом, в которой было
заметно свечение. Как видно на рис.1c при давлении 2 мТорр и
разрядном токе 9,2 мА есть две области горения разряда:
222
Киберфизические системы и технологии
тороидальное свечение в области за катодом ИИ и свечение
непосредственно вблизи ножки анода (проходящей через катод)).
Рис.1. Ионный источник: а) фото геометрии б) сечение CAD модели с)
фото регистрации паразитного разряда. 1 – питание анода; 2 – питание
катода; 3 – керамический изолятор; 4 экран; 5 – траверсы; 6 – катод;
Также в работе проведено моделирование магнитного и
электрического полей (COMSOL), которое показало существование
области свечения. Таким образом, показано, что данный
паразитный разряд горит в просачивающемся магнитном поле,
которое выходит за рабочую область разряда (между анодом и
катодами) и электрическим поле токопроводящих держателей
анода.
Литература
1. Нейтронные генераторы для элементного анализа веществ и
материалов.
–
[Электронный
ресурс].
–Режим
доступа:
http://vniia.ru/prodaction/neitronnie-generatory/elementniy-analiz/neytronnyegeneratory-dlya-elementnogo-analiza-veshchestv-i-materialov.php;
2. И.А. Каньшин, А.А. Солодовников Измерение эмиттанса пучка
заряженных частиц в малогабаритных линейных ускорителях // Приборы
и техника эксперимента. – 2020. - № 3. – С. 30-39;
223
Киберфизические системы и технологии
Модуль
трассировки
частиц
COMSOLMultiphysics.
–
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.comsol.com/particle-tracingmodule/;
3.
СИСТЕМА СБОРА СТАТИСТИКИ И МОНИТОРИНГА
СОСТОЯНИЯ ДОРОЖНОГО ПОЛОТНА ДОРОГ РОССИИ
Д.Е. Науменко
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
г. Москва
+7 (937) 951-17-02, dnaumenko.official@yandex.ru
Ключевые слова: контроль состояния дорог, машинное обучение.
Транспорт является одной из крупнейших системообразующих
базовых отраслей, имеющей тесные связи со всеми элементами
экономики и социальной сферы.
В свою очередь для транспорта важнейшую роль играют дороги.
Низкий технический уровень дорог обусловливает высокий
уровень транспортной составляющей в себестоимости продукции и
высокую себестоимость перевозок.
Одним из основных факторов низкого технического уровня
дорог является неудовлетворительное состояние дорожного
полотна, выражаемого в виде ям и неровностей. Данный фактор
влечёт за собой появление пробок, снижение уровня безопасности
на дорогах, а также повышенных затрат на необходимость
регулярного технического обслуживания транспортного средства.
Важной составляющей в решении проблемы плохих дорог
является задача сбора информации и статистики о состоянии
дорожного полотна на всех участках дорог. В данной работе
рассматривается применение алгоритмов машинного обучения для
анализа
данных
акселерометра
мобильного
телефона,
представленных в виде временных рядов.
Данные о состоянии дорог собирались с помощью смартфона.
Смартфон был закреплен на приборной панели тестового
автомобиля, чтобы исключить необходимость в сложных
алгоритмах калибровки ориентации. Во время сбора данных
224
Киберфизические системы и технологии
испытуемый автомобиль поддерживался на относительно
постоянной скорости 30±5 км/ч.
Данные показаний акселерометра, включая показания по осям x,
y и z, были напрямую экспортированы с аппаратного датчика
смартфона (датчик STMicroelectronics LSM6DSM) Android
SensorManager.
Предварительная обработка данных основывается на трёх
этапах:
1. Анализ PSD для идентификации периодических сигналов,
вносимых испытуемыми автомобилями;
2. Фильтрация периодических сигналов и низких частот;
3. Восстановление сигналов с помощью обратного БПФ.
Анализ данных основывается на классификации дорожных
дефектов. Для этого был использован неконтролируемый алгоритм
машинного обучения с кластеризацией k-средних.
При оценке дефектов, помеченных вручную, предложенный
метод достиг высокой полноты (87 %), но низкой точности (46 %).
то есть предложенный метод смог правильно идентифицировать
большинство дефектов, но ошибочно классифицировал ряд
нормальных участков дороги как содержащие дефекты, что в целом
демонстрирует возможность использования датчиков смартфона
для определения состояния дорожного покрытия.
Литература
1. The world’s first gps mooc and worldwide laboratory using smartphones.
In Proceedings of the 28th International Technical Meeting of the Satellite
Division of the Institute of Navigation (ION GNSS+ 2015) / van Diggelen, F.;
Enge, P. // Tampa, FL, USA, 14–18 September 2015; pp. 361–369.
2. A.I. Machine Learning Algorithms Application to Road Defects
Classification / Nguyen, T.H.; Nguyen, T.L.; Sidorov, D.N.; Dreglea, A.I. // Int.
J. Intell. Decis. Technol. 2018, 12, 59–66.
225
Киберфизические системы и технологии
СОЗДАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ 3D-СЦЕН НА ОСНОВЕ
ГЕОДАННЫХ ДЛЯ ОТРАБОТКИ НАВЫКОВ ОПЕРАТОРОВ
ПО ОБРАЩЕНИЮ С РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМИ
КОМПЛЕКСОМ
П.А. Паринова
НИЯУ МИФИ, г. Москва
PAParinova@mephi.ru, +7(915)544-99-54
Ключевые слова: 3D-сцена, геоданные, виртуальный тренажер.
Одной из приоритетных задач современной атомной
отрасли на сегодняшний день является практическое применение
передовых разработок в сфере 3D-визуализации для решения
актуальных инженерных и производственных задач, а также задач,
связанных с подготовкой кадров.
В данной работе представлена методика генерации
виртуального ландшафта произвольно заданной местности с
использованием данных географических информационных систем
для применения в 3D-тренажерах. Для разработки выбрана
российская межплатформенная среда UNIGINE 2 SIM [1].
Методика позволит создавать виртуальные 3D-тренажеры
широкого применения с географической привязкой к местности.
Данная сцена разрабатывается с целью отработки навыков
оператора РТК по удаленному управлению ходовой платформой и
навесным оборудованием комплекса, что особенно актуально в
экстремальных условиях, например, с повышенным радиационным
фоном. Разрабатываемая виртуальная сцена позволит персоналу
регулярно отрабатывать практические навыки по эксплуатации
РТК в безопасной виртуальной среде.
Был проведен сравнительный анализ современных сред
разработки виртуальных 3D-сцен, подобрана и описана методика
для построения сцены для реализуемого проекта, учитывающая
особенности рельефа испытательного полигона. Использованные в
настоящей работе геоданные позволяют разработчику связывать
226
Киберфизические системы и технологии
данные с конкретным местом на земной поверхности и выполнять
различные задачи пространственного анализа и визуализации [2].
Результатом работы является смоделированная 3D-сцена,
представляющая собой цифровую копию испытательного полигона
с 3D-моделями оборудования, инструментов и препятствий. В ходе
работы были рассмотрены инструменты генерации виртуальных,
деформируемых в реальном времени ландшафтов на основе ГИСданных, с географической привязкой к местности, что позволит
отрабатывать действия операторов с учетом рельефа местности.
Литература
1. Программный комплекс UNIGINE SDK, Свидетельство о
государственной регистрации программы для ЭВМ 2014660370, Aug 13,
2014.
2. Geocoding Fundamentals and Associated Challenges / C. Owusu, Y. Lan,
M. Zheng, W. Tang // Geospatial Data Science Techniques and Applications. –
2017. – № 9. – с. 41-62.
227
Киберфизические системы и технологии
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ
ДЕФЕКТНОСТИ ТОПЛИВНЫХ ТАБЛЕТОК
МЕТОДОМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РЕЗОНАНСНОЙ
СПЕКТРОСКОПИИ
Т.Р. Теличко, Б.Ф. Ануфриев, В.С. Белов
НИЯУ МИФИ, Москва
+79035673327, tima.telichko@gmail.com
Ключевые слова: акустический резонанс, АЭС, цифровая обработка
сигналов, топливные элементы.
Степень качества изготовления таблеток является важным
параметром. Некоторые топливные таблетки могут быть
произведены с внутренними или наружными дефектами, что
является
недопустимым.
Улучшение
качества
методов
неразрушающего контроля, применяемых для определения
дефектов, позволит повысить эффективность производства и
изменить существующие способы контроля качества топливных
таблеток. Ультразвуковой резонансный метод [1] позволяет с
высокой точностью выявить различные по локализации и форме
дефекты без нарушения оболочки.
Целью моей работы является определение информативных
участков на кривой акустических резонансов, сравнение
резонансных кривых дефектных таблеток и качественных их
образцов, построение виртуальной модели в системе COMSOL с
целью сравнения виртуального эксперимента с реальным, а также
выявление скрытых признаков, определяющих наличие скрытых
дефектов в топливных таблетках.
Полученный набор данных состоит из следующих частей:
данные идеального образца, не содержащего дефектов, а также
данные образца, имеющего дефект с возможностью точной
настройки местоположения и типа дефекта.
Было проведено несколько измерений с различными дефектами
в экспериментальных образцах. По проведенным испытаниям были
228
Киберфизические системы и технологии
получены визуализации для электрического потенциала источника
ультразвуковых волн, распространение продольных волн от
источника в исследуемом образце, а также сравнительный график,
по которому можно определить, как именно внутренний дефект
сказывается на частотах графика.
Полученные результаты показывают применимость методов
использования программы моделирования COMSOL для задачи
выявления как внутренних, так и наружных дефектов в топливных
таблетках, а также полученные результаты свидетельствуют о
возможности внедрения способа в текущий способ контроля
качества топливных таблеток для АЭС.
Литература
1. Лепендин Л.Ф. Акустика. – М.: Высшая школа, 1978. – 448 с.
2. Баранов В.М. Акустические измерения в ядерной энергетике. – М.:
Энергоатомиздат, 1990
3. Скучик Е. Простые и сложные колебательные системы. – М.: Мир,
1971.
4. Скучик Е. Основы акустики. – М.: Мир, 1976.
5. Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. – М.:
Машиностроение, 1970.
229
Киберфизические системы и технологии
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ
ЧИСТОТЫ ГЕЛИЯ В ТВЭЛЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ
РЕЗОНАНСНЫМ МЕТОДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
НЕЙРОСЕТЕЙ
П.А. Тихомиров, Б.Ф. Ануфриев, С.П. Мартыненко
НИЯУ МИФИ, Москва
+7(916)318-28-22, p.tikhomirov.study@mail.ru
Ключевые слова: акустический резонанс, твэл, цифровая обработка
сигналов, машинное обучение, нейронные сети.
Степень чистоты гелия в твэле ядерного реактора является
важным параметром. Концентрация гелия по разным причинам
может снижаться до 97-98% и ниже, что является недопустимым.
Улучшение качества методов неразрушающего контроля,
применяемых для определения этого параметра, позволит повысить
экономическую эффективность производства. Ультразвуковой
резонансный метод [1] позволяет с высокой точностью определить
различные характеристики внутритвэльной среды без нарушения
герметичности твэла. Одной из проблем при интерпретации
результатов контроля является выявление информативных
параметров при регистрации спектра резонансных частот,
возбуждаемых в твэле. Алгоритмы машинного обучения позволяют
автоматически выделять диапазоны информативных частот и
генерировать новые признаки, которые могут оказаться полезными
при исследованиях.
В работах [2-3], посвященных дефектоскопии различных
объектов с помощью акустических резонансов, в качестве
признаков для обучения используются спектрограммы, также
показаны результаты применения большого количества алгоритмов
разной природы. В обоих исследованиях результирующее качество
получается очень высоким (accuracy и f1 score ≈ 1).
Целью моей работы является определение информативных
участков на кривой акустических резонансов, возбуждаемых в
230
Киберфизические системы и технологии
твэле, и выявление скрытых признаков, отвечающих за чистоту
гелия в твэле.
Набор данных состоит из двух классов: данные акустических
исследований на имитаторах твэлов (61 запись) с различной
концентрацией гелия и данные, полученные на реальных твэлах (37
записей), в одном из которых не содержит гелий.
Было проведено несколько экспериментов с различными
признаками и моделями. С помощью данных, полученных на
имитаторах твэлов с известной чистотой гелия, была реализована
задача обучения с учителем по предсказанию концентрации газа,
которая показала хороший результат (средняя абсолютная ошибка
≤ 2.5%).
При кластеризации реальных твэлов удалось подобрать
параметры нескольких алгоритмов таким образом, что в различных
признаковых пространствах один из образцов мог быть определен
как “не содержащий гелий”.
Полученные результаты показывают применимость методов
машинного обучения для задачи выявления информативных
признаков при регистрации спектров резонансных частот даже в
условиях наличия малого количества данных. На текущем этапе
исследований сбор дополнительных данных позволит улучшать
качество решения основной задачи – контроля степени чистоты
гелия в твэле.
Литература
1. Аблеев А.Н., Ануфриев Б.Ф., Мартыненко С.П., Шульман Ю.С.
Система контроля чистоты гелия в твэлах ядерных реакторов //Датчики и
системы. – 2012. –№ 7. – С. 52-56.
2. Boger, J. Chakalasiya, K. Christofferson, Y. Wang and J. Raiti, "Induced
Acoustic Resonance for Noninvasive Bone Fracture Detection Using Digital
Signal Processing and Machine Learning," 2020 IEEE Global Humanitarian
Technology
Conference
(GHTC),
2020,
pp.
1-4,
doi:
10.1109/GHTC46280.2020.9342913
3. Ju, Y.C.; Kraljevski, I.; Neunübel, H.; Tschöpe, C.; Wolff, M. Acoustic
Resonance Testing of Small Data on Sintered Cogwheels. Sensors 2022, 22,
5814. https://doi.org/10.3390/s22155814
231
Киберфизические системы и технологии
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
Е.А.Трапезникова1,2, С.Г.Константинов2
1
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ,
г. Москва
2
ВНИИА им. Духова, г. Москва
конт. тел.: +79169416454, e-mail: elena.trapeznikova.01@mail.ru
Ключевые
слова:
блок
управления,
технологичность,
электрофизический комплекс, конструкторская документация.
Для сохранения конкурентоспособности производителям
постоянно требуется совершенствовать и улучшать свою
продукцию. Существенный вклад в решение этой задачи вносит
конструкторская работа, заключающаяся в улучшении физикомеханических свойств продукции. Проектируемая конструкция
должна соответствовать требованиям надежности, невысокой
себестоимости, простоты сборки, эксплуатации и технологичности.
Целью работы являлось создание новой конструкции блока
управления
электрофизического
комплекса,
обладающей
оптимальными
физико-механическими
параметрами.
Разработанное устройство предназначено для контроля и
регулирования исполнительного устройства системы управления
электрофизического комплекса. При разработке применялись
современные методы проектирования и технологии.
В ходе работы были изучены элементы, входящие в состав
проектируемого устройства, разработана компоновка прибора,
удовлетворяющая требованиям герметичности, работоспособности
в соответствующих климатических условиях и технологичности.
Проведены расчеты взаимозаменяемости составных частей
блока управления; разработана конструкторская и технологическая
документация.
Разработанная конструкторская документация блока управления
соответствует требованиям отраслевых стандартов.
232
Киберфизические системы и технологии
Литература
1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя:В 3-х
томах, Т.1 — 8-е изд., перераб. и доп./Под редакцией И. Н. Жестковой. М: Машиностроение, 2001. - 920 с., ил.
2. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя:В 3-х
томах, Т.2 — 8-е изд., перераб. и доп./Под редакцией И. Н. Жестковой. М: Машиностроение, 2001. - 920 с., ил.
3. В. Г. Маханьков, М. Г. Маньков, Е. В. Кулаков. Использование
технологии «Нисходящего проектирования» в CAD-системе Creo
Parametric // Решетневские чтения, 2015.
СИНТЕЗ СВЕРХМОЩНОГО КЛИСТРОНА С КПД
ДОСТИГАЮЩИМ 90% ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ
КОЛЛАЙДЕРОВ
В.Р. Фролова, О.А. Байкова, Д.А. Лемени-Македони,
М.Н. Виноградов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ –
Москва, Россия
Тел: 89154182904, e-mail: viktoria_frolova_01@mail.ru
Ключевые слова: клистрон, оптимизация, КПД.
В работе проводилось исследование возможности создания
сверхвысокочастотного мощного ускорителя,
в
котором
происходит преобразование постоянного потока электронов в
переменный и последующая группировка электронов в сгустки, с
выходной мощностью не менее 1,2 МВт в непрерывном режиме с
рабочей частотой 800 МГц и с КПД достигающим 90% для питания
перспективного коллайдера FCC, разрабатываемого в настоящее
время в ЦЕРНе, и других сверхмощных электрофизических
устройств.
Для питания коллайдера FCC требуются уникальные
сверхмощные
клистроны,
обладающие
следующими
233
Киберфизические системы и технологии
характеристиками: выходная мощность не менее 1,2 МВт в
непрерывном режиме, КПД не менее 80%. КПД выпускающихся
клистронов в настоящее время не превышает 70%.
Рассматриваемый в данной работе клистрон, с расчетным
КПД достигающим 80% и более, может быть синтезирован в среде
моделирования клистронов KlypWin.
В соответствии с методикой поэтапной оптимизации [1] на
основе подбора всех собственных частот группирующих
резонаторов и всех длин труб дрейфа последовательно
синтезированы оптимальные двух-, трех-, четырех-, пяти-, шести- и
семирезонаторные клистроны. КПД синтезированных клистронов с
ростом числа резонаторов непрерывно повышался, достигнув при
семи резонаторах насыщения на уровне 90,9%.
Ключевым параметром, влияющим на КПД, является
приведенная длина прибора. Полученные в работе зависимости
приведенной длины от числа резонаторов согласуются с опорными
результатами [2-4].
В результате работы смоделирован сверхмощный клистрон с
рабочей частотой 800 МГц с уникальными характеристиками:
выходная мощность около 1,3 МВт в непрерывном режиме и КПД
достигающим 90,9%. Такой клистрон может быть предложен в
качестве СВЧ-источника для коллайдера FCC и для других
перспективных коллайдеров.
Литература
1.
2.
3.
Байков А.Ю., Грушина О.А., Колунтаев И.В., Стриханов М.Н.
Поэтапная оптимизация клистрона с высоким КПД и с мощностью
пучка 8.5 МВт // Математика, информатика, естествознание в
экономике и в обществе (МИЕСЭКО 2014). Труды Всероссийской
научной конференции. - М.: МФЮА, 2014. -C. 117-123. ISBN 978-594811-176-6.
Байков А.Ю., Грушина О.А., Стриханов М.Н. Моделирование условий
достижения максимального КПД в клистронах дециметрового
диапазона. // ЖТФ, 2014. Т. 84. Вып.3. C. 113-119.
Baikov, A.Yu.; Marrelli, C.; Syratchev, I., "Toward High-Power Klystrons
With RF Power Conversion Efficiency on the Order of 90%" in IEEE
Transactions on Electron Devices, vol.62, no.10, pp.3406-3412, Oct. 2015,
doi: 10.1109/TED.2015.2464096.
234
Киберфизические системы и технологии
4.
Байков А. Ю., Байкова О.А. Моделирование сверхмощных
двухчастотных клистронов L-диапазона с КПД 90% //Вестник
национального исследовательского ядерного университета “МИФИ” М.: МИФИ, 2017. - Т. 6, №1. - С. 83–89.
235
Секция
«Цифровой и системный
инжиниринг»
Цифровой и системный инжиниринг
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА
ДЛЯ ЦЕЛЕЙ РАСЧЁТА ВЫХОДА ЭНЕРГИИ
ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СЫРЬЯ В БИОГАЗОВОМ
РЕАКТОРЕ
А.А.Бондаренко
НИЯУ МИФИ, Москва
89169332532, abndarenko@inbox.ru
Ключевые слова: биогаз, бизнес, перспективы, развитие.
Биогазовая станция – это комплекс инженерных сооружений,
состоящий из устройств для подготовки сырья, производства
биогаза и удобрений, очистки и хранения биогаза, производства
электрической и тепловой энергии.
Интенсивное развитие животноводства и птицеводства привело
к появлению проблемы переработки сельскохозяйственных
отходов. Между тем, энергетический потенциал переработки
отходов достаточно высок.
БиоЭС – Генерирующие объекты, функционирующие на основе
использования ВИЭ. Сырьем для производства биогаза могут стать
отходы
животноводства,
растениеводства,
пищевой
промышленности
и
канализационные
стоки.
Органические отходы перерабатываются в биогаз на биогазовой
установке.
При этом действующий бизнес получает:



несколько видов энергоресурсов: электроэнергию, тепло, газ,
моторное топливо
решение проблем утилизации органических отходов с
разделением их на чистую воду, биогумус и минеральные
удобрения с высоким содержанием азотной и фосфорной
составляющей
независимость от растущих тарифов и возможных сбоев в
поставках газа и электроэнергии
237
Цифровой и системный инжиниринг
Процесс получения биогаза из органических отходов
позволяет предотвратить выброс в атмосферу метана, который в 20
раз сильнее влияет на парниковый эффект, чем углекислый газ, и
находится в атмосфере порядка 12 лет. Производство 1000 м куб.
биогаза обеспечивает замещение 10 т выбросов СО2. Помимо
выбросов метана, накопление органических отходов ведет к
проблемам окисления почв, отчуждению сельскохозяйственных
земель и загрязнению грунтовых вод. Переработка отходов АПК в
биогаз и удобрения решает эту проблему. Работа биогазовой
установки непрерывна и регулируется автоматикой.
В данной работе представлен проект аналитической
платформы, с помощью которой российские фермеры смогут
определить по количеству голов скота и объёму производства
сельскохозяйственной продукции перспективы перевода их
хозяйства на биогазовые технологии и получить основные
финансовые расчёты проекта.
Рис.1. Схема устройства БГС
238
Цифровой и системный инжиниринг
Таблица 1
Расчёт потенциальной мощности биогазовой отрасли в России
Вид
животного
Крупный
рогатый
скот (КРС)
Мелкий
рогатый
скот(МРС)
Птицы
Колво
биогаза из
одной
тонны
отходов
(м3\тонну)
Колво млн.кубометров газа,
которые можно получить за
год
перевод в
МВт
29
6 293
1 560
79
1 659
378
59
2 360
602
Свиньи
20
1 300
222
Сумма
Итого
11 612
2 764
Литература
1.Золотухина Е.Б., Алфимов Р.В, Красникова С.А. «Моделирование
предметной области с использованием Enterprise architect».
2. К. Вигерс, Д. Битти «Разработка требований к программному
обеспечению»
3. Исследование возможности извлечения ценных компонентов из
шламов гальванических производств и других промышленных отходов с
целью их использования в качестве микроудобрений для сельского
хозяйства, Отчет, М., ВНИИ, ВМР, 1987 год
4. Голубев И.Г., Шванская И.А., Коноваленко Л.Ю., Лопатников М.В.
Рециклинг отходов в АПК: справочник, — М.: ФГБНУ
«Росинформагротех», 2011. - 296 с.
5. Р.П. Кутенков, С.А. Андрющенко, М.Я. Васильченко Прогнозы
обеспечения населения России отечественной мясомолочной продукцией
до 2030 г.
6. Основные показатели сельского хозяйства в России в 2021 г. Стат.
сб. М.: Росстат. - 2021г.
239
Цифровой и системный инжиниринг
ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ
РИСКАМИ И ПРОБЛЕМ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ
КОМПРЕССОРА ПРОПАНО-ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Ю.С.Боронина, А.С Королев
НИЯУ МИФИ, Москва 89877773237
Borona05@mail.ru
Ключевые слова: компрессор, метод, управления рисками
Цель нашего исследования заключается в анализе современных
методов управления рисками и проблем их применения на примере
компрессора пропано-холодильной установки.
Объектом исследования является компрессор пропанохолодильной установки, а предметом - методы управления
рисками.
В рамках практической части мы планируем провести
сравнительный анализ традиционных методов управления рисками
с современными методами. Мы рассмотрим конкретный пример
компрессора пропано-холодильной установки и проанализируем
возможные риски для данного компонента. Затем мы предложим
соответствующие методы управления рисками и оценим их
эффективность в условиях пропано-холодильной установки.
Анализ современных методов управления рисками в
производственных системах и проблем их применения, оценки и
стандартизации является ключевым вопросом, с которым
сталкиваются многие организации, начиная с малых стартапов и
заканчивая крупными конгломератами. Одним из важных
моментов в управлении рисками является контроль за качеством
производимой продукции. Важно не только производить
качественную продукцию, но и правильно проводить испытания на
соответствие установленным стандартам.
Одним из примеров нарушения процедур и нормативов является
отклонение герметизирующего компаунда от металлического
корпуса в пропано-холодильной установки. При отклонении
240
Цифровой и системный инжиниринг
герметизирующего компаунда от металлического корпуса,
возможно попадание пропана в окружающую среду, что
представляет опасность для здоровья людей и окружающей среды.
Рассмотрим проблему применения методов :
Первым методом управления рисками является диаграмма
Исикавы. Этот метод позволяет определить корень проблемы, а
также выявить её возможные причины. В данном случае причиной
отклонения герметизирующего компаунда может быть:
- Некачественный материал корпуса.
- Недостаточный надзор за процессом монтажа.
- Нарушение технологии применения герметизирующего
компаунда.
- Превышение предельных значений давления в установке.
Однако, он не дает конкретных рекомендаций по управлению
рисками и может не учитывать специфических факторов,
связанных с данным процессом.
Вторым методом является применение карты рисков.
Карта рисков может решить эту проблему, позволяя более четко
определить вероятность и влияние рисков, а также их масштаб.
Однако, она также может быть неполной, если не учитывать другие
факторы, такие как экономические, социальные или политические,
которые могут негативно сказаться на производственном процессе.
Третьим методом является применение FMEA-анализа.
FMEA-анализ, в свою очередь, позволяет выявлять и
рассматривать все возможные потенциальные проблемы и риски.
Однако, он может быть трудоемким и затратным процессом,
особенно при работе с большим количеством данных.
Таким образом, применение современных методов управления
рисками имеет свои преимущества и недостатки.Результатами
нашего исследования позволят организациям принимать более
обоснованные решения в области управления рисками при выборе
метода и представят возможность повысить эффективность
управления рисками в производственных компаниях.
241
Цифровой и системный инжиниринг
Литература
1. Санников А.А., Куцубина Н.В. Системный анализ при принятии
решений: учебное пособие. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т,
2015. – 137 с. ISBN 978-5-94984-539-4
2. ГОСТ Р 51814.2 – 2001. Метод анализа видов и последствий
потенциальных дефектов.
3. Ефимов, качества проектов и процессов: учебное пособие / . –
Ульяновск: УлГТУ, 2004. – 185 с.
ОЦЕНКА КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ И
ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В
ЭЛЕКТРОСЕТЕВОМ КОМПЛЕКСЕ
П.А.Демидова, М.А.Булатенко
НИУ МЭИ, город Москва
тел. +79106181100, e-mail polidemidova2.0@gmail.com
Ключевые слова:
оценка
отечественные производители,
комплекс.
конкурентоспособности, методика,
VR/AR-технологии, электросетевой
Цель исследования: разработать эффективную методику оценки
конкурентоспособности VR/AR-технологий для конкретной
отрасли с учетом высоких темпов развития на отечественном
рынке производителей.
Актуальность работы связана с необходимостью владения
объективной информацией о возможностях и направлениях
развития VR/AR-технологий для применения в электросетевом
комплексе при разработке прогнозов и оперативных планов,
определении
стратегии
цифрового
развития
с
учетом
необходимости импортозамещения и повышения экономической
эффективности деятельности.
242
Цифровой и системный инжиниринг
Практическая
значимость:
результаты
работы
могут
использоваться в деятельности предприятий, подбирающих
отечественные технологии по конкретным требованиям с
меньшими затратами.
В условиях рыночной экономики важно оценивать
конкурентоспособность продукции, включая технологии VR/AR.
Для эффективного анализа необходимо выбрать метод,
обеспечивающий функциональную полноту и достоверность
оценки.
В работе рассмотрены и определены существующие методы
оценки уровня конкурентоспособности, подходящие для
исследуемой продукции. При значительно различающихся
результатах с использованием аналитических и графических
методов, возможно создать новый, используя элементы нескольких
для получения более объективной оценки продукции.
Разработанная методика позволяет выявить резервы повышения
конкурентоспособности для предприятий за счет выявления
ключевых факторов успеха на исследуемом рынке и предоставляет
электросетевому комплексу методический инструментарий для
выбора эффективного оборудования и его внедрения в бизнеспроцессы с минимальными затратами.
В ходе проведения исследования преимуществ и недостатков
различных методик оценки конкурентоспособности были
выделены следующие бизнес-процессы, протекающие на
предприятии после внедрения технологий VR/AR: обучение с
помощью симуляторов, оптимизация производственных процессов,
применение аугментированной реальности для технического
обслуживания, визуализация данных, управление оборудованием.
Все это часть возможных применений VR/AR, от которых в
электроэнергетике ожидается рост.
Некоторые технологии могут быть применимыми в разных
бизнес-процессах одновременно. Ввиду этого была произведена
выборка технологий VR/AR для выполнения определенной
операции.
Для
того,
чтобы
разработанная
методика
оценки
конкурентоспособности имела многофункциональный характер,
рассматривается
ряд
моделей
разных
отечественных
производителей.
243
Цифровой и системный инжиниринг
Таким образом, в рамках новой методики будут
анализироваться различные технологии, используемые в сфере
VR/AR в электросетевом комплексе, с учетом частных
особенностей. Каждая модель имеет свои параметры, которые
важны при оценке конкурентоспособности продукции.
Литература
1.
Лобанов
М.М.
Основные
принципы
оценки
конкурентоспособности/М.М.Лобанов, Ю.М.Осипов//Маркетинг в России
и за рубежом. – 2001. - №6. – С. 53-58.
2. Лифиц И.М. Формирование и оценка конкурентоспособности
товаров и услуг: учебное пособие/И.М.Лифиц. – М.: Юрайт-Издат, 2004. –
С. 335.
3.
Рокотянская
В.В.,
Герасимова
А.Н.
Особенности
конкурентоспособности
продукции
промышленных
предприятий//Статистика и экономика. – 2015. - №2.
СИСТЕМА ЦИФРОВОГО СКАНИРОВАНИЯ
НАСЫЩЕННЫХ ОБОРУДОВАНИЕМ ПОМЕЩЕНИЙ В
ЦЕЛЯХ РЕВЕРСИВНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
В.А. Екимовская, К.А. Мочкин, Д.М. Налитов, Е.А. Стогний
НИЯУ МИФИ, Москва
+7(916)485-99-11, Lera.ek00@mail.ru
Ключевые слова: BIM, лазерное сканирование, лидар, облако точек
Построение цифровых двойников сложных инженерных
объектов является актуальной и важной задачей в процессе
цифровой трансформации индустрии. Такой подход к
комплексному производству, сбору, хранению и работе с
информацией носит устойчивое наименование BIM (Вuilding
Information
Modelling).
Технология
информационного
моделирования активно применяется многими компаниями и
244
Цифровой и системный инжиниринг
проектными институтами для организации своей деятельности на
всех этапах жизненного цикла производственных объектов. Но при
этом данная технология начала активно применяться в
проектировании лишь последнее десятилетие и существует
множество объектов капитального строительства, построенных без
применения этой технологии. Такие объекты не имеют
информационной модели, которая позволила бы упростить процесс
реконструкции здания, модернизации и вывода его из эксплуатации
[1]. Поэтому возникает необходимость в инструментах по
формированию
информационной
модели
существующих
объектов. Промышленные решения по получению облака точек
сложных инженерных объектов обладают высокой дороговизной,
поэтому цель этой работы – создание низко бюджетного
функционального инструментария для построения BIM моделей
существующих инженерных объектов на базе трехмерного
лазерного сканирования.
В рамках первой итерации работы были поставлены и
выполнены следующие задачи:
1. Проведен обзор существующих решений в области
реверсивного проектирования, лазерного сканирования как
инструмента получения облака точек, и алгоритмов по
преобразованию полученных данных в геометрические объекты.
2. Разработана
концептуальная
физическая
и
программная архитектура аппаратно-программного комплекса на
базе заводского двухмерного лидара.
3. Реализована первая версия аппаратно-программного
комплекса и проведена апробация полученного инструмента.
Испытания аппаратно-программного комплекса показали
принципиальную работоспособность предложенного решения, но
при этом выявили потребность в доработке как физической, так и
программной части инструмента. По результатам анализа работы
первой версии прототипа проведен анализ необходимых доработок.
Авторами спроектирована и изготавливается вторая версия
прототипа аппаратной части комплекса, а также разрабатывается
комплекс программного обеспечения к нему.
Дополнительно поставлена задача корректной сшивки
облаков точек, снятых при различных позициях измерительного
245
Цифровой и системный инжиниринг
комплекса на базе инновационного подхода к определению
координат измерительного контейнера в замкнутом помещении.
Литература
1. S. Ochmann, R. Vock, R. Klein, Automatic reconstruction of
fully volumetric 3d building models from oriented point clouds, ISPRS J.
Photogram. Rem. Sens., 151 (2019), pp. 251-262
2. Hyojoo Son, Changwan Kim, Yelda Turkan, Scan-to-BIM - An
Overview of the Current State of the Art and a Look Ahead, Pages 1-8 (2015
Proceedings of the 32nd ISARC, Oulu, Finland, ISBN 978-951-758-597-2,
ISSN 2413-5844)
3. Жабицкий М.Г., ЧерненкоК.В., Метод высокоточного
определения трехмерных координат приборного контейнера в замкнутых
радиоизолированных помещениях без предварительной разметки, Заявка
на изобретение № 2023108198 (017690) от 01.04.2023.
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ
РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ
ЯДЕРНЫХ ИСПЫТАНИЙ
А.Н. Елагина, А.Д. Говорухин, А.С. Серова, М.А. Уткин
НИЯУ «МИФИ», Москва
Тел: + 7(925)2630237,
Linasvetlaya14@yandex.ru
Ключевые слова: VR, ядерные испытания, математическая модель,
заражение.
В статье исследуется возможность применения технологии
математического аппарата по отображению зоны распространения
радиационных полей в зоне проведения ядерных испытаний, а
также визуализация построенной модели при помощи технологии
виртуальной реальности. Также рассматривается применимость
математического аппарата для исследования накопления
делящихся материалов в зоне предполагаемого ядерного взрыва.
Целью работы является использование выбранной технологии для
проведения
анализа
вероятности
загрязнения
ядерными
246
Цифровой и системный инжиниринг
продуктами окружающей среды в области проведения ядерных
испытаний, а также влияния радиационных полей на живые
организмы в данной местности.
Тематика работы является актуальной, так как современные
средства контроля позволяют на основе измерений продуктов
распада радиоактивных элементов подтвердить факт проведенных
испытаний. Однако для более глубокого анализа событий растет
потребность в развитии цифровых технологий, позволяющих точно
рассчитать физические характеристики проведенных испытаний и
наглядно смоделировать их последствия в целях верификации
факта проведения ядерных взрывов.
Созданная математическая модель отображает поле излучения
от динамически меняющегося источника, показывая три зоны
заражения: безопасную (зеленая), частично опасную (желтая),
опасную (красная). Модель рассчитывает поле во времени,
учитывая геометрические характеристики препятствий и их
материал. Возможна модификация положения источника, его
мощности и закона интенсивности.
Для расчета на реально существующей местности, без ручной
расстановки преград и их создания, в будущем планируется
добавить блок подгрузки частей карт со спутника и автоматической
генерации препятствий.
Рис.1. Пример расчета поля без препятствия и с ним.
Литература
1. М.А. Уткин Разработка модели визуализации динамического
изменения интенсивности радиационной нагрузки при интерактивном
моделировании защиты в среде виртуальной реальности. Выпускная
квалификационная работа магистра; МИФИ – 2022 – 74 с.
247
Цифровой и системный инжиниринг
2. И.Н.Бекман ЯДЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ Курс лекций //
ИСТОЧНИКИ
ИОНИЗИРУЮЩЕГО
ИЗЛУЧЕНИЯ;
Московский
государственный университет им. М.В.Ломоносова Химический
факультет Кафедра радиохимии Москва — 2005 — 29 с.
3. Климанов В.А., Крамер-Агеев Е.А., Смирнов В.В. Дозиметрия
ионизирующих излучений: Учебное пособие / Под ред. В.А. Климанова.
М.: НИЯУ МИФИ, 2015. - 740 с.
ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ПОЛУЧЕНИЯ
ФОТОИЗОБРАЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ IIoT И
АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ АЛГОРИТМОВ
ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАЦИИ 3D МОДЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ
ПРИНЦИПА ФОТОГРАММЕТРИИИ
В.В.Коньков, А.Б.Замчалов, М.Г.Жабицкий
НИЯУ «МИФИ», Москва
Тел: +7(968)768-81-71, E-mail: vlad.konkov.7145@gmail.com
Ключевые
слова:
фотограмметрия.
интернет
вещей,
шаговые
двигатели,
Авторами рассмотрены способы получения, передачи и
накопления фотоснимков на основе технологии интернета вещей и
проведен анализ точности различных алгоритмов цифровой
генерации 3D моделей на основе принципа фотограмметрии[1].
Данные методы были применены для разработки программноаппаратного комплекса, позволяющего производить съемку
объектов с разных сторон и последующего преобразования
полученных фотоснимков в трехмерные объекты для дальнейшего
сравнительного анализа различных методов цифровой генерации
3D изображений. Были изучены особенности использования
различных методов позиционирования шаговых двигателей для
перемещения фотокамеры вокруг объекта съемки. Проведен
сравнительный анализ различных алгоритмов, решающих задачу
генерации 3D моделей на основе принципов фотограмметрии.
В ходе работы разработан программно-аппаратный комплекс
для автоматизированных обмеров относительно малых объектов
248
Цифровой и системный инжиниринг
снаружи и помещения изнутри с применением как фотофиксации,
так и лидарного сканирования. Полученные в ходе анализа
результаты
сравнения
алгоритмов
обработки
позволят
оптимизировать
подбор
программного
обеспечения
для
преобразования реальных объектов в 3D-модель методом
фотограмметрии и повысить точность за счет комбинирования
наиболее подходящих методов для различных типах объектов от
простейших
геометрических
фигур
до
реальных
машиностроительных деталей.
Целью является автоматизация сквозного процесса от
получения серий фотоснимков объектов с различных ракурсов и
последующей генерации 3D моделей нужного качества за счет
комбинирования разных методов и алгоритмов обработки серий
фотоизображений.
Процесс съемки объекта был осуществлен с использованием
одной фотокамеры, позиционирование которой осуществлялось с
помощью шаговых двигателей. Управление шаговыми двигателями
контролировалось с помощью драйверов, которые, в свою очередь,
управлялись с использованием платы Arduino Uno WiFi,
замененной впоследствии на Raspberry Pi. Переход на более
производительное оборудование был совершен для обеспечения
передачи серий фотографий на удаленный компьютер для
последующей обработки. Перед каждой серией съемки
выполнялась установка количества снимков по вертикали и
горизонтали и идентификатора для всех фотоснимков одного
объекта. Позиционирование камеры в пространстве производилось
по шагам двигателя в зависимости от количества фотографий. От
позиционирования с использованием акселерометра и компаса
было принято решение отказаться ввиду значительной
погрешности (+-20 градусов).
Полученные фотоснимки геометрических фигур различной
сложности
передавались
на
удаленный
компьютер
и
обрабатывались различными алгоритмами.
В результате работы был создан программно-аппаратный
комплекс, осуществляющий фотосъемку и достигнуто повышение
точности генерации 3D модели за счет комбинирования
алгоритмов обработки для различных типов объектов.
249
Цифровой и системный инжиниринг
Литература
1. Назаров А.С. Издание: Тетра-Системс, Минск, 2006 г., 368 с.,
УДК: 528.711.18 (075.8), ISBN: 985-470-402-5
МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ
САМОДИАГНОСТИКИ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЙ
ТЕЛЕМЕДИЦИНЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В
УДАЛЁННЫХ ОТ ГОРОДСКОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
ЛОКАЦИЯХ
К.Ю. Мокшин, М.Г. Жабицкий, Г.В.Свердлик
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+79179593498, mygorod11@gmail.com
конт. тел. и e-mail докладчика
Ключевые слова: телемедицина, самодиагностика, мобильное
обследование, медицинский аппаратно-программный комплекс.
Применение информационных технологий в сфере медицины
началось ещё в 1960 годах [1]. Однако в удалённых от городской
среды районах возможности использования высокотехнологичного
оборудования достаточно низкие, особенно для представителей
профессий, предполагающих длительные командировки в
труднодоступные локации. К тому же привычные методы
телемедицинского обследования через системы голосовой
телекоммуникации недостаточно эффективны, так как пациент
описывает своё состояние субъективно и недостаточно достоверно
для однозначной дистанционной установки диагноза.
Нельзя не обратить внимание на опыт применения интернета
вещей, виртуальной и дополненной реальности, искусственного
интеллекта и телекоммуникаций в медицине [2, 3]. Используя
результаты
проведённых
исследований,
представляется
250
Цифровой и системный инжиниринг
возможным рассмотреть возможности внедрения передовых
аналогичных технологических методик в процесс проведения
эффективного экстренного первичного медицинского обследования
пациентов
в
труднодоступных
локациях
с
помощью
информационно-вычислительного оборудования.
Объектом исследования является процесс экстренного
первичного
осмотра
и
диспансеризации
населения
в
труднодоступных и отдалённых от городской медицинской
инфраструктуры районах посредством проведения обследования
жизненных показателей пациента и получения заключения от
врачей-специалистов в режиме реального времени в целях
эффективного оказания медицинской помощи.
Целью исследования является решение проблемы проведения
экстренного
первичного
медицинского
обследования
в
труднодоступных местах посредством описания методологии
разработки системы цифровой самодиагностики на основе
технологий телемедицины для использования в удалённых от
городской инфраструктуры локациях.
Исследуемая методология может стать основой для разработки
системы, которая может быть использована для экстренного
медицинского
обследования
представителями
профессий,
предполагающих длительное пребывание в труднодоступных
местах. Это актуально для персонала при вахтовой работе на
стационарных объектах и судах в зоне Северного морского пути и
для ряда других ситуаций.
Литература
1. Atasoy, H., Greenwood The digitization of patient care: A review of
the effects of electronic health records on health care quality and utilization,
Annual Review of Public Health, No. 40 (5) (2019), pp. 487500.
2. Sarah J. Trenfield, Atheer Awad Advancing pharmacy and healthcare
with virtual digital technologies, Advanced Drug Delivery Reviews, Volume
182, 2022, 114098, ISSN 0169-409X
3. Blinov, P. Predicting Clinical Diagnosis from Patients Electronic
Health Records Using BERT-Based Neural Networks. In: Michalowski, M.,
Moskovitch, R. (eds) Artificial Intelligence in Medicine. AIME 2020. Lecture
Notes in Computer Science(), vol 12299. Springer, Cham.
251
Цифровой и системный инжиниринг
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ДЛЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ЯДЕРНЫХ
ИСПЫТАНИЙ
А.А. Мухортова, А.Д. Азарченков, А.С. Серова, В.Д. Афонин
НИЯУ МИФИ, г. Москва
alyonka.mukhortova@gmail.com
Ключевые слова: ядерные испытания, сверточные нейронные сети,
рекуррентные глубокие нейронные сети, набор данных.
Авторы исследовали решение задачи определения факта
проведения ядерных испытаний с использованием синтеза
сверточных и рекуррентных глубоких нейронных сетей для анализа
последовательности спутниковых снимков, предполагаемых
готовящихся ядерных испытательных полигонов.
Целью работы является создание программного алгоритма,
способного определять вероятность факта проведения ядерных
испытаний
на
местности
по
заданной
временной
последовательности фотографий этой местности.
Тематика работы является актуальный в связи с тем, что
существующие средства контроля за ядерными испытаниями в
мире используются для анализа уже состоявшихся событий. Для
усиления мониторинга за деятельностью государств, на территории
которых предположительно проводятся ядерные испытания,
необходимы механизмы предиктивной аналитики, в том числе
исследование косвенных факторов, таких как инфраструктурные и
ландшафтные изменения в районах площадок испытаний.
Авторы описали необходимые технические работы для
подготовки испытательных полигонов, на основе чего были
сформулированы требования к данным для обработки и критерии
их оценки. Для исследования подготовлены серии спутниковых
снимков местности известных испытательных полигонов,
отображающих фиксированные географические координаты во
временном периоде.
252
Цифровой и системный инжиниринг
2007
2022
2012
2017
Рис.1. Серия снимков испытательном полигона (Невада, США).
Для решения задачи регрессии по упорядоченной во времени
последовательности изображений произвольной длины была
использована нейросеть разновидности LRCN (Long-term Recurrent
Convolutional Network) [1]. Сеть работает в два этапа, где первый –
это учёт пространственной структуры изображений и выделение
признаков на сверточном слое, второй - учёт временной природы
последовательности изображений и решение задачи регрессии. В
качестве сверточной части использована сеть, состоящая из
кодировщика и декодировщика. Функции активации — ReLU. В
качестве рекуррентной части используется LSTM-сеть [2,3].
Рис.2. Архитектура сверточной части предложенной упрощенной
нейронной сети.
Литература
1. Donahue J., Hendricks L.A., Rohrbach M., Venugopalan S.,
Guadarrama S., Saenko K., Darrell T. Long-term Recurrent Convolutional
Networks for Visual Recognition and Description// IEEE Transactions on
Pattern Analysis and Machine Intelligence. 2014. Vol. 39 I.4. Р. 677 – 691.
2. Hochreiter S., Schmidhuber J. Long Short-Term Memory//Neural
Computation. 1997. Vol.9, P.1735–1780.
3. Greff K., Srivastava R., Koutnik J., Steunebrink B., Schmidhuber J.
LSTM: A Search Space Odyssey// IEEE Trans Neural Netw Learn Systems.
2017. Vol. 28 I.10 P. 2222 – 2232.
253
Цифровой и системный инжиниринг
ТИПОЛОГИЯ ДЕТАЛИЗАЦИИ КАЛЕНДАРНО-СЕТЕВОГО
ГРАФИКА И УРОВНЯ ПРОРАБОТКИ ЭЛЕМЕНТОВ 3D
МОДЕЛИ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ 4D-ВИЗУАЛИЗАЦИИ НА
РАЗНЫХ СТАДИЯХ РАЗВИТИЯ ПРОЕКТА
И.В. Новосельцев
АО АСЭ, г. Москва, +7 (916) 273-15-19
novoselceviv@gmail.com
Ключевые слова: 3D модель, 4D-визуализация, спецификация LOD,
календарно-сетевое планирование, BIM, информационная модель.
Благодаря использованию 4D-визуализации строительные
процессы могут быть спланированы заранее, а возможные ошибки
выявляются на ранней стадии и устраняются до начала
строительно-монтажных работ [1]. Для создания 4D-визуализации
необходимо создать взаимосвязи между элементами 3D модели и
соответствующими работами календарно-сетевого графика в
специализированном программном обеспечении. Построение
корректных взаимосвязей элементов 3D модели и календарносетевого графика возможно при соответствующих уровнях
детализации.
Одним из самых распространенных документов, содержащих
требования к детализации 3D модели, является Спецификация LOD
(Level of development (LOD) Specification) [2], которая используется
в проектах по всему миру и лежит в основе государственных
стандартов нескольких стран, например: США, Австралия, Канада,
Сингапур, Китай, Тайвань, Германия, Франция, Новая Зеландия,
Дания, Великобритания [3].
В России, приказом Министерства строительства и жилищнокоммунального хозяйства Российской Федерации от «18» сентября
2017 г. № 1227/пр. был утвержден СП 333.1325800.2017 с
описанием уровней LOD в контексте детализации 3D моделей [5],
который был заменен 01 июля 2021г. на СП 333.1325800.2020.
254
Цифровой и системный инжиниринг
Новый документ не содержит описания уровней детализации LOD
и 3D модели. На текущий момент в России нет СП, ГОСТа или
официального разъяснения, которое бы устанавливало требования
к детализации 3D модели, что затрудняет процесс определения
объемов работ, в том числе, создание 4D визуализации процесса
строительства.
В данной работе рассматриваются требования Спецификации
LOD,
международный
опыт,
а
также
рекомендации
Администрации общих служб США к исходным данным для 4Dвизуализации [4], по результату чего предлагается типология
требований к детализации 3D модели и работ календарно-сетевого
графика для создания корректной 4D-визуализации процесса
строительства.
Литература
1. Ding, L., Zhou, Y., and Akinci, B. Building information modeling (BIM)
application framework: The process of expanding from 3D to computable ND,
2014. P. 2-3.
2. Level of development (LOD) specification part I & commentary for
Building Information Models and Data, 2020.
3. Marzia Bolpagni. (2016) The many faces of «LOD» [Электронный
ресурс]. Режим доступа: https://www.bimthinkspace.com/2016/07/the-manyfaces-of-lod.html (дата обращения 02.02.2023г.).
4. Сайт Администрации общих служб США [Электронный ресурс].
Режим
доступа:
https://www.gsa.gov/real-estate/design-andconstruction/3d4d-building-information-modeling/bim-softwareguidelines/document-guides/level-of-detail/approved-use-matrix
(дата
обращения 13.02.2023г.).
5. СП 333.1325800.2017 «Информационное моделирование в
строительстве. Правила формирования информационной модели объектов
на различных стадиях жизненного цикла».
255
Цифровой и системный инжиниринг
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РАЗВИТИЯ РЫБНОЙ ПОПУЛЯЦИИ
К.А. Самсонов, А.А. Агарков
НИЯУ МИФИ, г. Москва
Тел.: +79506475340, e-mail: Konstantin.s99.mail@gmail.com
Ключевые слова: искусственный интеллект, интернет вещей, рыбное
хозяйство, анализ видеоизображений.
Ряд задач при высокоинтенсивном выращиванием рыбы с
высокой плотностью посадки (до 50%) может эффективно
решаться на основе технологий искусственного интеллекта. Так,
необходимо производить регулярный контроль размеров особей на
их жизненном цикле. При этом популяция однородна по размерам.
Традиционный способ измерения- путем прямого отлова
контрольных особей трудоемок и травматичен для выловленных
рыб. Также, управление режимом кормления осуществляется
непосредственно персоналом из экспертного поведения популяции
в ходе кормления. При этом расход корма, основная часть
себестоимости аквапродукции, определяется «на глаз», на
основании экспертной оценки поведения популяции в ходе
кормления. Рассматривается возможность управления этими
процессами автоматизировано, с применением технологий
искусственного интеллекта.
Технологической идеей является замена операций ручного
замера особей и экспертной оценки кормового поведения анализом
видеоизображения водной поверхности рыбоводной емкости
специально обученными нейросетями.
Для промышленного использования необходимо выполнить два
укрупненных этапа работ. На первом этапе производится сбор
наборов данных и их разметка для обучения нейросети по данным
ручных измерений, а также выбор, настройка и обучение
нейросети. На втором этапе обученная нейросеть будет встроена в
систему
автоматизированного
управления
аквабиотехнологическим производством и будет обрабатывать
256
Цифровой и системный инжиниринг
данные от автоматизированных систем сбора видео изображений
для десятков рыбоводных емкостей с фиксацией параметров в
информационной системе, а также будет осуществлять
непосредственное управление роботом кормления.
Реализуемая система должна позволить получать информацию о
размере рыб в режиме реального времени, а так же
демонстрировать информацию об изменении их роста за
определенный период времени.
В рамках настоящей работы выполняется первый этап,
включающих две связанных работы. Во-первых, создается
роботизированное устройство на базе технологии промышленного
интернета вещей для сбора датасетов для 32 рыбоводных
бассейнов, их индексацию и размещение в базе данных видео
изображений. Во-вторых, осуществляется выбор архитектуры,
настройка и обучение нейросети, обеспечивающей корректное
определения среднего размера особи в однородной высокоплотной
популяции при сверхвысокой плотности посадки в мутной воде на
основе анализа видеоизображений водной поверхности.
Результатом работы должен стать прототип аппаратнопрограммного комплекса, обеспечивающего автоматизированное
решение актуальной технологической задачи путем замены
когнитивных
операций
персонала
высокотехнологичным
цифровым комплексом на базе технологий промышленного
интернета вещей и искусственного интеллекта.
Литература
1. Разработка нейросетевого метода в задаче классификации и
распознавании изображения / М.Н.Б. Муаль, Д.В. Козырев, Г.Ж.К.
Уанкпо, Э. Нибасумба // Научная статья. 2021. Том 17, № 3.
257
Цифровой и системный инжиниринг
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОЕПКТА «КСИ» ПРИ
СТАНДАРТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ИНФОРМАЦИОННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРОЦЕССАХ УПРАВЛЕНИЯ
КОНФИГУРАЦИЕЙ ОБЪЕКТОВ КАПИТАЛЬНОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ
ЭНЕРГИИ
А.А.Трибелев
НИЯУ МИФИ, Москва
+7 977 6098463, alexejtribelev@mail.ru
Ключевые слова: управление конфигурацией, стандартизация,
классификатор строительной информацией.
01.12.2020
стал
доступен
для
применения
проект
классификатора строительной информации (КСИ). Его применение
было закреплено статьей 57.6 Градостроительного Кодекса РФ.
КСИ включает в себя как идентификатор информационную модель
(ИМ) сооружаемого объекта капитального строительства (ОКС),
так и идентификацию и оценку работ, сопряженных с отдельными
этапами реализации ОКС. Формирование КСИ, согласно
Постановлению правительства РФ 1558 от 28.09.2020 должно быть
осуществлено посредством его создания в ГИСОГД РФ при вводе
информационной системы в эксплуатации, в соответствии со
структурой и составом КСИ, утвержденным приказом Минстроя
России от 6 августа 2020г №430/пр и с учетом апробированных
результатов научного исследования [1]. Апробацию и создание
пилотных проектов было предложено всем строительным
организациям (в т.ч. ЧУ ГК «Росатом» ОЦКС, АО «Дом.рф»,
Autodesk CIS, АО «СиСофт Девелопмент») и независимым
исследователям.
Представленная исследовательская работа была посвящена
практическому применению КСИ в процессе управления
258
Цифровой и системный инжиниринг
конфигурацией ОКС использования атомной энергии. Целью
работы стало установления необходимой степени интеграции в
процессы, исходя из рекомендаций авторов методологии, полнота
описываемой информации данным стандартом, достаточность
методологического подхода в данной области, необходимость
дополнительной алгоритмизации процессов работы с ИМ.
Дополнительно была проверена неразрывность процессов и
полнота их воспроизводства на соответствие [2], [3] и [4].
Исследование проводилось в сравнении с традиционным
применение классификатора, применяемого в атомной энергетике –
Kraftwerk-Kennzeichensystem (KKS), взятого в качестве эталонного.
Работа по обоим методам была сопоставлена сначала на простом
объекте использования атомной энергии – медицинском центре. На
примере этого объекта были отработаны основные методы работы
при построении информационной модели. Полное исследование
было проведено на объекте использования атомной энергии –
Центр Ядерных Наук и Технологий, Эль-Альто, Боливия, т.к. в нем
присутствует и часть ОКС, относящееся к объектам использования
атомной энергии, и общегражданское строительство.
В результате исследования можно сделать следующие
заключения: методология применения КСИ применима в полной
мере применительно к ОКС общегражданского строительства и не
имеет расхождений при прямой интеграции в BIM, однако при
сопряжении с объектами использования атомной энергии, данная
методология имеет расхождения на существующем уровне
зрелости, требует доработки и пока может служить только как
интерфейс при трансляции информации в единые платформы,
вроде ГИСОГД РФ. Были обнаружены разрывы со стандартизацией
[3] и [4] применительно в области исследования. В работе
приведены данные для заключения.
Литература
1. https://faufc2c.ru/.
2. ISO 81346-12:2018. Industrial systems, installations and equipment and
industrial products – structuring principles and reference designations – Part
12: construction works and building services.
259
Цифровой и системный инжиниринг
3. ISO 12006-2:2015. Building Construction – organization information
about construction works – Part 2: framework for classification
4. ISO 15288:2015. System and software engineering – System life cycle
processes
СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ЗВУКОВОЙ ВОЛНЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ
ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПРИБОРНОГО КОНТЕЙНЕРА В
ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИИ
ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
К.В. Черненко, М.Г.Жабицкий
НИЯУ «МИФИ», Москва
Тел: +7(952)9695753, E-mail: kost.chernenko@gmail.com
Ключевые слова: интернет вещей, измерение расстояния, звуковая
волна, системы позиционирования.
Автором рассмотрены способы измерения расстояний с помощью
звуковой волны в закрытых помещениях для создания прототипа
системы измерения расстояния с применением технологии интернета
вещей. Это предполагается применить для разработки системы
определения положения по данным о расстояниях от точек
измерения до приборного контейнера. Изучены особенности
измерения расстояния в помещении. Проведен анализ методов,
решающих задачу измерения расстояния в закрытом радио
изолированном помещении.
Тематика работы является актуальной, потому что имеется
потребность в снижении временных затрат для определении
положения точки измерения, например в задаче КИРО[1] и других
задач. Для определения положения производится триангуляция, для
которой
необходимо
произвести
измерения
расстояний.
Автоматизация измерения расстояния позволит сократить время
проведения КИРО.
Целью является создание прототипа для измерения расстояния в
закрытом радио изолированном помещении на основе технологии
260
Цифровой и системный инжиниринг
интернета вещей. Измерение расстояния можно производить на
разных физических принципах. Для интересующего нас масштаба
выбор сделан в пользу звуковой волны, так как применение других
или приводит к излишнему усложнению прототипа или удорожанию
устройства. Для решения задачи необходимо определять скорость
звука и время, за которое звуковая волна пройдет расстояние от
источника до контролируемого приборного контейнера.
Определить скорость звука можно расчетно, что требует
контроля параметров окружающей среды или с помощью
калибровки прибора на заранее известных расстояниях. Контроль
параметров и расчет по таблицам усложняет решение, стоимость
прототипа существенно возрастет, так как потребуются
дополнительные приборы. Применение калибровки позволит
снизить стоимость прототипа.
Определение времени движения звуковой волны может
производиться по-разному в зависимости от исполнения
разрабатываемого измерителя расстояния: однопозиционного, с
отражением, или двухпозиционного, с использованием быстрого
электромагнитного
сигнала.
Однопозиционный
измеритель
детектирует отраженную звуковую волну, то есть выполняется
эхолокация. Применение эхолокации в закрытом помещении
затруднено из-за слабости отраженного сигнала, множественных
переотражений в помещении и сложности расчетных алгоритмов.
Двухпозиционное исполнение не имеет подобных недостатков для
применения в закрытых помещениях. В таком исполнении время
движения звуковой волны определяется, как разница во времени
детектирования быстрого (электромагнитного) и медленного
(звукового) сигналов.
Метод требует точного учета изменений скорости звука в
помещении. Сделан выбор в сторону определения скорости звука
методом калибровки, при этом для нее было достаточно всего двух
измерений. Однако калибровку надо проводить регулярно,
непосредственно перед измерением, так как параметры среды могут
изменятся со временем.
Результатом работы стало создание и испытание действующего
программно-аппаратного комплекса, корректно и устойчиво
решающего поставленную задачу с достаточной точностью.
261
Цифровой и системный инжиниринг
Литература
1.
https://docs.secnrs.ru/documents/rbs/РБ-159-19/РБ-159-19.pdf
Рекомендации по проведению КИРО объекта использования
атомной энергии
262
Секция
«Бизнес-информатика
и управление»
Бизнес-информатика и управление
О НАПРАВЛЕНИЯХ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОДДЕРЖКИ
АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЗАЩИТЫ
РЫНКА АВТОКОМПОНЕНТОВ В КИТАЙСКОЙ НАРОДНОЙ
РЕСПУБЛИКЕ
С.А.Абылгазина1, Д.В.Корначев2, Д.Д.Байтлеуова3
ФГАОУВО «НИЯУ «МИФИ», г.Москва
Ассоциация «Консорциум предприятий в сфере автомобильных
электронных приборов и телематики», г.Москва
3
ФГАОУВО «НИЯУ «МИФИ», г.Москва
+77015166670, salta03@bk.ru
1
2
Ключевые слова: технопарк, особая экономическая зона, электромобиль,
гибридный автомобиль, электробус.
В
КНР
обеспечивается
активная
аналитическая
и
информационная поддержка национальной радиоэлектронной
промышленности: формирование национальной системы сбыта
радиоэлектронной продукции; предоставление консультационных
услуг в сферах стратегического и операционного управления
компаниям-участникам, а также помощь в налаживании партнерств
с целью скорейшей реализации перспективных проектов;
предоставление отраслевой информации и публикация регулярных
информационных сводок и аналитических обзоров, а также выпуска
периодических изданий отраслевой направленности.
КНР уже потратила или предоставила ссуду от 30 до 40 млрд.
долларов, чтобы утвердиться в качестве мирового лидера в
технологиях как солнечных, так и ветряных турбин.
Весть автотранспорт и все автозапчасти в КНР должны получать
сертификат CCC (China Compulsory Certificate – обязательная
китайская сертификация) для легального въезда в Китай. В
результате, иностранные автопроизводители предоставляют образцы
и подробную технологическую информацию о своих передовых
разработках.
264
Бизнес-информатика и управление
Правительство КНР начало поддерживать электрический
транспорт в 2009г., запустив пилотную программу «New Energy
Vehicles» в пяти крупнейших городах: Пекине, Шэньчжэне, Шанхае,
Хэфэе и Гуанчжоу.
В 2010г. правительство КНР начало предоставлять субсидии на
покупку электромобилей и подзаряжаемых гибридов.
Владельцы электромобилей в КНР освобождены от уплаты
регистрационного сбора и транспортного налога. Для них введены
специальные номерные знаки зеленого цвета.
С 2018г. правительством КНР введены обязательные квоты на
электромобили для автопроизводителей. С 2019г. не менее 10%
производства автомобилей, должно быть с электроприводом, а с
2020г. – не менее 12%. КНР стремится к тому, чтобы к 2025г.
электромобили составляли не менее 20% продаж.
КНР начала вводить ограничения на выбросы вредных веществ
для автомобилей на несколько десятилетий позже (в 2004г.), чем
многие развитые страны, однако уже в 2013г. Сравнялась с ними по
целевым показателям. С 2016г. вступил в силу четвертый этап
стандарта по потреблению топлива легковыми автомобилями,
устанавливающий для автопроизводителей с 2020г. целевой
показатель расхода топлива – 5 литров на 100 км.
КНР шесть лет подряд занимает первое место в мире по объемам
продаж автомобилей на новых источниках энергии (New Energy
Vehicle,
NEV),
свидетельствуют
данные
министерства
промышленности и информационных технологий Китая. В 2020г.
Госсовет КНР опубликовал «План развития автомобилестроения на
новых источниках энергии (2021-2035гг.)», льготная политика,
научно-технические инновации автопроизводителей, высокая
степень открытости и сотрудничество придают мощный стимул
развитию этой индустрии.
Учитывая негативный опыт выхода на европейский рынок в
начале 2010-х гг., КНР в рамках новой рыночной экспансии делает
ставку не на дешевизну, а на передовую электронику и на лидерство
в электротранспорте [1-3].
265
Бизнес-информатика и управление
Литература
1.
2.
3.
http://www.chinadaily.com.cn/regional/201009/13/content_11291863.htm.
http://www.tuspark.hk/
https://www.hkint.com.hk/
АНАЛИЗ ПОПУЛЯРНЫХ ВРМ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ
БАЗОВЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ КРИТЕРИЕВ
А.А. Алдонгаров, А.Н. Силенко
НИЯУ МИФИ, Москва
+77016441666, abylai.astana@gmail.com
Ключевые слова: бизнес-процессы, моделирование, анализ ВРМ систем,
бизнес-эффективность деятельности организации.
Ренжиниринг бизнес-процессов является одни из основных
этапов
построения
эффективной
системы
управления
деятельностью организации. Основным мероприятием в рамках
реинжиниринга бизнес-процессов является их выделение, описание
на общедоступном языке и анализ с целью дальнейшего
преобразования.
Выбор правильной системы BPM имеет решающее значение для
успеха любого проекта BPM. Организации должны оценить
характеристики и функциональность системы BPM, возможности
интеграции, взаимодействие с пользователем, безопасность и
масштабируемость. Система BPM должна соответствовать бизнестребованиям организации и поддерживать ее цели и задачи.
Организации также должны учитывать репутацию поставщика, его
поддержку и техническое обслуживание. Принимая во внимание эти
факторы, организации могут выбрать систему BPM, которая
266
Бизнес-информатика и управление
отвечает их потребностям и помогает достигать поставленных
целей.
На рынке доступно множество систем BPM, и каждая из них
имеет свои сильные и слабые стороны. Некоторые системы BPM
легко настраиваются и настраиваются, что позволяет легко
модифицировать их в соответствии с конкретными бизнестребованиями. В данной статье проведен краткий анализ слабых и
сильных сторон одних из наиболее популярных на рынке BPM
систем Pega BPM, IBM BPM, Oracle BPM на основе ключевых
параметров, таких как автоматизация, предлагаемые инструменты
анализа, безопасность данных, гибкость, возможность интеграции,
удобство пользования и цена.
Литература
1. Е.М. Белый, И.Б. Романова. Управление качеством. Конспект
лекций // Ульяновский Государственный Университет; Ульяновск, 2017г.
2. А. В. Варзунов, Е. К. Торосян, Л. П. Сажнева, Анализ и управление
бизнес-процессами // Университет ИТМО; Санкт-Петербург, 2016г.
3. Н.А. Шичков, Управление процессами системы менеджмента
качества // Учебно-методический центр «БИЗНЕС КЛАСС»; СанктПетербург, 2016г.
4. Introduction to IBM Business Process Manager [Электронный ресурс]
//
«IBM»,
URL:
https://mediacenter.ibm.com/media/Introduction+to+IBM+Business+Process+M
anager/0_zemgwogf.
5. Oracle Business Process Management [Электронный ресурс] //
«Oracle», URL: https://www.oracle.com/middleware/technologies/bpm.html.
6. Award-winning case management and BPM for continuous operational
excellence
[Электронный
ресурс]
//
«
Pega
»,
URL:
https://www.pega.com/products/platform/case-management.
267
Бизнес-информатика и управление
ОЦЕНКА КОНКУРЕНТНОСПОСОБНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
ВОДОРОДА НА АЭС
М.С. Алдонгарова, Е.В. Семенов
НИЯУ МИФИ, Москва
87016827343, mtanirbergenova24@gmail.com
Ключевые слова: атомно-водородная энергетика, экономическая
эффективность производства водорода
В работе представлены текущие тенденции развития
мирового
топливно-энергетического
комплекса,
которые
заключаются в снижении роли ископаемых видов топлива,
увеличении доли возобновляемых источников энергии, а также
больших перспективах использования водорода либо как прямого
энергоресурса, либо как накопителя энергии [1]. Производство
водорода за счет энергии, генерируемой на АЭС, представляется
перспективной альтернативой использованию нестабильных ВИЭ,
таких как ветряные и солнечные электростанции, а также
неэкологичной паровой конверсии метана, которая на текущий
момент является основным способом получения водорода.
Актуальным вопросом является оценка экономической
эффективности производства водорода на АЭС, на которую влияют
рыночная цена на водород и себестоимость его производства,
отпускная цена на электроэнергию, удельное потребление
электроэнергии электролизером для производства единицы объема
водорода и прочие технико-экономические параметры.
Проведенное сравнение показателей чистой приведенной
стоимости (далее - NPV) типового проекта АЭС и проекта АЭС,
включающего промышленное производство водорода, показало
268
Бизнес-информатика и управление
(рис.1), что чем ближе отпускная цена на электроэнергию к
приведенной стоимости электроэнергии АЭС (LCOE), тем выше
потенциал производства водорода, что выражается в существенном
приросте показателя NPV. Однако, при определенном соотношении
отпускной цены на электроэнергию и цены водорода (в
рассмотренном случае 14-15 раз и выше), его производство
становится нецелесообразным.
Рис.1. Зависимость NPV от соотношения цен на отпускаемую АЭС
электроэнергию и цену на производимый водород. Допущения:
1) АЭС: CAPEX=6000 млн $; OPEX=200 млн $/год; топливные затраты =
65 млн $/год; КИУМ = 88%; срок эксплуатации = 60 лет 2) Электролизер:
CAPEX = 30 млн $ (обновление каждые 10 лет); OPEX = 0,4 млн $;
производительность = 2,88 тыс.т/год; энергопотребление = 54 кВт*ч/кг; 3)
ставка дисконтирования 5%.
Литература
1.
Концепция развития водородной энергетики в Российской Федерации,
утвержденная приказом Правительства РФ от 5 августа 2021 г. №
2162-р.
269
Бизнес-информатика и управление
РАДИОИЗОТОПЫ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ИЗ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
А.К. Аманова
НИЯУ «МИФИ», г. Москва
+7 747 804 3586, dana93-19@mail.ru
Ключевые
слова:
радиоизотопы
промышленное производство, отходы
медицинского
назначения,
Актуальность.
В современном мире проблема загрязнения окружающей среды
становится все более актуальной, что провоцирует увеличение
количество
онкологических
заболеваний.
Радиоизотопы
медицинского назначения имеют большое значение для диагностики
и лечения различных заболеваний. Однако, высокая стоимость и
сложности в производстве радиоизотопов могут ограничивать их
использование в медицине. В связи с этим возникает актуальность
поиска новых источников радиоизотопов медицинского назначения
[1].
Одним из видов загрязнения являются радиоактивные отходы,
которые образуются на промышленных фабриках. Несмотря на
потенциальную опасность для окружающей среды и человеческого
здоровья, эти отходы могут стать источником получения
радиоизотопов медицинского назначения [2].
Целью исследования является возможность получения
радиоизотопов медицинского назначения из промышленных
отходов.
Для достижения данной цели были поставлены следующие
задачи: изучить виды радиоактивных отходов, которые могут
содержать
радиоизотопы
медицинского
назначения;
проанализировать
методы
получения
радиоизотопов
из
промышленных отходов; провести оценку перспективности и
рентабельности
использования
отходов
промышленного
производства для получения радиоизотопов медицинского
270
Бизнес-информатика и управление
назначения, разработать стратегию управления рисками и
оптимизации процесса получения радиоизотопов медицинского
назначения из отходов промышленного производства и провести
оценку практической значимости работы и ее влияния на устойчивое
развитие отрасли медицины [3].
Известно, что на промышленных фабриках образуются
радиоактивные отходы, содержащие радиоизотопы, которые могут
быть использованы в медицине. Например, в процессе производства
ядерного топлива образуется большое количество радиоактивных
отходов, которые содержат такие радиоизотопы, как молибден-99,
иттрий-90, йод-131 и радий-223 [4]. Эти радиоизотопы могут
использоваться в медицине для диагностики и лечения различных
заболеваний.
Использование промышленных отходов для получения
радиоизотопов медицинского назначения может значительно
снизить затраты на производство радиоизотопов и сделать методы
диагностики и лечения более доступными для пациентов. Кроме
того, это позволит уменьшить количество радиоактивных отходов,
которые требуют специальной обработки и хранения, что в свою
очередь снизит риск загрязнения [5].
Результаты
исследования
могут
быть
использованы
руководителями предприятий, занимающихся производством и
утилизацией радиоактивных материалов, для принятия решений о
внедрении подхода по получению радиоизотопов медицинского
назначения из отходов производства [4].
Литература
1.Radioisotopes in Medicine - J. Ball, M. Berridge, D. Webster, D. Norton
2. Industrial waste as a source of radioisotopes for medical applications - J.
Smith, R. Williams
3. Management of Radioactive Waste from Non-Power Nuclear Facilities International Atomic Energy Agency
4. Recycling of industrial waste for medical isotope production - J. Brown, R.
Green, L. Jones. Шефер Ф.П. Лазеры на красителях. М.: Мир, 1976.
5. Saha, Gopal B. Fundamentals of Nuclear Pharmacy. Springer Science &
Business Media, 2010.
271
Бизнес-информатика и управление
ТОРИЕВЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЦИКЛ
А.К. Аманова, Д.Е. Ашимов Е.Г. Куликов
НИЯУ «МИФИ», г. Москва
+7 747 804 3586, dana93-19@mail.ru
Ключевые слова: уран-ториевый ЯТЦ, топливный цикл, переход
В настоящее время возрастающие потребности в электроэнергии
ведут к увеличению расхода тепловыделяющих источников, что
ведет к стремительному сокращения запасов потенциальных
источников, таких как нефть, газ, уран. Отсюда возникает проблема
поиска альтернативных источников энергии [1]. Предложенный в
1960 годах замкнутый ториевый топливный цикл может стать
решением проблемы сокращения запасов источников энергии, так
как торий является, более распространенным тяжелым сырьевым
металлом его запасы в три раза превышают запасы урана [1].
232
Th является лишь сырьем для топливного цикла деления.
Ядерным топливом в ториевом цикле служит 233U, который
получается при поглощении торием нейтрона и последовательных
бета-распадов. В отличие от природного урана, природный торий
содержит только следовые количества расщепляющегося материала
(например, 231Th), которые недостаточны для инициации цепной
ядерной реакции. Для инициализации топливного цикла в этих
условиях требуются дополнительные расщепляющиеся материалы
или дополнительный источник нейтронов. В ториевом реакторе
232
Th поглощает нейтроны и превращается в 233U [2].
𝛽−
𝛽−
233
233
233
𝑛 + 232
(1)
90𝑇ℎ → 90𝑇ℎ →
91𝑇ℎ →
92𝑈
В реакторах этого типа естественный 232Th при поглощении
нейтронов превращается в делящийся изотоп урана (233U), формула
1. Этот изотоп, участвуя в цепной реакции деления, выделяет
теплоту и избыточные нейтроны, которые преобразовывают еще
большее количество тория в 233U. Такая технология привлекательна
тем, что, во-первых, позволяет избежать производства плутония, во-
272
Бизнес-информатика и управление
вторых,
в
качестве
топлива
используется
довольно
распространенный торий [2].
Уран-ториевый ЯТЦ имеет следующие преимущества:
1) Торий в несколько раз более распространен в природе, чем
уран. Мировые запасы тория составляют несколько десятков тысяч
тонн (25 тыс.тонн по данным OECD/NEA на 2015 г.) [3].
2) Топливный цикл, основанный на тории, является одним из
самых заманчивым способом выработки ядерной энергии в
долгосрочной перспективе, а также имеет низкую радиотоксичность
отходов [3].
3) Поперечное сечение поглощения тепловых нейтронов 232Th
(7,4 барна) почти в три раза больше, чем у 238U (2,7 барна).
Следовательно,
торий
является
лучшим
«плодородным»
238
материалом, чем U в тепловых реакторах.[3]
4) Коэффициент размножения ядер 233U больше 2,0 в широком
диапазоне спектра тепловых нейтронов, в отличие от 235U и 239Pu.
Однако, в отличие от цикла 238U–239Pu, в котором селекция может
быть получена только со спектрами быстрых нейтронов, топливный
цикл 232Th–233U может работать с быстрыми, эпитермальными или
тепловыми спектрами.[3]
6) Торий является побочным при добычи, основной источник
которого являются монацитовые россыпи [5]. Однако, следует
учесть, что отвалы добычи тория в долгосрочной перспективе менее
радиоактивны, чем хвосты урановых рудников. В случае
возникновение значительного спроса со стороны ядерной
энергетики превратит торий в продукт с положительной
стоимостью, что может значительно изменить экономику многих
промышленных процессов. В результате цена сырья в основном
будет зависеть от того, какая доля ядерной энергетики перейдет на
ториевое сырье [4].
На стоимость ториевого ЯТЦ влияют многие факторы, такие как:
– тория на стадии производства необходимо в два раза меньше
урана;
– торий не нуждается в дообогащении, но его необходимо
очищать, что достаточно дорого из-за высокого уровня
радиоактивности, который накапливается в 233U, химически
выделенном из облученного ториевого топлива. Выделенный 233U
всегда загрязнен следами 232U, который распадается в дочерние
273
Бизнес-информатика и управление
нуклиды,
такие
как
таллий-208,
которые
являются
высокоэнергетическими гамма-излучателями. Это затрудняет
производство, транспортировку и эксплуатацию ТВЭЛов[6];
– для запуска реакции необходим 233U (235U) или 239Pu;
– стоимость топливных сборок в несколько выше, чем для
традиционного уранового топлива;
- переработка облученных ториевых ТВЭЛов сложнее и дороже
переработки урановых, так как на стадии управления отходами –
ториевое ОЯТ высокорадиоактивно из-за высокой степени альфаизлучения тория-228 (период полураспада – 2 года).
Учитывая данные факторы интерес к ториевому ядерному циклу
не утихает, что подтверждается проведение множеств НИОКР по
данной тематике [4].
Развитие ЯТЦ с торием приобретет особый смысл в случае
расширения мировой атомной энергетики, основанной на делении
тяжелых ядер, и возникновения при этом дополнительных
трудностей с широкомасштабным внедрением быстрых реакторов, а
также при дальнейшем значительном удорожании проектов
хранения и окончательной изоляции РАО и ОЯТ, возможном как изза технических проблем, так и вследствие ужесточения
регулирования.
Литература
1.Ториевый топливный цикл. Wikipedia
2.Алексеев П.Н. Место и роль тория в ядерной энергетике – Инноватика
и экспертиза, 2016, №3, с. 164-174
3. Ботько Е.Н., Качан С.М. Перспективные технологии и проблемы
ториевого топливного цикла – Сборник тезисов. Инновационные ядерные
технологии. Технологии замыкания ядерного топливного цикла, 2016 г., с.
14-16
4. Thorium fuel cucle-Potential benefit and challenge//[электронный
ресурс]Режим
доступа:
https://wwwpub.iaea.org/mtcd/publications/pdf/te_1450_web.pdf.
5. Olson, G. L., McCardell, R. K., and Illum, D. B. Fuel Summary Report:
Shippingport Light Water Breeder Reactor, INEEL/EXT-98- 00799 Rev. 2,
Idaho National Engineering and Environmental Laboratory Bechtel BWXT
Idaho, LLC. 2002
274
Бизнес-информатика и управление
6.
Половов, И. Б.Ядерно-химическая технология тория : учеб.
пособие / И. Б. Половов, А. В. Абрамов, Р. В. Камалов ; Мин-во науки и
высш. обр. РФ. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2019. — 143, [1] с.
ОБЗОР ПРОГРАММ АДАПТАЦИИ НОВЫХ СОТРУДНИКОВ
НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ
Айнанов Е.М., Абылгазина С.А.
Tengizchevroil, Атырау
АО «НАК «Казатомпром», Астана
+77071914724. и kzerik@mail.ru докладчика
Ключевые слова: эксперимент, данные, результат.
Представленная статья посвящена адаптации как социально
значимому процессу, лежащему в основе формирования
взаимоотношений новых сотрудников с комплексной системой
организации компании. Адаптация способствует эффективному
вовлечению в деятельность компании, ускоряет процессы
сотрудничества и кооперации, является основой создания и развития
коммуникационных связей, что, несомненно, приводит к
повышению эффективности и результативности производства в целом.
Вышеизложенное подтверждает актуальность статьи.
В статье обосновывается необходимость и значимость
процесса адаптации, рассматриваются базовые программы и типы
адаптации, определяются преимущества внедрения адаптационной
системы. Особое внимание уделяется вопросам адаптационного
периода в условиях удаленной работы, последовательно представляя
этапы данного процесса.
Содержание статьи объективно отражает состояние
исследуемого процесса, включает программы дистанционной
адаптации, что характерно для современного развития общества.
В своей работе использовал данные статистических
исследований различных международных агентств и независимых
исследователей.
275
Бизнес-информатика и управление
Цель статьи заключается в системном
существующей проблемы.
рассмотрении
Литература
1. Системы и средства информатики: Ежегодник. Вып. 18 / Отв. ред.
И.А.Соколов. - М. : Наука, 2008.
2. Дмитриева Т. М. Сенсорная экология : Учебное пособие для
вузов / Т.М. Дмитриева, Ю.П. Козлов. - 2-е изд., перераб. и доп.;
Юбилейное издание. - М. : Изд-во РУДН, 2010. - 404 с. : ил. - (Библиотека
классического университета).
3. Воробьева Т. Дорожная карта для директора: Как организовать
процесс ФГОС / Татьяна Воробьева // Учительская газета. – 2010. – 16
февр. – С.
4. Учитесь управлять в XXI веке / А. А. Пороховский // США.
Канада : экономика, политика, культура. – 2002. – № 1. – Рец. на кн. :
Управление современной компанией / под ред. Б. Мильнера, Ф. Лииса. – М.
: ИНФРА-М, 2001. – XVII
5. Мотивация
персонала.
Теория
Дугласа
МакГрегора
[Электронный ресурс], http://goldpages.com/pages/146/.
276
Бизнес-информатика и управление
АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ПЛАНОВЫХ И ФАКТИЧЕСКИХ
ЗНАЧЕНИЙ ЦИФРОВОЙ ЗРЕЛОСТИ В СУБЪЕКТАХ
РОССИИ
В.Д. Андреев1, В.И. Абрамов2
1
Магистрант направления подготовки «Государственное и муниципальное
управление», Национальный исследовательский ядерный университет
МИФИ, Москва
2
Д. э. н., доцент, профессор кафедры управления бизнес-проектами,
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
+7 960 914 03 69, andreeev.1999@mail.ru
Ключевые слова: цифровизация, цифровая трансформация, индекс
цифровой зрелости.
В то время, когда экономический глобализм, современная
тенденция мировой экономики, рушится, важно обеспечить
устойчивое развитие нашей страны [6]. Между тем, переход к
шестому технологическому укладу и Индустрии 4.0 сопровождается
значительными изменениями, которые предложено характеризовать
как BANI-мир (акроним от английских слов: brittle – «хрупкий»,
anxious – «тревожный», nonlinear – «нелинейный», incomprehensible
– «непостижимый») [10]. Следует также иметь в виду, что
существует корреляция между степенью цифровизации экономики и
показателями устойчивого развития [1].
Нельзя не отметить, что анализ и оценка перспектив
цифровизации
и
цифровой
трансформации
в
органах
государственного и муниципального управления - это важный и
ответственный процесс, результаты которого окажут положительное
влияние на социально-экономическое развитие государства [12].
Цифровизация подразумевает процесс внедрения сквозных
цифровых технологий в различные отрасли жизнедеятельности [11].
Цифровая трансформация подразумевает процесс новых методов и
механизмов функционирования в тех отраслях, в которых
происходит процесс цифровизации [9].
277
Бизнес-информатика и управление
Цифровизация и цифровая трансформация, инструменты и
методы, используемые и функционирующие при данных процессах
– все это положительным образом сказывается на воспроизводстве
социальных и экономических благ при осуществлении
государственного и муниципального управления [4].
Цифровизация и цифровая трансформация приводят к
формированию цифровых экосистем стран (регионов). Цифровая
экосистема подразумевает организацию цифровых макросред
функционирования граждан, бизнеса и органов власти с
формированием сетевых коммуникаций при выстраивании
взаимоотношений [3].
Для оценки степени цифровой трансформации в различных
секторах используются самые разные методы. Оценка позволяет
адаптировать, модернизировать и изменять политику цифровой
трансформации на основе объективных данных [5], что является
основой для повышения устойчивости и конкурентоспособности
государства [8].
В данной работе проанализирована плановая и фактическая
цифровая зрелость 21 российского региона. Цифровая зрелость
определялась по методике Министерства цифрового развития, связи
и массовых коммуникаций Российской Федерации, по которой
рассчитывается среднее арифметическое значение показателей
цифровой зрелости в следующих отраслях: здравоохранение,
образование, городское хозяйство, общественный транспорт и
государственное управление [7]. Показатели фактической цифровой
зрелости определены на основе данных из программ цифровой
трансформации Субъектов РФ. Значения плановой цифровой
зрелости указаны на основе данных из работы [2]. Плановые
значения цифровой зрелости проанализированных регионов
представлены с 2022 по 2024 гг. Для проанализированных регионов
также указан объем финансирования мероприятий по обеспечению
целевых значений цифровой зрелости.
Цифровая зрелость России по секторам была рассчитана на
основе фактических данных о цифровой зрелости регионов.
Отметим, что для определения более точного значения цифровой
зрелости РФ необходимо иметь данные по большему количеству
регионов.
278
Бизнес-информатика и управление
Далее в таблице 1 отражены плановые и фактические значения
цифровой зрелости в 21 регионе РФ до 2024 г. в соответствии с их
программами цифровой трансформации.
Таблица 1
Плановая и фактическая цифровая зрелость проанализированных
регионов
Регион
2022 г. 2022 г. 2023 г. 2024 г. Рейтин
Рейтинг
(факт)
(план)
(план)
(план)
г
регионов
регион
по
ов по
плановым
фактич значениям
еским
из 82
значен регионов,
иям
по
которым
имеются
данные
Алтайский
30,26
23,41
33,17
47,74
5
53
край
Брянская
9,68
28,35
41,09
57,68
15
32
область
Волгоградска
4,40
23,90
30,85
38,71
17
71
я область
Воронежская
4,03
26,49
40,32
57,62
18
33
область
Иркутская
6,78
11,12
16,50
25,16
16
82
область
Калининград
0,93
18,76
26,33
74,18
19
5
ская область
Кировская
область
Курганская
область
Курская
область
Республика
Татарстан
66,91
48,76
55,54
64,51
1
21
59,19
21,89
33,20
47,04
2
56
20,71
32,35
40,60
51,91
8
42
43,42
66,28
71,85
77,27
3
10
279
Бизнес-информатика и управление
Продолжение таблицы 1
Республика
Алтай
Республика
Калмыкия
11,68
24,26
40,35
59,87
0,67
16,92
23,43
32,58
Республика
Карелия
23,92
Республика
Мордовия
21,33
Свердловска
я область
10,80
Смоленская
область
18,71
Ставропольс
кий край
19,75
Томская
область
33,18
Тюменская
область
0,00
Ярославская
область
17,14
Новосибирск
ая область
17,18
13
20
38,69
42,31
23,79
35,49
21,47
37,60
19,39
38,21
24,61
45,39
50,00
32,60
46,54
32,63
46,07
28,81
46,43
31,68
27
79
52,47
6
55
7
30
14
74
10
38
9
36
4
45
21
77
12
44
11
70
58,68
37,61
56,10
56,99
54,98
35,99
55,01
39,52
На
основе
данных
комплексного
анализа
цифровой
трансформации, приведенных в табл. 1, в табл. 2 показано
финансирование, выделяемое регионам из федерального и
региональных бюджетов для обеспечения целей цифровой зрелости
в период с 2022 по 2024 гг. Отметим, что данные для Волгоградской
280
Бизнес-информатика и управление
и Кировской области в программах по объему финансирования не
представлены.
Таблица 2
Финансирование цифровой трансформации в проанализированных
регионах
Регион
Финансиров
ание, млн
руб.
2296,32
Население
региона, 2022 г,
млн чел.
2,15
Финансирование на
одного жителя
региона, млн руб.
1065,61
428,85
1,17
366,85
-
-
-
1271,14
2,29
556,25
1061,18
2,36
450,21
10,00
1,03
9,73
-
-
-
1658,07
0,80
2060,22
582,48
1,07
546,24
Республика
Татарстан
Республика
Алтай
Республика
Калмыкия
Республика
Карелия
2677,38
3,89
689,16
393,52
0,22
1776,16
109,09
0,27
401,64
231,00
0,53
437,64
Республика
Мордовия
770,72
0,77
999,52
Алтайский край
Брянская
область
Волгоградская
область
Воронежская
область
Иркутская
область
Калининградска
я область
Кировская
область
Курганская
область
Курская область
281
Бизнес-информатика и управление
Продолжение таблицы 2
Свердловская
область
Смоленская
область
Ставропольский
край
Томская область
7371,47
4,24
1738,84
693,26
0,87
793,70
579,32
0,79
730,73
163,86
1,08
152,09
Тюменская
область
Ярославская
область
Новосибирская
область
1293,80
3,85
336,17
571,23
1,19
478,20
7684,76
2,80
2747,02
Исходя из данных, приведенных в табл. 1 и 2, цифровая
трансформация в рассматриваемых регионах имеет неоднозначный
характер. Отметим, что регионы, которые имеют большие объемы
финансирования, занимают высокие позиции по плановой цифровой
зрелости. В таблицах также показан ряд регионов, которые имеют
большой объем финансирования, но планируемый уровень
цифровой зрелости низкий. Данные регионы, вероятно, будут
занимать более высокие позиции по фактическим значениям в 2024
г. Представлены и регионы, чьи фактические значения цифровой
зрелости уже выше запланированных. Данный факт свидетельствует
о наличии цифрового разрыва в регионах.
Далее в табл. 3 даны плановые и фактические значения цифровой
зрелости по отраслям: здравоохранение, образование, городское
хозяйство, общественный транспорт и государственное управление.
Также отражены плановые и фактические значения цифровой
зрелости РФ.
282
Бизнес-информатика и управление
Таблица 3
Плановое и фактическое значение индекса цифровой
зрелости РФ
Отрасль
Факт (по данным
проанализированны
х регионов)
2022 г.
(план, по
данным
82
регионов
)
2023 г.
(план, по
данным
82
регионов
)
2024 г.
(план, по
данным
82
регионов
)
Здравоохранение
13,67
30,27
41,33
53,19
Образование
18,92
28,86
39,64
54,15
Городское
хозяйство
20,70
32,82
40,29
50,31
Общественный
транспорт
23,54
35,87
45,94
56,88
Государственное
управление
23,33
37,90
47,49
58,04
Цифровая
зрелость РФ
20,03
33,14
42,94
54,51
На основе данных табл. 3 на рис. 1 и 2 отражены численные
показатели цифровой зрелости Российской Федерации по секторам/
отраслям.
283
Бизнес-информатика и управление
Здравоохранение
100
Государственное
управление
50
Образование
0
Общественный
транспорт
Городское
хозяйство
Факт (по данным проанализированных регионов)
2022 (план, по данным 82 регионов)
Рис. 1. Плановая и фактическая цифровая зрелость по ключевым отраслям
60
50
40
30
20
10
0
Рис. 2. Плановая и фактическая динамика роста цифровой зрелости РФ
284
Бизнес-информатика и управление
На основе данных табл. 3 и рис. 1 и 2 по фактическим значениям
уровень цифровой зрелости отстает от плана в отраслях
здравоохранения, образования и городского хозяйства.
Уровень фактической цифровой зрелости РФ в 2022 г. был в
сравнении с планом меньше на 13,11%, и в 2023 г. в сравнении с
фактическими значениями плановая цифровая зрелость должна
повыситься на 22,91%.
Следует отметить, что фактические и целевые значения на конец
2022 г. значительно отличаются между регионами. Данный факт
отражает отставание роста фактических и плановых значений, что
может затруднить достижение целевых показателей и реализацию
цифровой трансформации в стране до 2024 г./ Следует учесть, что
для более точного анализа фактических показателей необходимо
больше данных о цифровой зрелости, однако в регионах попрежнему не предоставлена эта информация в отчетах за 2022 г.
Литература
1. Абрамов В. И., Абрамов И. В., Путилов А. В., Трушиня И.
Цифровизация экономических отношений как фактор устойчивого
развития стран // Вопросы инновационной экономики. – 2023. – Том 13. –
№ 2. doi:10.18334/vinec.13.2. 117125.
2. Абрамов В. И., Андреев В. Д. Анализ стратегий цифровой
трансформации регионов России в контексте достижения национальных
целей // Вопросы государственного и муниципального управления. 2023.
№. 1. C. 89-119.
3. Абрамов В. И., Андреев В. Д. Перспективы использования интернета
вещей при цифровой трансформации государственного и муниципального
управления (на примере Финляндии) // Муниципальная академия. – 2022. –
№ 2. – С. 34-42. – DOI 10.52176/2304831X_2022_02_34. – EDN PWVCED.
4. Абрамов В. И., Андреев В. Д. Проблемы и перспективы цифровой
трансформации государственного и муниципального управления в регионе
(на примере Кемеровской области) // Ars Administrandi. Искусство
управления. – 2022. – Т. 14, № 4. – С. 667-700. – DOI 10.17072/2218-91732022-4-667-700. – EDN CTWMYG.
5. Андреев В. Д., Абрамов В. И. Анализ методики оценки цифровой
трансформации государственного управления в Сингапуре в контексте
использования в регионах России // Информатизация в цифровой
экономике. – 2022. – Т. 3, № 3. – С. 111-124. – DOI 10.18334/ide.3.3.116585.
– EDN OZPSOH.
285
Бизнес-информатика и управление
6. Абрамов В. И., Путилов А. В., Шамаева Е. Ф. Формирование
механизмов управления устойчивым развитием экономики промышленных
отраслей и комплексов // Энергетическая политика. – 2023. – № 2(180). – С.
40-53. – DOI 10.46920/2409-5516_2023_2180_40. – EDN QTFKDF.
7. Приказ Минцифры России от 18.11.2020 N 600 (ред. от 14.01.2021) //
КонсультантПлюс:
справочная
правовая
система.
URL:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_372437.
8. Чурсин А. А., Кокуйцева Т. В. Развитие методов оценки цифровой
зрелости организации с учетом регионального аспекта // Экономика
региона. – 2022. – Т. 18, № 2. – С. 450-463. – DOI 10.17059/ekon.reg.2022-211. – EDN ZTOECV.
9. Ahn, M. J., Chen, Y. C. Digital transformation toward AI-augmented
public administration: The perception of government employees and the
willingness to use AI in government // Government Information Quarterly. 2022.
39(2), 101664.
10. de Godoy M. F., Ribas Filho D. Facing the BANI World // International
Journal of Nutrology. 2021. 14(02): e33. DOI: 10.1055/s-0041-1735848.
11. Gupta, S., Rhyner J. Mindful Application of Digitalization for Sustainable
Development: The Digitainability Assessment Framework // Sustainability
(Switzerland), 2022. 14(5), 3114.
12. Lindquist, E.A. The digital era and public sector reforms: Transformation
or new tools for competing values? // Canadian Public Administration, 2022.
65(3), pp. 547 – 568.
286
Бизнес-информатика и управление
ИММИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ЧЕРЕПОВЕЦКОГО РОДДОМА
Д.И. Аркинд, Д.С. Ловцев, Д.С. Смирнов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
конт. тел.+79858206417, e-mail Arkindd@yandex.ru
Ключевые слова: имитационное моделирование, AnyLogic, роддом.
В России с 2016 года снижается рождаемость. Возникает вопрос
о возможность сокращения количества медицинских учреждений в
сфере гинекологии. В частности, в Череповце за последние 5 лет
количество родившихся сократилось с 3600 до 2800 человек в год. В
начале 2020-года одни из двух родильных домов Череповца был
полностью закрыт и переведен в госпиталь для больных COVID-19.
Единственного роддома оказалось достаточно чтобы принять все
роды в 2020
Целью
исследования является
выявление
потребности
увеличения количества палат, родзалов или медперсонала, для того
чтобы один роддом без задержек мог обслуживать весь поток
посетителей.
В качестве основного инструмента моделирования была
использована программа AnyLogic.
В ней библиотека
моделирования процессов реализует, применяемый нами метод
дискретно-событийного моделирования.
Была создана модель роддома представленная на Рис. 1,
справляющая с максимальной реальной нагрузкой, когда-либо
приходившейся на один роддом – 2800 человек в год. В результате
тестирования ее в различных сценариях с варьируемым
численностью медицинского персонала, количеством родильных
залов после- и дородовых палат, было установлено, что для
успешного проведения 3600 родов в год в одном родильном доме
необходимо объединения персонала двух роддомов, оборудование
еще одного родильного зала и увеличение количества послеродовых
палат до 57.
287
Бизнес-информатика и управление
Рис. 1. Визуализация работы модели в AnyLogic
Литература
О библиотеке моделирования процессов. // Документация Anylogic
— URL: https://anylogic.help/ru/library-reference-guides/process-modelinglibrary/index.html(дата обращения: 13.01.2023).
2. Статистика // Официальный сайт департамента здравоохранения
Вологодской области — URL: https://depzdrav.gov35.ru/vedomstvennayainformatsiya/statistika/ (дата обращения: 13.01.2023).
1.
288
Бизнес-информатика и управление
УРАН-ПЛУТОНИЕВЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЦИКЛ
Д.Е. Ашимов, А.К. Аманова, Е.Г. Куликов
НИЯУ «МИФИ», г. Москва
+7 701 077 3090, daniyar.esimgaliuly@gmail.com
Ключевые слова: уран-плутониевый ЯТЦ, топливный цикл,
переход
В настоящее время возрастающие потребности в электроэнергии
ведут к увеличению расхода тепловыделяющих источников, что
ведет
к
стремительному
сокращения
запасов
потенциальных источников, таких как нефть, газ, уран. Отсюда
возникает проблема поискаальтернативных источников энергии [1].
Предложенный в 1960 годах замкнутый топливный цикл может
стать решением проблемы сокращения запасов источников
энергии, так как торий является, более распространенным тяжелым
сырьевым металлом его запасы в три раза превышают запасы урана
[1].
Уран-плутониевый (УП) цикл - это один из способов переработки
отработанного ядерноготоплива в ядерной энергетике. Он является
более
продвинутой
и
эффективной
технологией,
чем обычный цикл. В этом цикле уран-238 используется в качестве
начального топлива. Онпоглощает нейтроны и превращается в
плутоний-239, который является расщепляемым материалом.
Плутоний-239 извлекается из использованного ядерного топлива и
затем используется в качестве дополнительного топлива для
реактора.
В
результате
этого
процесса
уран-238 также может быть переработан и использован в качестве
топлива. Уран-плутониевый цикл имеет некоторые преимущества
перед другими типами ядерных реакторов. В частности,
он может использовать больше топлива, что увеличивает
эффективность реактора. Кроме того, он может использовать
использованное топливо, которое обычно выбрасывается как
радиоактивный отход в других типах реакторов. Плутоний-239
является расщепляемымматериалом, который может использоваться
для генерации энергии в реакторе. При этом уран-238 используется
289
Бизнес-информатика и управление
в качестве начального топлива. Однако уран-плутониевый цикл
имеет и некоторые недостатки. В частности, он требует
сложной технологии переработки использованного топлива, что
может быть дорого и опасно из-за высокой радиоактивности
материалов. Кроме того, процесс производства плутония может
вызвать опасения по поводу распространения ядерного оружия, так
как плутоний-239 может использоваться для создания ядерного
оружия. Уран-плутониевый (УП) цикл имеет несколько
преимуществ по сравнению с традиционным замедлительным
циклом ядерного топлива. Некоторые из этих преимуществ
включают в себя:
 Эффективное использование ядерного топлива: УП-цикл
позволяет использовать более эффективно ядерное топливо, чем
традиционный
замедлительный
цикл.
Он
позволяет
перерабатывать отработанное ядерное топливо и использовать его
вновь в качестве топлива для ядерных реакторов. Это может
уменьшить количество отходов и продлить срок эксплуатации
реакторов.
 Меньшее количество ядерных отходов: УП-цикл может
снизить количество ядерных отходов, которые образуются в
процессе производства электроэнергии в ядерных реакторах. Это
происходит благодаря возможности использования отработанного
ядерного топлива вновь в качестве топлива, что позволяет снизить
количество радиоактивных отходов.
 Сокращение риска распространения ядерных материалов:
УП-цикл может снизить риск распространения ядерных материалов,
так как плутоний, получаемый в процессе переработки ядерного
топлива, может быть использован для производства нового
топлива. Это может предотвратить несанкционированный доступ к
ядерным материалам и использование их для военных целей.
 Уменьшение зависимости от импорта ядерного топлива: УПцикл может уменьшить зависимость от импорта ядерного топлива,
так как он позволяет перерабатывать отработанное топливо и
использовать его вновь в качестве топлива для ядерных
реакторов. Это может снизить расходы на импорт ядерного топлива
и обеспечить большую независимость энергосистемы. ●
Переработка использованного топлива: Уран-плутониевый цикл
290
Бизнес-информатика и управление
позволяет
перерабатывать использованное ядерное топливо. Это позволяет
использовать больше топлива и уменьшить количество
радиоактивных отходов.
 Эффективность: Уран-плутониевый цикл может быть более
эффективным, чем другие типы ядерных реакторов. Это связано с
возможностью использовать больше топлива и перерабатывать
использованное топливо.
 Выпуск радиоактивных отходов: Уран-плутониевый цикл
может выпускать меньше радиоактивных отходов, чем другие типы
реакторов.
Это
связано
с
возможностью
переработки
использованного топлива.
 Высокая
радиоактивность
материалов:
Переработка
использованного топлива в уран-плутониевом цикле требует
сложной технологии и может быть опасна из-за высокой
радиоактивности материалов.
 Риск
распространения
ядерного
оружия:
Процесс
производства плутония может вызвать опасения по поводу
распространения ядерного оружия, так как плутоний-239
может
использоваться
для
создания
ядерного
оружия.
Однако, стоит отметить, что УП-цикл имеет свои риски и
недостатки, такие как увеличенная сложность процесса переработки
ядерного топлива и возможность использования плутония для
производства
ядерного
оружия.
Уран-плутониевый
цикл
используется в различных странах, но не все из них используют его
в промышленных масштабах. Некоторые из стран, использующих
уран-плутониевый цикл, включают:
1. Франция: Франция является одной из ведущих стран в
использовании уран-плутониевого цикла. Она имеет одну из самых
высоких долей ядерной энергии в производстве электроэнергии в
мире и использует цикл "АРЕВА" для переработки использованного
топлива.
2. Япония: Япония использует уран-плутониевый цикл, но, в
связи с аварией на Фукусиме в 2011 году, она сократила
использование ядерной энергии.
3. Китай: Китай использует уран-плутониевый цикл, но пока в
небольших масштабах. Страна планирует увеличить свою долю
291
Бизнес-информатика и управление
ядерной энергии в производстве электроэнергии, и уранплутониевый цикл может стать одним из способов достижения
этой цели.
4. Индия: Индия использует уран-плутониевый цикл и
разрабатывает свою собственную технологию цикла "Бхабха". Она
также разрабатывает ядерное оружие на основе плутония.
5. Россия: Россия использует уран-плутониевый цикл в своих
ядерных реакторах и имеет собственную технологию переработки
использованного ядерного топлива.
6. США: США также используют уран-плутониевый цикл, но в
небольших масштабах. Страна в настоящее время находится в
процессе разработки новых технологий ядерных реакторов, которые
могут использовать уран-плутониевый цикл.
Технологии уран-плутониевого цикла сложны и требуют высокой
степени безопасности и контроля, чтобы предотвратить возможные
аварии
и
минимизировать
риски
для
здоровья
и
окружающей среды. Важно отметить, что процесс разделения
плутония-239 в уран-плутониевом цикле имеет высокие требования
к безопасности и контролю, чтобы предотвратить возможное
несанкционированное использование материала для производства
ядерного оружия. Для МАГАТЭ, это представляется вызовом для
режима нераспространения.
Литература
1. Ядерная технология, М., 1979; Радиохимическая переработка
ядерного топлива АЭС, 2 изд., М., 1989.
2. Учебное пособие, Азаренков Н. А., Булавин Л. А., Залюбовский И.И.,
Кириченко В. Г., В. М. Мурогов, А. И. Зинин, В. Г. Илюнин, В. Я. Руднева
“Быстрые реакторы с различными видами топлива в уран-плутониевом и
смешанном топливном цикле”, 2016 г.
3. В. Е. Маршалкин “Концепция замкнутого торий-уран-плутониевого
топливного цикла ядерной энергетики» 2018.
292
Бизнес-информатика и управление
ПЕРВЫЕ ИТОГИ СОЗДАНИЯ УЧЕБНОГО БЛОКЧЕЙНА
ФБИУКС НИЯУ МИФИ
Баврин Л.А., Медеров И.М., П.И. Колыхалов
1
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва, ФБИУКС
+79660888335, bavrinleonid@gmail.com
+79263665517, eislo@yandex.ru
В начале 2022 года была поставлена задача создать учебный
блокчейн для использования его в образовательных целях ФБИУКС
НИЯУ МИФИ [1]. Весной 2022 года был представлена статья
“Поиск и выбор платформы для создания учебного блокчейна
ФБИУКС” в которой обосновано использование платформы Cosmos
для разработки учебного блокчейна ФБИУКС НИЯУ МИФИ [2]. В
ходе работы используется надстройка над Cosmos SDK - Ignite CLI.
За прошедшее время на сервере НИЯУ МИФИ реализован
блокчейн, имеющий функционал CRUD: создание, чтение,
редактирование и удаление записей. Разработка ведется на языке
программирования - Go, который обеспечивает легкость и удобство
разработки блокчейна. Записи блока - имеют следующую структуру:
id – автоматически присвоенный идентификационный номер; title название записи, body - содержание записи, creator - адрес на автора
статьи. Это позволяет создавать записи, которые помогают
взаимодействовать участникам каждой блокчейн сети.
Алгоритмом консенсуса в блокчейне, реализованном на Ignite
CLI, является Proof of Stake. В этом механизме право человека
подтверждать транзакции определяется количеством токенов на его
счету. На сегодняшний день система функционирует на 3-х узлах,
один из которых выполняет функции координатора (узел,
обладающий правом запускать блокчейн и регулирующий работу
валидаторов) и два – валидатора (узлы, способные проверять новые
блоки на соответствие правилам консенсуса). Разумеется, такой
набор узлов является не более, чем стартовым, обеспечивающим
первые шаги создания системы.
293
Бизнес-информатика и управление
В настоящий момент времени взаимодействие с командной
строкой сервера, на котором находится блокчейн, происходит через
сетевой протокол соединения ssh. Операционной системой сервера
является Ubuntu Linux, для которой были установлены библиотеки
Cosmos.Network - ignite, cli-network-plugin. Последний дает
возможность создавать основные и тестовые сети блокейнов, на
которых затем запускать различные инструменты и сервисы для
развития учебного блокчейна ФБИУКС НИЯУ МИФИ.
Основными задачами на ближайшее время является создание
Web-клиента,
обеспечивающего
возможность
простого
взаимодействия между пользователями и распределенным реестром,
и формирование пула задач, решаемых с помощью блокчейна. В
данный момент времени активно производятся работы над Webклиентом, а именно налаживание коммуникация с тестовой сетью.
Проведенная
исследовательская
работа
показала,
что
выполненные задачи полезны для учебной и академической
деятельности и помогли расширить практический набор умений в
разработке блокчейна на платформе Cosmos.Network. В дальнейшем
учебный блокчейн ФБИУКС НИЯУ МИФИ будет активно
развиваться, как одна из основных платформ для подготовки
специалистов в цифровой экономике.
Литература
1. Колыхалов П.И. Апрель 2022, «История и перспективы развития
систем распределенного реестра в экономических приложениях» // Тезисы
докладов Школы-конференция «Цифровая трансформация реального
сектора экономики», НИЯУ МИФИ, 2022 г.
2. Баврин Л.А., Медеров И.М., Апрель 2022 г., «Поиск и выбор платформы
для создания учебного блокчейна ФБИУКС» // Тезисы докладов Школыконференция «Цифровая трансформация реального сектора экономики»,
НИЯУ МИФИ, 2022г.
294
Бизнес-информатика и управление
ОПТИМИЗАЦИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ФИНАНСОВЫХ
РЕСУРСОВ МЕТОДОМ ВЕТВЕЙ И ГРАНИЦ
М.А. Баешов, В.А. Ким, А.В. Лебедева
НИЯУ МИФИ, Москва
+7 (705) 115-03-72, bayeshov@gmail.com
Ключевые слова: планирование, ресурс, кредит, оптимизация, финансы.
Применение метода ветвей и границ (Branch and Bound) в
смешанном целочисленном программировании (Mixed Integer
Programming, MIP) позволяет решать ряд оптимизационных задач,
включая задачи оптимизации производства и портфеля инвестиций
и другие задачи с большим количеством переменных и ограничений
[1].
В работе представлена возможность применения данного метода
в MIP для устранения кассовых разрывов и минимизация общих
выплат по процентам методами математической оптимизации за
счёт подбора сумм кредитов в рамках кредитных линий.
Для улучшения эффективности метода использовались
различные техники, такие как ограничения и предварительные
оценки [2].
В данной задаче используются следующие ограничения:
1) Кредит является допустимым, если выполнены условия:
 сумма неотрицательна и меньше суммы кредитной линии;
 месяц взятия – не раньше начала его кредитной линии;
 месяц окончания выплат – не позже конца кредитной линии;
 срок – не короче каникул для основного долга и процентов.
2) Для каждой кредитной линии в каждый месяц суммарные
оставшиеся выплаты основного долга по всем её кредитам не
превышают суммы этой кредитной линии. Взять новый кредит,
превышающий сумму кредитной линии в периоде планирования
можно при полностью закрытых предыдущих кредитах.
295
Бизнес-информатика и управление
3) Для каждой невозобновляемой кредитной линии сумма
размеров всех её кредитов не превышает суммы этой кредитной
линии.
Алгоритм решения представлен в формуле (1):
 (Bl + S – Pосн.долг – Pвозн. +/– ExD – F)  max,
(1)
где Bl – текущий остаток в каждом месяце, S – сумма кредита
[месяц], Pосн.долг – выплата основного долга [месяц], Pвозн. – выплата
вознаграждений [месяц], ExD – курсовая разница [месяц], F –
штраф.
Текущий остаток (Bl) в каждом месяце отражает состояние
счетов компании: это сумма остатка в предыдущем месяце, а также
всех поступлений и выбытий (с минусом) в текущем. При
планировании финансовых ресурсов текущий остаток вычисляется
так:
1) В отсутствие планируемых кредитов он равен входящему
остатку (с учётом всех текущих и ранее запланированных кредитов).
2) Для каждого планируемого кредита текущий остаток:
 увеличивается на размер кредита в месяце его взятия и на
сумму штрафа за взятие кредита;
 уменьшается при выплатах основного долга;
 уменьшается при выплатах вознаграждения.
Выплата основного долга: Общая Pосн.долг равна размеру кредита.
Выплата процентов: Общая Pвозн равна произведению размера
кредита, процентной ставки и срока кредита.
В целом, MIP с применением метода ветвей и границ является
мощным инструментом для эффективного прогнозирования бизнеспоказателей и решения оптимизационных задач, где требуется
оптимизация с учетом дискретных переменных. С помощью данного
метода был оптимизирован процесс взятия кредитов из доступных
кредитных линий с учетом курсовой разницы и штрафов, где
целевой функцией является минимизация вознаграждений и
штрафов.
296
Бизнес-информатика и управление
Литература
1. Шевченко В.Н., Золотых Н.Ю. Линейное и целочисленное линейное
программирование // Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2004. — 154 с.
2. G.L. Nemhauser, L.A. Wolsey. Integer and Combinatorial Optimization //
John Wiley and Sons, Hoboken, 1988.
ОЦЕНКА ВЕБ-САЙТОВ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ
ОБЩЕСТВЕННОЙ ЦЕННОСТИ: ОБЗОР ВЕБ-САЙТОВ
ЦЕНТРАЛЬНЫХ ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ОРГАНОВ
КАЗАХСТАНА
А.М. Байдильдинова, И.А. Кузнецов
1
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва
конт. тел.: +77759860845, e-mail: abaidildinova@mail.ru
Ключевые слова: единая платформа интернет- ресурсов
государственных органов (ЕПИР ГО), сайт, мониторинг, правила,
уполномоченный орган, оценка, обращение, прием граждан
Целью данной работы является рассмотрение текущих оценок,
проводимых уполномоченными органами Казахстана, на наличие в
них показателей, характеризующих сайты государственных органов
с точки зрения общественной ценности.
В соответствии с Указом Президента РК от 13 января 2007 года
№273 «О мерах по модернизации системы государственного
управления» было поручено внедрить комплексную оценку
эффективности деятельности государственных органов [1].
На текущий момент оценка проходит по трем блокам:
«Достижение целей», «Взаимодействие с гражданами» и
«Организационное развитие».
297
Бизнес-информатика и управление
В рамках данного исследования нас интересует блок
«Взаимодействие с гражданами», который оценивает три ключевых
направления работы государственных органов с населением в части
качественного оказания государственных услуг, рассмотрения
жалоб и заявлений и открытости в своей деятельности.
Результаты данной оценки размещаются на сайте ТОО «Центр
исследований, анализа и оценки эффективности» Счетного комитета
по контролю за исполнением республиканского бюджета. На
текущий момент на данном сайте опубликованы данные только за
2021 год. Результаты по данному блоку следующие: 19 центральных
государственных органов из представленных 24, набрали менее 90
баллов из 100 возможных.
С 2020 года все сайты государственных органов Республики
Казахстан перешли на ЕПИР ГО, так согласно статьи 9 пункта 14
Закона
Республики
Казахстан
«Об
информатизации»
государственные органы размещают интернет-ресурсы на ЕПИР ГО,
а также обеспечивают их достоверность и актуализацию [2].
Структура интернет-ресурса государственного органа и состав
размещаемой информации, а также иная информация, имеющая
отношение к деятельности государственного органа, за
исключением информации с ограниченным доступом, формируются
в соответствии со статьей 16 Закона Республики Казахстан «О
доступе к информации» [3].
Статья 16 описывает перечень требуемой информации для
размещения государственными органами на интернет –ресурсах, для
поддержания
информационной
открытости
органов
государственной власти. В данный перечень входит информация о
структуре,
сведения
о
руководителях,
нормотворческая
деятельность, бюджет, текущая деятельность и т.д.
Первичный анализ ЕПИР ГО позволяет сделать вывод о наличии
необходимого функционала для размещения данной информации. В
целом ЕПИР ГО показывает хорошие результаты размещения
информации по традиционным показателям, но есть возможности
для повышения показателей по общественным ценностям, в части
непосредственного взаимодействия с гражданами, реагирования и
диалога.
Для повышения показателей по общественным ценностям в
Казахстане, властям Казахстана следует начать с развития активного
298
Бизнес-информатика и управление
диалога с гражданами. Для этого необходимо всячески развивать
ЕПИР ГО, являющуюся официальным интернет – ресурсом всех
государственных органов, модернизировав его в главную площадку
для диалога с гражданами, в части развития всевозможных сервисов
для получения обратной связи от граждан Казахстана. В связи с чем
мы предлагаем начать с реализации сервиса для записи на прием к
руководителям различных уровней всех государственных органов на
платформе. Создание сервиса для записи на прием граждан, в
рамках ЕПИР ГО, положительно скажется на качестве
взаимодействия граждан с государством, создав единую точку
доступа для записи на прием к руководителям разных уровней всех
министерств.
Литература
1. Указ Президента Республики Казахстан от 13 января 2007 года N 273
«О мерах по модернизации системы государственного управления
Республики Казахстан».
2. Закон Республики Казахстан от 24 ноября 2015 года № 418-V ЗРК
«Об информатизации».
3. Закон Республики Казахстан от 16 ноября 2015 года № 401-V ЗРК «О
доступе к информации».
299
Бизнес-информатика и управление
МОДЕЛИРОВАНИЕ НОВОЙ СТАНЦИИ МЕТРО В ГОРОДЕ
АЛМАТЫ В СРЕДЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ANYLOGIC
А.М. Байдильдинова
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва
конт. тел.: +77759860845, e-mail: abaidildinova@mail.ru
Ключевые слова: метро, модель, моделирование, пассажиры,
библиотеки, оптимизация, поток, процессы, задержки, очередь,
имитационное моделирование
Целью данной работы является моделирование планировки новой
станции метро с учетом потока людей, количества турникетов и
касс, способных пропустить данный поток без особых задержек.
Создание модели и сам процесс моделирования происходит в
среде моделирования AnyLogic. Сущность имитационного
моделирования заключается в том, что для изучаемой системы
создаётся достаточно точная модель, для проведения экспериментов
с различными вариантами функционирования данной системы и
последующим их анализом. Имитационные модели позволяют
учитывать факторы, затрудняющие изучение предметной области
при использовании аналитического метода исследования и
проводить повторные эксперименты с обновлёнными данными, что
приводит к экономии не только времени, но и финансовых средств
владельца системы [1].
Начнем создание диаграммы процесса с добавления на
диаграмму Main блока PedSource из палитры Пешеходная
библиотека. Пусть в среднем на станцию прибывает 3600
пассажиров в час. Используя PedGoTo моделируем движение
пешеходов от входа к выходу к поездам [2].
Мы полагаем, что 30 процентов пассажиров покупают билеты на
кассе, а 70 процентов – используют платежные карты «Онай» и
карты Mastercard. Чтобы задать такое деление потока пассажиров,
300
Бизнес-информатика и управление
зададим в свойствах блока pedSelectOutput коэффициент
предпочтения 1 равным 0.7, а коэффициент предпочтения 2 равным
0.3. При этих значениях блок будет перенаправлять 70 процентов
пешеходов в верхнюю ветвь диаграммы процесса, а 30 - в нижнюю.
Нужно будет также задать значение 0 в полях коэффициент
предпочтения 3, коэффициент предпочтения 4 и коэффициент
предпочтения 5, чтобы предотвратить перенаправление пешеходов в
три нижних порта блока, которые не соединены ни с какими
другими блоками.
Добавим в нашу модель 3D анимацию. Для этого, нам
понадобится добавить 3D окно, камеру и 3D изображение пассажира
(Рис.1).
Рис.1. 3D анимация модели
По расчетам экспертов открытие новых станций должно
значительно повлиять положительным образом на транспортную
инфраструктуру города Алматы. Доступность метро для
крупнейших спальных районов города должно значительно
разгрузить улицы в западной части Алматы, сделав метро удобной
альтернативой не только личному транспорту, но и перегруженным
в пиковые часы автобусам и троллейбусам.
Во время планирования работ по реконструкции зданий
инженерам метрополитена нужно быть уверенными в правильности
проектных решений. Для усовершенствования существующих
моделей вестибюлей, мы провели эксперимент, с целью выяснения
оптимального количества турникетов и касс для установки на новой
станции, для увеличения пропускной способности.
301
Бизнес-информатика и управление
После оптимизации модели мы видим, что при установке 5 касс и
8 турникетов, при потоке в 3600 человек в час, количество
пассажиров в очереди у касс и у турникетов выхода к посадке
находится в пределах нормы.
Модель может быть использована для исследования широкого
круга проблем, прежде всего проблемы неправильного
распределения пассажиропотока на заданной станции.
Литература
1. Шарова В.О. Моделирование пассажиропотока на станции
«Киевская» Московского метрополитена. // Автоматика на транспорте.
2017. №2.
2. Григорьев И. Anylogic за 3 дня // Практическое пособие по
имитационному моделированию. – 2022. С. 200-213
302
Бизнес-информатика и управление
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ
В ГОСУДАРСТВЕННОМ УПРАВЛЕНИИ
ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ КАЗАХСТАНА
Е.Ш. Бейсекеев1,2, П.И. Колыхалов1
НИЯУ МИФИ, г.Москва
8 702 255-72-92, yermek_f-81@mail.ru
1
2
Ключевые слова: горнодобывающая
управление, цифровизация, ценообразование
отрасль,
государственное
Процесс, называемый «цифровой трансформацией», является
ключевым элементом, позволяющим компаниям влиться в
четвертую промышленную революцию, или индустрию 4.0,
независимо от сектора экономики. Согласно отчету, Deloitte
«Управление рисками при цифровой трансформации» (2018 г.),
цифровая трансформация открывает большие возможности для
роста и создания стоимости. [2]
Риски, связанные с геологическими опасностями, необходимо
определить тип механизма отказа, а также масштаб и скорость
возможного
инцидента,
чтобы
оценить
вероятность
и
потенциальный ущерб общественной безопасности, безопасности
строительного или эксплуатационного персонала, затраты на
воздействие, угрозу целостность активов и связанной с ними
инфраструктуры, а также воздействие на окружающую среду. [1]
В течение последних десятилетий технологии, связанные с
датчиками для мониторинга геотехнических структур, быстро
совершенствуются, включая полевые инструменты и технологии
дистанционного зондирования для обнаружения широкого спектра
индикаторов для принятия решений. [3]
Картирование процессов, как обсуждалось ранее, является
важной задачей для достижения эффективного управления рисками.
В данном тематическом исследовании соблюдаются корпоративные
рекомендации, в которых основное внимание уделяется
конструкциям с потенциальным ущербом 4 или 5 (высокий или
303
Бизнес-информатика и управление
очень высокий). Весь процесс можно резюмировать следующим
образом:
1. Родительская галстук-бабочка;
2. Галстук-бабочка бизнес-подразделения;
3. Geotech Design;
4. Выполнение и техническое обслуживание;
5. Мониторинг и TARP;
6. Управление.
Таким образом, можно сформулировать вывод. Мировая
экономика резко меняется в сторону индустрии 4.0, и основным
узким местом для этого является цифровая трансформация.
Другими словами, доступны мощные способы сбора, анализа и
обработки данных, и на геотехническое инженерное сообщество
оказывается растущее давление, чтобы оно участвовало в этой
цифровой трансформации, особенно в горнодобывающей отрасли, в
связи с необходимостью улучшения управления рисками.
Однако структурные меры являются основополагающими для
внедрения цифровых процессов, такие как эффективная оценка
рисков и контроль, интеллектуальное картирование процессов,
эффективные
индикаторы
и
определение
результатов,
интеллектуальная концепция инженерии данных, превосходящая
другие. Конечная задача управления рисками — сделать потоки
информации о рисках отслеживаемыми, а коммуникационные
потоки на всех уровнях корпоративного управления —
эффективными для уверенного принятия решений.
Литература
1. Государственная Программа «Цифровой Казахстан». Утверждена
постановлением Правительства Республики Казахстан от 12 декабря 2017
года
№
827.
[Электронный
ресурс].
URL:
http://adilet.zan.kz/rus/docs/P1700000827 (дата обращения: 20.05.2022).
2. Аубакирова Г.М. Трансформационные преобразования экономики
Казахстана// Проблемы прогнозирования. - №1.- 2020. - С.155 - 163.
3.
ОЭСР (2018 г.), Реформирование Казахстана: прогресс, вызовы и
возможности, Издательство ОЭСР. URL: http://dx.doi.org. Дата обращения:
10.09.2022
304
Бизнес-информатика и управление
МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
ПРИМЕНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ,
ПОЛУЧЕННЫХ В РЕЗУЛЬТАТЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО
ЭКСПОРТУ УРАНОВОЙ ПРОДУКЦИИ
А.А.Вагулина, А.В.Путилов
НИЯУ «МИФИ», Москва
+7(927)755-08-69. 89277550869@mail.ru
Ключевые
слова:
информационная система.
экономика,
искусственный
интеллект,
Основная цель внедрения сервисов искусственного интеллекта
(ИИ) заключается не в полной замене человека в технологических и
бизнес-процессах, но в повышении эффективности труда человека и
показателей бизнеса в целом. По данным информационного портала
DataProt, к 2027 г. мировой рынок искусственного интеллекта
достигнет 267 млрд долл. США. При этом уже сегодня 37%
компаний применяют алгоритмические сервисы и ИИ-технологии.
Это свидетельствует о том, что возможности использования новых
высокоинтеллектуальных технологий в будущем будут неуклонно
возрастать [1].
Искусственный интеллект осуществляет изучение статистики и
выполняет прогностические функции, обрабатывая гигантские
массивы данных в целях подбора наиболее оптимального
распределения цен на конкретный вид продукции (природный уран,
ОУП, изотопы и пр.). Это позволяет повысить объемы выручки и
доходов компании АО «Техснабэкспорт».
Системы искусственного интеллекта на основе изучения
предыдущих продаж и глубокого изучения рынков также
осуществляют прогнозирование сценариев развития событий.
Алгоритмами изучаются контактные данные клиентов, суммы
сделок и приобретенные ими товары или услуги [2].
305
Бизнес-информатика и управление
Актуальность исследования заключается в применении
инструмента для интеллектуального анализа данных, полученных в
результате
многолетней
деятельности
компании
АО
«Техснабэкспорт» по экспорту урановой продукции, и расчете
экономического эффекта от полученных результатов.
Объект исследования – анализ экономической составляющей
хозяйственной деятельности, направленной на транспортировку
урановой продукции на внешний рынок.
Цель исследования – решение проблемы излишних расходов на
транспортировку урановой продукции на внешний рынок
посредством создания методологии расчета экономического
эффекта применения инструмента для интеллектуального анализа
данных, полученных в результате рассматриваемой деятельности.
Практическая
значимость
применение
исследуемой
методологии для обеспечения возможности разработки инструмента
интеллектуального
анализа
данных
в
компании
АО
«Техснабэкпорт» с целью снижения расходов на экспорт урановой
продукции на внешний рынок.
Литература
1. Жилин В.В., Сафарьян О.А. Искусственный интеллект в системах
хранения данных // Вестник Донского государственного технического
университета. – 2020. – № 2. – c. 196-200. – doi: 10.23947/1992-5980-202020-2-196-200 .
2. Шкор О.Н., Севзюк Ч.А. Искусственный интеллект в Digitalмаркетинге // Big Data and Advanced Analytics. – 2020. – № 6-3. – c. 38-41.
306
Бизнес-информатика и управление
ПРИМЕНЕНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
В УПРАВЛЕНИИ ДАННЫМИ
Д.И. Веденин, Е.С. Львов, Н.Ю. Ульянин, Н.К. Хейнштейн,
П.В. Бочкарев
НИЯУ МИФИ, Москва
8 (915) 992-90-15, vedenin.danil2015@gmail.com
Ключевые слова: искусственный интеллект, машинное обучение, базы
данных, хранилище данных, реляционные базы данных.
Раньше устаревшие системы управления данными, к которым
относятся реляционные базы данных и хранилища данных, являлись
ключевыми
компонентами
корпоративной
инфраструктуры
управления данными. Сегодня, с появлением Big Data и
искусственного интеллекта, предприятия пользуются широким
спектром баз данных и хранилищ данных для решения самых
различных задач, обеспечивая их выполнение с высокой
производительностью.
Значимость баз данных не ограничивается простым и надежным
хранением данных, она также связана с возможностью
эффективного управления этими данными. Благодаря машинному
обучению и другим методам искусственного интеллекта можно
расширить эти возможности и повысить масштабируемость и
интеллект при работе с большими объемами данных. Можно
привести пример использования алгоритмов машинного обучения с
целью улучшения стратегий для создания резервных копий и
восстановления данных. Кроме того, технологии искусственного
интеллекта могут помочь в определении оптимального порядка
операций при запросе данных и автоматизировать бизнес-процессы.
Продукты для управления данными могут значительно
расширить свой функционал благодаря применению машинного
обучения [1]. Например, некоторые из них уже включают в себя
встроенные возможности для обнаружения шаблонов и извлечения
знаний. Поставщики баз данных и систем управления данными
307
Бизнес-информатика и управление
применяют машинное обучение, чтобы предоставлять инструменты
для обнаружения данных и контроля их качества. Для многих
компаний внедрение машинного обучения на уровне управления
данными является первым шагом к его применению на прикладном
уровне в корпоративных проектах.
Системы управления данными получили новый тип баз данных
благодаря воздействию машинного обучения и искусственного
интеллекта - базы данных искусственного интеллекта (AI Database)
[2]. Они сочетают в себе технологии искусственного интеллекта для
предоставления дополнительных функций, которые выделяют их
среди традиционных баз данных. Например, базы данных
искусственного
интеллекта
предоставляют
возможности
полнотекстового поиска и текстовой аналитики, которые отличают
их от реляционных баз данных, использующих ключевые слова и
логические операторы. Базы данных искусственного интеллекта
также предлагают инструменты для ускорения процесса обучения
моделей машинного обучения [3].
Литература
1. Савенков П. А. Использование методов и алгоритмов машинного
обучения в системах поддержки принятия управленческих решений //
Известия
ТулГУ.
Технические
науки.
2019.
№2.
URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-metodov-i-algoritmovmashinnogo-obucheniya-v-sistemah-podderzhki-prinyatiya-upravlencheskihresheniy-1 (дата обращения: 14.04.2023).
2. Бузова Н. В. Искусственный интеллект и использование баз данных
как объектов смежных прав // Lex Russica. 2020. №8 (165). URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/iskusstvennyy-intellekt-i-ispolzovanie-bazdannyh-kak-obektov-smezhnyh-prav (дата обращения: 14.04.2023).
3. Жилин В.В., Сафарьян О.А. Искусственный интеллект в системах
хранения данных // Advanced Engineering Research. 2020. №2. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/iskusstvennyy-intellekt-v-sistemah-hraneniyadannyh (дата обращения: 14.04.2023).
308
Бизнес-информатика и управление
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РАЦИОНАЛЬНОСТИ РЕЖИМА
ТРУДА И ОТДЫХА СОТРУДНИКОВ IT-КОМПАНИЙ
К.С. Гирман, П.В. Бочкарёв
НИЯУ МИФИ, Москва
89280088434, kirill.girman.free@mail.ru
Ключевые слова: система контроля, режим труда и отдыха, стандарты и
нормы работы, работоспособность и производительность.
Режим труда и отдыха – последовательность периодов работы и
отдыха, а также их продолжительность. Рациональность режима
труда и отдыха – соотношение данных периодов, определяющее
высокую производительность работы сотрудников совместно с их
стабильным, устойчивым психоэмоциональным состоянием и
работоспособностью в течение длительного интервала времени. [1]
Нарушение рациональности режима труда и отдыха, то есть
отсутствие своевременного отдыха и слишком длительное
нахождение в состоянии сосредоточения на работе, приводит к
более быстрому растрачиванию энергии и внимания, необходимых
для поддержания работоспособности в наиболее эффективном
режиме. Так, сотрудником выполняется меньшая работая
относительно той, которая могла бы быть выполнена сотрудником с
наибольшей работоспособностью, что приводит к уменьшению
дохода компании. [2]
Решение исходной проблемы заключается в корректной
нормализации режима, то есть его соответствие принятым
стандартам и нормам. В качестве примера могут выступать 40часовая рабочая неделя, оплачиваемый отпуск, в том числе отпуск
по болезни, гибкость рабочих графиков, возможность удаленной
работы, наличие оздоровительных программ и ресурсов по охране
психического здоровья, эргономичность рабочего места, доступ к
полезным закускам и напиткам. [3] Подобная нормализация
применяется к водителям транспортных средств при осуществлении
международных и внутренних перевозок: например, период
управления должен составлять не более 9 часов в сутки, при
309
Бизнес-информатика и управление
достижении времени управления значения 4,5 часа должен
начинаться перерыв длительностью не менее 45 минут. [4]
Становится очевидно, что максимальная производительность,
работоспособность сотрудника достигается при рациональном
режиме труда и отдыха. Данная система создана для обеспечения
искомого баланса между работой и отдыхом. Целесообразно
отметить то, что на данный момент уже существует некоторое
множество решений, предоставляющих возможность отслеживать
количество отработанных часов и перерывов. [5]
Таким
образом,
выдвигается
задача
создать
не
«контролирующую деятельность» систему, которая отслеживает
затраченное время на разного рода задачи и инструменты, а
«контролирующую рациональность режима труда и отдыха»
систему, которая по итогу формирует отчет об анализе
рациональности режима каждого конкретного сотрудника.
Литература
1. Подлесный, А. Н. Конспект на тему Режим труда и отдыха //
ИнфоУрок URL: https://infourok.ru/konspekt-na-temu-rezhim-truda-i-otdiha2727611.html (дата обращения: 12.12.2022).
2. Kelly P. Gabriel, Herman Aguinis How to prevent and combat employee
burnout and create healthier workplaces during crises and beyond // Business
Horizons. - 2021. - №DOI: 10.1016/j.bushor.2021.02.037
3. Алексеев В. М., Алексеева М. С. Вопросы обеспечения работодателем
режима труда и отдыха работников // Текст научной статьи по
специальности
«Экономика
и
бизнес».
УДК
331.45.
URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/voprosy-obespecheniya-rabotodatelem-rezhimatruda-i-otdyha-rabotnikov (дата обращения: 11.03.2023).
4. Мирошин, Г. С. Законодательные основы системы контроля режимов
труда и отдыха водителей: презентация: офиц. сайт. URL:
https://rustahocontrol.ru/news/podgotovka-sotrudnikov-nadzornykh-organov-vniiat/ (дата обращения: 10.10.2022).
5. Shweta 7 Free Time Tracking Apps (2023) // Forbes Advisor URL:
https://www.forbes.com/advisor/business/software/free-time-tracking-apps/
(дата обращения: 07.04.2023).
310
Бизнес-информатика и управление
АНАЛИЗ ПРАВОВОГО РЕГУЛИРВОАНИЯ ЦИФРОВЫХ
ПЛАТФОРМ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И СТРАНАХ
ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА
Галаванов Р.В., Силенко А.Н.
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+79161646271, unholyreizok@bk.ru
Ключевые слова: цифровые платформы, цифровые сервисы, правовое
регулирование, законы РФ, акты ЕС, цифровизация.
В настоящее время цифровые технологии активно развиваются –
укрупняются старые и появляются новые цифровые платформы и
сервисы, предоставляющие значительное количество разнообразных
цифровых услуг. Возникающие в этой сфере новые общественные
отношения порождают множество вопросов, неопределённость и
спорные ситуации. В связи с этим, у государств появляется
потребность в правовом регулировании новых отношений,
связанных с деятельностью цифровых платформ.
Актуальность данной работы обусловлена стремительным
развитием правового регулирования деятельности цифровых
платформ за последний год на территории Российской Федерации и
стран Европейского союза. Были приняты ряд законодательных
актов, устанавливающие запреты и требования, в первую очередь
обращённые к компаниям –«цифровым гигантам». Таким образом
сформировался устойчивый контроль за их деятельностью со
стороны государств и устранены пробелы законодательства, не
позволяющие привлекать их к ответственности.
Целью данной работы является проведение сравнительного
анализа подходов к нормативно-правовому регулированию
цифровой отрасли в РФ и ЕС для выявления ключевых отличий.
Ценность работы состоит в исследовании двух различных
подходов к урегулированию деятельности цифровых платформ и
выявления «чувствительных мест» в российском законодательстве,
устранение которых поможет создать благоприятную цифровую
среду для всех участников отношений.
311
Бизнес-информатика и управление
Список использованных источников
1. Федеральный закон "Об
информации,
информационных
технологиях и о защите информации" от 27.07.2006 N 149-ФЗ.
2. Федеральный закон "О деятельности иностранных лиц в
информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" на территории
Российской Федерации" от 01.07.2021 N 236-ФЗ.
3. Regulation (EU) 2022/2065 of the European Parliament and of the
Council of 19 October 2022 on a Single Market for Digital Services and
amending Directive 2000/31/EC (Digital Services Act).
4. Regulation (EU) 2022/1925 of the European Parliament and of the
Council of 14 September 2022 on contestable and fair markets in the digital
sector and amending Directives (EU) 2019/1937 and (EU) 2020/1828 (Digital
Markets Act).
5. J. Laux, S. Wachter, B. Mittelstadt // Computer Law & Security Review
2021 43:105613 // DOI: 10.1016/j.clsr.2021.105613.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БИЗНЕС-ПРОЦЕССА
«ФИНАНСОВАЯ КОНСОЛИДАЦИЯ И ПОДГОТОВКА
ФИНАНСОВОЙ ОТЧЕТНОСТИ»
И.Д. Демеуова, И.А. Кузнецов
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+7 (701) 754-01-27 idemeuova@gmail.com
Ключевые слова: автоматизация, реинжиниринг, финансовая отчетность
В 2019 году консалтинговая компания KMPG провела
исследование, которое выявило, что 90% респондентов видят
ценность в автоматизации подготовки финансовой отчетности, но
70% признают, что их компании мало или ничего не сделали в этом
направлении [1]. В каждой компании осуществляется бизнеспроцесс «Финансовая консолидация и подготовка финансовой
отчетности», на его выполнение выделяются финансовые и
312
Бизнес-информатика и управление
трудовые ресурсы. Финансовая отчетность является инструментом
внутреннего и внешнего контроля, принятия обоснованных
экономических решений и показателем эффективности бизнеса [2].
К специалистам по учету предъявляются высокие требования, а сам
процесс регулируется большим количеством законов и стандартов
[3].
Целью
данной
работы
является
поиск
способа
совершенствования данного бизнес-процесса.
В рамках данной работы была формализована модель текущего
состояния бизнес-процесса, проведен анализ, выявлены участки для
изменений,
предложена
модель
бизнес-процесса
после
реинжиниринга и автоматизации. Инструментом моделирования
бизнес-процесса была выбрана программа «Enterprise Architect»,
которая поддерживает унифицированный язык моделирования
«UML».
«Enterprise
Architect»
позволила
выстроить
интегрированную иерархию моделей от высокоуровневой
концепции до детальных функций будущей автоматизированной
системы.
В
результате
способ
совершенствования
финансовой
консолидации и подготовки финансовой отчетности заключается в
реинжиниринге и автоматизации шагов данного бизнес-процесса.
Для начала предлагается сократить количество шагов бизнеспроцесса с 7 до 4 шагов путем интеграции автоматизированной
системы отчетности с системой бухгалтерского учета. Таким
образом будет исключена необходимость выгрузки данных по
финансовым операциям, ручного заполнения отчетов в MS Excel,
проверки их корректности и корректировки. Система позволит
агрегировать данные всех компаний группы в одном модуле,
элиминировать внутригрупповые операции и осуществлять расчеты
по преднастроенной методологии. За счет прямой интеграции также
будет сокращено количество участников бизнес-процесса
пропорционально участкам учета с 20 до 15 штатных единиц. Далее
предлагается автоматизировать формирование форм финансовой
отчетности с раскрытиями и публикацию на корпоративном сайте в
электронном виде без необходимости ручных манипуляций в MS
Excel.
В условиях стремительного развития информационных
технологий и наличия многочисленных решений предлагается
совершенствовать бизнес-процесс «Финансовая консолидация и
313
Бизнес-информатика и управление
подготовка финансовой отчетности» посредством внедрения
автоматизированной системы и реинжиниринга шагов бизнеспроцесса. В целом это позволит снизить затраты на ресурсы и
повысить эффективность.
Литература
1. KPMG. 2019. Automation of financial reporting and technical accounting.
2. Trigo, A., Belfo, F., & Estébanez, R. P. 2014. Accounting information
systems: The challenge of the real-time reporting. Procedia Technology, 16, 118127.
3. Сорокина Л.Н. Проблемы внедрения автоматизации учета и
подготовки отчетности в условиях перехода на международную систему
финансовой отчетности // Финансовая аналитика: проблемы и решения.
2014. №3.
ЭЛЕКТРОННЫЙ СЕРТИФИКАТ С РАСПОЗНАВАНИЕМ
ОТПЕЧАТКОВ ПАЛЬЦЕВ В СИСТЕМЕ
ГОСУДАРСТВЕННЫХ ЗАКУПОК: ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ В
ЮЖНОЙ КОРЕЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДЛЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
К.С. Долгов, Э.В. Цишба,
НИЯУ "МИФИ", Москва
+7(925) 893-34-17 eghanvans@gmail.com
Ключевые слова: система закупок, автоматизация, биометрические
данные.
Актуальность
внедрение
электронного
сертификата
с
распознаванием отпечатков пальцев в системе государственных
закупок обусловлена ростом объема государственных закупок и
риска мошенничества со стороны нечестных поставщиков.
Цель данного доклада - рассмотреть опыт внедрения
электронного сертификата с распознаванием отпечатков пальцев в
314
Бизнес-информатика и управление
системе государственных закупок в Южной Корее и
проанализировать перспективы его внедрения в Российской
Федерации.
Практическая значимость данной работы заключается в
возможности
использования
электронного
сертификата
с
распознаванием отпечатков пальцев в системе государственных
закупок в Российской Федерации для повышения безопасности и
эффективности проведения торгов, а также для уменьшения риска
мошенничества со стороны участников торгов.
Опыт внедрения электронного сертификата с распознаванием
отпечатков пальцев в системе государственных закупок в Южной
Корее показал, что это эффективный способ повышения
безопасности и эффективности проведения торгов.
Система вращается вокруг «токена безопасности», устройства
типа USB, на котором хранится биометрический «ключ электронной
подписи» пользователя (отпечаток пальца) и другая личная
информация. Это аппаратное обеспечение, которое генерирует ключ
электронной подписи и проверяет пользователя с помощью
установленного программного обеспечения для кодирования [1].
Принцип работы электронного сертификата включает несколько
этапов. Сначала участник торгов должен зарегистрироваться в
системе, предоставив свои персональные данные и информацию о
компании. Затем он должен посетить центр биометрической
аутентификации, где будет зарегистрирован его отпечаток пальца.
После регистрации участника в системе, при подаче заявки на
участие в торгах, он должен войти в систему с использованием
своего электронного сертификата и подтвердить свою личность,
введя свой пароль и предъявив свой отпечаток пальца.
Реализация проекта по внедрению электронного сертификата с
распознаванием отпечатков пальцев в систему закупок Российской
Федерации потребует значительных затрат на технологическое
оборудование, программное обеспечение и обучение персонала, а
также преодоления культурного барьера, связанного с передачей
своих биометрических данных.
Однако, практическая значимость данной работы заключается в
повышении
безопасности
и
эффективности
проведения
государственных закупок, а также в снижении риска мошенничества
и коррупции.
315
Бизнес-информатика и управление
Подготовка и внедрение электронного сертификата с
распознаванием отпечатков пальцев может стать важным толчком
для дальнейшего развития системы закупок в Российской
Федерации.
Литература
1. Fingerprint
www.g2b.go.kr.
recognition
e-bidding
in
Korea,
Oh
Yeon-Chil
//
УПРАВЛЕНИЕ УМНЫМИ АТОМНЫМИ ГОРОДАМИ:
ВЫЗОВЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Е.М. Елекее, П.И.Колыхалов
НИЯУ МИФИ, г. Москва
erbol.elekeev@mail.ru
Ключевые слова: умные атомные города, управление городами,
устойчивая экосистема, безопасность, эффективное использование.
В настоящее время во всем мире активно развивают умные
атомные города, которые становятся ключевыми центрами
производства и науки в отрасли ядерной энергетики. Эти города
оснащены передовыми технологиями и инфраструктурой, которые
позволяют повышать эффективность производства и улучшать
качество жизни населения. Однако управление умными атомными
городами ставит перед государственными и частными структурами
ряд вызовов и перспектив, которые необходимо решить для
обеспечения безопасности населения и окружающей среды,
эффективного использования ресурсов и развития экономики.
Эффективное управление умными атомными городами требует
создания устойчивой экосистемы, которая позволит сохранять
баланс между экономическими, социальными и экологическими
аспектами развития города.
316
Бизнес-информатика и управление
Примерами такой экосистемы могут служить проекты,
реализуемые в России: «Смарт город» в Сколково и «Атомград» в
Димитровграде, которые включают в себя инновационные решения
в области энергоснабжения, транспорта, образования и
здравоохранения, а также оснащены системами мониторинга и
контроля, обеспечивающими безопасность населения и окружающей
среды. Эти проекты демонстрируют, что устойчивая экосистема
является необходимым условием успешного управления умными
атомными городами России.
Другим вызовом для управления умными атомными городами
является необходимость сбалансированного подхода к развитию.
Важно учитывать, как социально-экономические, так и
экологические аспекты развития города, чтобы обеспечить
благополучие населения и сохранить природные ресурсы. Примером
удачного сбалансированного развития в России может служить
атомный город Северск, который успешно развивается благодаря
развитию науки, образования, здравоохранения и туризма, а также
эффективному использованию природных ресурсов и соблюдению
строгих экологических норм.
Еще одним аспектом успешного развития атоных городов,
которые необходимо учитывать являются потребности и интересы
жителей городов.
Примером может служить атомный город Заречный в России, где
создана система электронного голосования для жителей, которая
позволяет им выражать свое мнение по вопросам городского
развития и влиять на принимаемые решения. Этот подход позволяет
повысить уровень доверия населения к управляющим органам
города и обеспечить более эффективное и демократичное
управление.
Таким образом, для эффективного управления умными атомными
городами
необходимо
создать
устойчивую
экосистему,
сбалансировать социально-экономические и экологические аспекты
развития, а также учитывать интересы и потребности жителей
городов. Примеры успешных проектов и решений в этой области
уже существуют, и их дальнейшее развитие может способствовать
успешному управлению умными атомными городами в будущем.
317
Бизнес-информатика и управление
Литература
1. Колесников, А. (2020). Умный город как инструмент управления
развитием атомных городов. Вестник Белгородского государственного
технологического университета им. В. Г. Шухова, 11(4), 74-80.
2. Рамзин, Ю. (2019). Управление умными атомными городами: опыт и
перспективы развития. Вестник НИУ МЭИ, 11(3), 52-60.
3. Солодков, В. (2019). Управление умными атомными городами:
вызовы и перспективы. Научно-технический вестник информационных
технологий, механики и оптики, 19(5), 890-895.
ПРОЦЕСС УПРАВЛЕНИЯ ДИНАМИКОЙ ГОРОДСКОГО
НАСЕЛЕНИЯ МИРА В 1800-2025 ГГ.
Е.М. Елекеев, Е.С.Копкова
НИЯУ МИФИ, г. Москва
erbol.elekeev@mail.ru
Ключевые слова: управление городским
населения, процесс управления, урбанизация.
населением,
динамика
В настоящее время процесс глобализации приводит к все более
быстрому увеличению числа городов и урбанизации населения. Это
создает огромное количество проблем, таких как экологические
проблемы, увеличение социального неравенства, перенаселение и
др. Именно поэтому процесс управления динамикой городского
населения мира становится все более актуальной темой для
исследования, а также посвящено множество работ.
Автор Джеппарова З. Р., проанализировала изменение
соотношения городского и сельского населения стран БРИКС с 2013
г. по 2017 г., а также определила место стран-членов БРИКС в
мировых урабанизационных процессах. Общая величина городского
населения в странах БРИКС с 2013 г. по 2017 г. выросла на 9,53% с
1441,53 млн. чел. до 1578,85 млн. чел [1].
В мире наблюдается быстрое увеличение городского населения, и
это представляет серьезные вызовы для устойчивого развития
318
Бизнес-информатика и управление
городов и общества в целом. Для того чтобы решить эти проблемы,
необходимо эффективно управлять динамикой городского
населения [2]. В данном контексте важно рассмотреть динамику
городского населения в период с 1800 по 2025 гг.
Городское население мира в период с 1800 по 2025 гг. испытало
значительные изменения в своей динамике. С 1800 года городское
население начало быстро расти в результате индустриализации,
увеличения населения и городской миграции. Если в начале XIX
века доля городского населения составляла менее 5%, то к 2025 году
она ожидается превышающей 60%. Такой рост населения городов
ставит перед мировым сообществом ряд вызовов, связанных с
управлением
городскими
территориями,
инфраструктурой,
экологическими проблемами и т.д.
Сегодня более половины
населения мира проживает в городах, и ожидается, что к 2050 году
это число увеличится до 68%.
Выводы, которые можно сделать на основе изучения процесса
управления динамикой городского населения мира в период с 1800
по 2025 гг., являются важными для формирования стратегии
управления развитием городов в будущем.
Во-первых, можно отметить, что рост городского населения стал
явлением глобальным и необратимым, что требует внимательного и
комплексного подхода к управлению этим процессом.
Во-вторых, управление динамикой городского населения должно
быть нацелено на баланс между социально-экономическим
развитием городов и сохранением экологической устойчивости.
В-третьих, успешное управление динамикой городского
населения требует внимания к региональным различиям и учета
особенностей каждого города.
И, наконец, важно отметить, что управление динамикой
городского населения должно быть основано на сотрудничестве
между государством, частным сектором и местными сообществами.
Только такой подход позволит обеспечить устойчивое развитие
городов в будущем.
319
Бизнес-информатика и управление
Литература
1. Джеппарова, З. Р. Анализ соотношения городского и сельского
населения в странах-членах БРИКС / З. Р. Джеппарова // . – 2019. – № 2(64).
– С. 90-94.
2. Щербакова Е. Прогноз городского и сельского населения мира, 2018
[Электронный ресурс] / Е.Щербакова // Институт демографии
Национального исследовательского университета. Высшая школа
экономики.
–
Режим
доступа:
http://www.demoscope.ru/weekly/2018/0775/barom03.php.
ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ
ГОСУДАРСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ
В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН
Д.Жардемова, С.Нуракын, А.Темирбек
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
конт.тел.:+77779569989
e-mail: dinara.zhardemova@gmail.com
Ключевые слова: цифровая трансформация, сервис, информационная
безопасность.
По данным Gartner, объем затрат на ИТ-технологии в 2020 г.
превысил $3,9 трлн. Объем рынка облачных вычислений вырос
более, чем на 20%, до $266 млрд. С учетом резко ускорившейся
динамики уже к 2023 г. показатель достигнет $623,3 млрд.
Вместе с тем, темпы цифровизации в мире были очень
неравномерными, что усилило регулярно озвучиваемые ООН и ВЭФ
опасения касательно возникновения «технологического разрыва»
между развитыми и развивающимися странами.[1]
В этой связи, с учетом новых вызовов и рисков в Казахстане
были предприняты решительные меры по наращиванию уровня
цифровизации в государственном секторе, реализована возможность
для граждан дистанционного получения электронной цифровой
320
Бизнес-информатика и управление
подписи посредством удаленной идентификации по биометрии
лица. Активно внедряются такие проекты как облачный
документооборот, мобильное рабочее место, онлайн подходы к
кадровому администрированию,
что
позволило
повысить
эффективность и стабильность предоставления госуслуг населению
и снизить потребность физического присутствия граждан.[2]
Доступность цифровой инфраструктуры стала важнейшим
фактором эффективности мер господдержки в период пандемии.
Социальные выплаты получили 6,5 млн граждан без необходимости
обращения в госорганы.
Целевой̆ функцией̆ реализации идеи Data-driven Government
посредством единой цифровой платформы является повышение
благополучия граждан и содействие экономическому росту,
основанному на внедрении технологий. В фокусе развертывания
платформы находится гражданин в условиях новой̆ цифровой̆
реальности. Государство должно создать условия, которые помогут
человеку раскрыть свои способности, и сформировать комфортную
и безопасную среду для его жизни и реализации потенциала, а также
для создания и внедрения инновационных технологий.
В процессе цифровой трансформации должна быть создана
нормативная база, соответствующая целям единой цифровой
платформы, для чего необходимо провести ревизию действующего
законодательства, перевести процесс нормотворчества на
“цифровую основу” и принять необходимые нормативно-правовые
акты, основанные на принципах унификации, структурирования,
алгоритмизации и гармонизации. Особое значение в успехе
цифровой трансформации государственного управления имеет
повышение уровня информационной безопасности, особенно в
отношении персональных данных. [3]
Литература
1.
https://primeminister.kz/ru/news/reviews/ezhegodnyy-forum-digitalalmaty-kak-proshlo-obsuzhdenie-voprosov-cifrovoy-transformacii-na-urovneglav-pravitelstv-51725.
2. «Цифровое государство Проект концепции цифровой трансформации
Казахстана DATA-DRIVEN GOVERNMENT цифровой экономики»,
Астана, 2022г.
321
Бизнес-информатика и управление
https://www.gov.kz/uploads/2022/3/17/bfb874cfa2d561efbaad24921ab55a0c_ori
ginal.25236678.pdf
3. «Облака, данные и платформы: как будет развиваться IT-рынок
Казахстана в 2022 году»,
https://forbes.kz/process/technologies/oblaka_dannyie_i_platformyi_kak_budet_
razvivatsya_itryinok_kazahstana_v_2022_godu/?utm_source=forbes&utm_medi
um=mlt_articles
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОТРЕБНОСТИ
ШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В УЧИТЕЛЯХ В ГОРОДЕ
МОСКВЕ С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ
МОДЕЛИРОВАНИЯ
Д.Н. Задорожко, Е.В. Белов, Д.С. Смирнов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва
+7 (952) 127-50-11, za_dorozhko@mail.ru
Ключевые слова: имитационное моделирование, прогнозирование,
прогноз количества учителей.
Цель моделирования – получить обоснованные оценки
требуемого количества учителей в Москве в течение ближайших 14
лет. Это даёт возможность быть готовым к изменениям и заранее
предпринять определённые меры. Развитие страны напрямую
зависит от качества образования и любые изменения в этой сфере
сильно повлияют на будущее. Темы, связанные с образованием,
будут актуальны всегда. В последнее время, наблюдается серьезный
недостаток учителей. Поэтому разработка модели, позволяющей
прогнозировать количество детей и учителей на ближайшие годы, с
учётом рождаемости и других статистических данных,
представляется актуальной и интересной задачей.
Результаты исследования можно использовать для расчёта
количества мест в педагогических колледжах и высших учебных
заведениях, а также для планирования постройки новых школ.
322
Бизнес-информатика и управление
Полученный прогноз будет полезен для распределения
финансирования на будущие годы в сфере образования.
Прогноз осуществлён с помощью имитационного моделирования.
Имитационная модель – компьютерная программа, которая
описывает структуру и воспроизводит поведение реальной системы
во времени. Такой подход используется для описания процессов
любой сложности при этом сохраняется их логическая структура.
Модель показывает изменение количества учащихся и учителей,
почасовую нагрузку в каждом классе и у каждого учителя. Для
наглядности строятся временные графики.
Для построения модели, наиболее приближенной к реальности
необходимы различные статистические данные. Взяты данные о
рождаемости в Москве за последние 16 лет (за 2006 – 2021 гг.) [1].
На их основе построены три прогноза (низкий, средний, высокий) на
следующие 14 лет (2022 – 2035 гг.) с помощью линейной регрессии.
Также были использованы данные о рекомендованных учебных
планах в каждом классе [2]. Количество учеников в классе было
принято считать равным 25. На основе данных о проценте
выпускников 9 классов, которые поступают в учреждения среднего
профессионального образования, вычисляется количество учеников
10-11 классов [3]. Учтены классы, имеющие профильные
направления подготовки, исходя из данных о процентном
соотношении учеников, сдающих ОГЭ по тем или иным предметам
[3]. Было два варианта усреднённой нагрузки учителя: одна ставка
(18 часов) и полторы ставки (27 часов).
Модель построена в программе AnyLogic [4]. Тестирование
модели проводилось 6 раз на основании разных вариантов прогноза
и нагрузки учителей. Наиболее реалистичные результаты дают
модели, в которых нагрузка учителя составляет 18 часов в неделю
(одна ставка). Вывод сделан на основе сравнения реального
количества учителей (около 110 тысяч) и количества учителей по
расчётам модели (около 100 тысяч) за 2022 год.
В результате моделирования удалось количественно определить
потребность в учителях школьного образования в городе Москве.
323
Бизнес-информатика и управление
Год
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
Таблица 1
Динамика и прогноз рождаемости 2006 – 2035 гг.
Низкий вариант
Средний вариант Высокий вариант
прогноза
прогноза
прогноза
94271
94271
94271
100955
100955
100955
107781
107781
107781
116081
116081
116081
122962
122962
122962
124662
124662
124662
134881
134881
134881
136021
136021
136021
137583
137583
137583
142390
142390
142390
145252
145252
145252
133889
133889
133889
132543
132543
132543
136357
136357
136357
123524
123524
123524
131445
131445
131445
102046
115985
124529
96696
108653
122716
91760
103600
120243
86297
97947
116386
81247
94535
112691
80210
93664
111539
78847
92955
110726
77947
92702
109697
77649
92609
108600
77384
92755
107676
77860
93752
107751
78954
95447
108732
80490
97711
110451
81980
99930
112294
324
Бизнес-информатика и управление
Рис.1. Схема модели в среде AnyLogic
Литература
1. Демография. — Текст : электронный // Федеральная служба
государственной
статистики
:
[сайт].
—
URL:
https://rosstat.gov.ru/folder/12781 (дата обращения: 11.04.2023).
2. Приложение. Федеральный базисный учебный план и примерные
учебные планы для образовательных учреждений РФ, реализующих
программы общего образования. — Текст : электронный // ГАРАНТ :
[сайт].
—
URL:
https://base.garant.ru/6149681/53f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33/?ysclid=lg
cc9nj5ho583613699 (дата обращения: 11.04.2023).
3. . — Текст : электронный // RGRU : [сайт]. — URL:
https://rg.ru/2020/03/12/nazvany-samye-populiarnye-predmety-oge-povyboru.html (дата обращения: 11.04.2023).
4. О моделировании. — Текст : электронный // AnyLogic : [сайт]. —
URL: https://www.anylogic.ru (дата обращения: 09.04.2023).
325
Бизнес-информатика и управление
НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ЭФФЕКТИВНОМУ УПРАВЛЕНИЮ
ЭКОСИСТЕМАМИ И СОХРАНЕНИЮ БИОРАЗНООБРАЗИЯ
Ж.К. Каймулдинова, Д.М. Михайлов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
город Москва
Ключевые слова: биоразнообразие особо охраняемая природная
территория, экосистема.
Актуальность данного исследования обусловлена тем, что
принимаемые решения при управлении экосистемами зачастую
оказываются не в пользу природы и экономистами-экологами во
всем мире все чаще проводятся исследования по разработке
системы подсчета выгод, получаемых от экосистем
Определение экономической ценности экосистемных услуг
для выработки «выгодных для природы» решений является
новым подходом к эффективному управлению экосистемами и
сохранению биоразнообразия. В контексте перехода к «зеленой
экономике» результаты такого нового подхода очень важны и
могут отразить:
1.экономическую ценность и полезность товаров и услуг,
производимых экосистемами.
2.разработать
целевые
экономические
механизмы,
предусматривающие платежи за использование биологических,
водных, земельных ресурсов и за загрязнение окружающей
среды,
3.повысить
заинтересованность
лиц,
принимающих
решения, в выработке действенных мер по сохранению,
воспроизводству и устойчивому использованию биоразнообразия
4. определить перспективы развития особо охраняемых
природных территорий и показать преимущества рекреационного
природопользования в сопоставлении между различными видами
природопользования и эффективно распределять капитальные
вложения на природоохранные цели
326
Бизнес-информатика и управление
Результаты исследований нового подхода к эффективному
управлению экосистемами и сохранению биоразнообразия
позволили сделать следующие выводы:
1.
необходимо
всестороннее
видение
ценностей
экосистемных товаров и услуг при планировании схем платежей
за экосистемные услуги, видение, которое обеспечивает
сбалансированность связывания двуокиси углерода, сохранения
биоразнообразия, устойчивого лесопользования и защиты
водоразделов;
2.необходим переход от экономической парадигмы,
рассматривающей эффективность хозяйственного комплекса и
охрану природы как автономные проблемы, к целостному
эколого-экономическому подходу, интегрирующему природу и
экономику как два взаимосвязанных компонента. При таком
подходе любые решения на макроэкономическом уровне должны
давать положительный экологический эффект;
3. необходимо включение экономической ценности живой
природы
в
оценку
национального
богатства
и
макроэкономические показатели развития республики;
4. необходимо проведение комплексных мероприятий по
определению экономической ценности экосистемных услуг особо
охраняемых природных территорий и биоразнообразия, как части
национального богатства страны и их учет в активе государства
при международных экономических взаиморасчетах с позиций
сохранения и восстановления биосферных функций;
5.
необходимо
включение
экономической
оценки
экосистемных услуг особо охраняемых природных территорий в
национальные стратегические документы и выделение
финансовых средств на его финансирование
6.
проведение целенаправленной информационной
компании об экономической ценности экосистемных услуг и
сохранению биоразнообразия поскольку оценка экосистемных
услуг и сопоставление выгоды, связанной с сохранением
биоразнообразия и его использованием, является полезным для
установления политических приоритетов.
327
Бизнес-информатика и управление
Литература
1.Альпизар Ф. и Боварник А. Целевой анализ сценария: новый подход
к регистрации и представлению ценности экосистемных услуг для
принятия решений. Программа развития ООН.
2.Барал, Х., Гуаригуата, М. Р., Кинан, Р. Дж. (2016). Предлагаемая
структура для оценки экосистемных продуктов и услуг лесонасаждений.
Экосистемные
услуги,
22,
260–268.
https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2016.10.002.
3.Байзаков, С., Ван Зил, Х., Арыстангулов, С., Бурли баев, М.,
Токтасынов, З., Скляренко, С., и Жаркенов, Д. (2017). Экономическая
оценка экосистемных услуг Иле-Балкашского заповедника. Программа
развития ООН в Республике Казахстан.
4.Комитет лесного хозяйства и животного мира. (2020a). Обзор
Лесные питомники Казахстана.
5.Комитет лесного хозяйства и животного мира. (2020b). Обзор
защищенные районы с доходами.
ОПТИМИЗАЦИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССА ПО ПОКУПКЕ
ЦЕННЫХ БУМАГ В ИНВЕСТИЦИОННОЙ КОМПАНИИ
В.Г. Калина, А.А. Дроздова
НИЯУ МИФИ, Москва
+7(915) 206-45-17, kalivolody@mail.ru
Ключевые слова: бизнес-процесс, оптимизация, автоматизация
Оптимизация бизнес-процессов является одной из основных
задач, стоящими перед компаниями в современном стремительно
развивающемся мире. Она позволяет повысить эффективность
компании и её конкурентоспособность. В данной работе
рассматривается пример внедрения оптимизированных систем в
инвестиционной компании.
В настоящее время инвестирование в ценные бумаги является
самым востребованным и выгодным инструментом. В работе был
328
Бизнес-информатика и управление
проведен анализ жизненного цикла бизнес-процесса и выявлены
ключевые исполнители. На первом этапе аналитик проводит анализ
финансового рынка и определяет наиболее перспективные и
надежные ценные бумаги для инвестирования средств клиентов. На
этапе планирования финансист рассматривает предложения
аналитика и принимает окончательное решение по выбору ценных
бумаг. На этапе реализации менеджер осуществляет закупку
выбранных ценных бумаг на бирже. Этап контроля остается за
инвестиционной компанией после чего бизнес-процесс завершается.
Данный бизнес-процесс имеет ряд проблем, который может быть
решён с помощью автоматизации. Работники тратят большое
количество времени на поиски актуальной информации и на
принятие
решений.
Существует
проблема
точности
прогнозирования предложенных аналитиком вариантов событий.
Менеджеру часто приходится сталкиваться с рутинной работой, во
время покупок ценных бумаг. Есть и другие негативные аспекты,
влияющие на эффективность данного бизнес-процесса.
Одним из решением выделенных проблем является внедрение
программного обеспечения, которое позволит оптимизировать
процесс на каждом этапе его жизненного цикла: аналитику
автоматически отслеживать тенденции рынка и рекомендовать
заранее выбранные ценные бумаги для закупки. Финансисту
готовить финансовые отчеты и проводить проверку клиентов,
менеджеру использовать внедрённую CRM-систему для оформления
заказа на покупку ценных бумаг. Наглядное представление
оптимизированного бизнес-процесса смоделировано с помощью
UML диаграммы на рис.1.
329
Бизнес-информатика и управление
Рис.1. Бизнес-процесс покупки ценных бумаг в инвестиционной компании
Таким образом, оптимизация бизнес-процесса и автоматизация
его составляющих позволяет повысить скорость выполнения самого
процесса, добиться более высокой скорости принятия решений,
уменьшить вероятность ошибок, сократить время на подготовку
финансовых и аналитических документов, также приводит к
сокращению затрат на содержание персонала, к возможности
принятия решений на основе реальных данных и автоматических
расчётов.
Литература
1. Демироглу Н. Б. Автоматизация бизнес-процессов как условие
эффективности малого бизнеса // Вестник алтайской академии экономики и
права № 11, 2020.
2. Борухина К.О. Автоматизация бизнес-процессов на примере
разработки информационной системы найма персонала // Электронный
архив НИ Томский Политехнический Университет, 2018.
330
Бизнес-информатика и управление
ИЗМЕНЕНИЯ БАНКОВСКИХ БИЗНЕС-ПРОЦЕССАХ С
УЧЕТОМ ЦИФРОВЫХ РИСКОВ
С.К.Х Камано, Смирнов Д.С.
НИЯУ МИФИ, Москва
+7 950 922 50 74 e-mail: Sylviekamano97@gmail.com
Ключевые слова: банки, кредитный риск, займы, цифровые технологии,
риск-менеджмент
Банковский сектор - это сектор, который традиционно
подвергается слишком большому риску с точки зрения своей
деятельности, с целью получения прибыли банки участвуют во
многих рискованных действиях, таких как выдача займов малым
предприятиям и частным лицам с целью получения прибыли и
инвестирование в рынок капитала. За последние десятилетия
банковская отрасль улучшила свои бизнес-процессы и модели,
вместо того, чтобы быть только финансовым посредником между
вкладчиками и заемщиками, они обновили свои предложения
клиентам [1].
Работа посвящена исследованию бизнес-процессов связанных с
кредитным риском, потому что это одна из основных проблем, с
которыми сталкиваются банки в настоящее время. Кредитный риск –
это риск финансовых потерь, которые могут возникнуть, если
заемщик не сможет погасить кредит или выполнить свои
финансовые обязательства в соответствии с обещаниями. Массовый
отказ от погашения кредита может привести к череде проблем с
ликвидностью в банке и, как следствие, к финансовому кризису в
стране [2].
Чтобы банк мог предоставить кому-либо кредит, существует
несколько факторов, которые банк часто принимает во внимание в
своей системе поддержки принятия решений (СППР), и эти факторы
или элементы помогают им обеспечить лучшее принятие решений
для клиентов. Существует множество исследований о факторах и
процессах, которые должна учитывать СППР банка. [3,4]
331
Бизнес-информатика и управление
Типовые бизнес-процессы банка для ободрения кредита состоят
из следующего набора шагов [5]:
 кредитный специалист связывается с заявителем на
получение кредита с целью выявления и обсуждения
финансовых потребностей заемщика,
 составление заявки заемщика на получение кредита,
 первичная проверка заявки на кредит
 подготовка аналитиком кредитной рецензии
 старший кредитный специалист на основе результатов
проверки одобряет или не одобряет кредит.
С ростом информатизации этот процесс принятия решения
становится простым и легким для заемщика, чтобы получить кредит
на основе кредитоспособности заемщика, истории занятости
заемщика, отношения долга к доходу заемщика и иных параметров.
Но развитие технологий приводит к новым рискам для банковской
системы, таким как фальшивые личности, использование дипфейков
и так далее.
Важно разработать новую систему или новый способ
предотвращения риска. Существуют методы предотвращения
использования цифровых технологий с точки зрения снижения
кредитного риска, а также важно разработать новую схему для
борьбы с новыми цифровыми рисками.
Использование искусственного интеллекта (ИИ) и машинного
обучения (МО) могут сыграть решающую роль в снижении риска
кредитного дефолта для банков, предоставляя передовые
инструменты прогнозной аналитики и управления рисками.
Далее представлены некоторые элементы бизнес-процесса,
использование в которых технологий ИИ и МО могут быть
полезными:
 Кредитный
скоринг:
алгоритмы
искусственного
интеллекта и машинного обучения могут анализировать большие
объемы данных для построения более точных моделей кредитного
скоринга. Анализируя исторические данные, эти алгоритмы могут
выявлять закономерности и корреляции, которые могут быть
упущены традиционными моделями скоринга, что приводит к более
точной оценке кредитоспособности.
332
Бизнес-информатика и управление
 Обнаружение
мошенничества.
Алгоритмы
искусственного интеллекта и машинного обучения также могут
помочь банкам выявить потенциальное мошенничество, анализируя
большие объемы данных о транзакциях и выявляя закономерности и
аномалии, которые могут указывать на мошенническую
деятельность. Обнаружив мошенничество раньше, банки могут
уменьшить свою подверженность риску дефолта по кредиту [6].
 Системы
раннего
предупреждения.
Алгоритмы
искусственного интеллекта и машинного обучения могут помочь
банкам выявлять ранние предупреждающие признаки риска дефолта
по кредиту, такие как изменения в платежном поведении или
финансовом состоянии заемщика. Обнаружив эти признаки на
ранней стадии, банки могут принять упреждающие меры для
снижения риска дефолта, например, предложив варианты
рефинансирования или реструктуризации [6].
Литература
1. Bomfim, A. (2022). Credit Default Swaps,” Finance and Economics
Discussion Series 2022-023. Washington: Board of Governors of the Federal
Reserve System. doi: https://doi.org/10.17016/FEDS.2022.023.
2. Becker, B., & Ivashina, V. (2023). Disruption and Credit Markets. Journal
of Finance, 78(1), 105-139.
3. Barboza, F., Kimura, H., Sobreiro, V., & Basso, L. (2016). CREDIT
RISK: FROM A SYSTEMATIC LITERATURE REVIEW TO FUTURE
DIRECTIONS. Corporate Ownership & Control, 13(3).
4. Guo, S., Peng, W., & Li, H. (2021). Research on the Default Risk and
Credit Strategy of Small and Medium-Sized Enterprise. Advances in Economics,
Business and Management Research, 166(2), 281-285
5. KHEMAKHEM, S., & BOUJELBENE, Y. (2017). ARTIFICIAL
INTELLIGENCE FOR CREDIT RISK ASSESSMENT: ARTIFICIAL
NEURAL NETWORK AND SUPPORT VECTOR MACHINES. ACRN Oxford
Journal of Finance and Risk Perspectives, 6(2), 1-7. doi:ISSN 2305-7394
6. Sleimi, M. (2020). Effects of risk management practices on banks'
performance: An empirical study of the Jordanian banks. Management Science
Letters, (10), 489-496. doi:doi: 10.5267/j.msl.2019.8.02
333
Бизнес-информатика и управление
МОДЕЛИРОВАНИЕ СЦЕНАРИЕВ РАСШИРЕНИЯ ПАРКА
АТТРАКЦИОНОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПО ANYLOGIC
К.Д. Кондрашкина, В.П. Колб
НИЯУ «МИФИ», г.Москва
89852752538, ksenya.kondrashkina@gmail.com
В представленной работе объектом моделирования взят крытый
парк развлечений в Москве «Остров мечты» [1], в котором
рассматривается деятельность парка аттракционов.
Задачей моделирования является исследовать количество
времени, потраченное в очереди при посещении парка
аттракционов, выявить самые популярные аттракционы. На
основании полученных данных делается вывод о том, какие
аттракционы следует строить в большем количестве при
расширении парка аттракционов.
Для данной работы было использовано средство моделирования
AnyLogic Professinal (trial version), единая платформа для
имитационного моделирования любых бизнес-систем.
При составлении модели были учтены отзывы посетителей,
взятых из нескольких источников [2-4], собственный опыт
посещения парка аттракционов, статистика загруженности парка в
среднем по дням недели по данным Google Maps. Для более точного
описания поведения людей были введены характеристики для
каждого человека: возраст, выносливость, потребность в
адреналине.
При составлении модели были взяты 9 тематических зон, 2 из
которых стали зонами отдыха, а 7 зон стали аттракционами. В
результате была построена модель, которая имитирует поведение
людей, приходящих в парк аттракционов. Важно учитывать, что в
модели, построенной в ходе данной работы, сохраняются пропорции
людей и аттракционов (в реальности: 7-8 млн чел в год и 35
аттракционов, в модели: 1.4 млн чел в год и 7 аттракционов). Схем
модели в среде AnyLogic представлена на Рис.1.
334
Бизнес-информатика и управление
Рис. 1. Схема модели парка аттракционов
С использованием построенной модели были проведены 3
эксперимента, в ходе которых удалось значительно увеличить
посещаемость тематических зон, сделать время между заездами
минимальным и ощутимо меньше отказывать людям из-за того, что
они не успели прокатиться на аттракционах. Также было получено,
что наибольшей популярностью среди людей пользуются такие
тематические зоны, как Заброшенный дом (взрослый) и Замок
Снежной королевы (долгий). Их необходимо строить в большем
количестве, чем прочие аттракционы.
Литература
1. Остров Мечты - крытый парк развлечений. — Текст : электронный //
dreamisland.ru : [сайт]. — URL: https://dreamisland.ru/ (дата обращения:
09.01.2023).
2. отзывы о : Парк развлечений "Остров мечты" - Отдых с детьми OSD.RU. — Текст : электронный // OSD.RU : [сайт]. — URL:
https://www.osd.ru/respinf.asp?ob=1882 (дата обращения: 09.01.2023).
3. Отзывы об «Остров мечты», Москва, проспект Андропова, 1 —
Яндекс Карты. — Текст : электронный // Яндекс Карты : [сайт]. — URL:
https://yandex.ru/maps/org/ostrov_mechty/81953640011/reviews/?ll=37.676131
%2C55.694607&z=14 (дата обращения: 10.01.2023).
4. Парк Остров Мечты / Dream Island, Москва | отзывы. — Текст :
электронный
//
irecommend.ru
:
[сайт].
—
URL:
https://irecommend.ru/content/park-ostrov-mechty-gorodskoi-promenad-moskva
(дата обращения: 10.01.2023).
335
Бизнес-информатика и управление
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БОЛЬШИХ ДАННЫХ В УПРАВЛЕНИИ
РИСКАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
С.И.Кульмагамбетов , А.И. Гусева
Федеральное государственное автономноеобразовательное
учреждение высшего образования«Национальный
исследовательский ядерный университет«МИФИ»
Ключевые слова: данные, риски, Big Data, процесс.
В последние годы использование больших данных (Big Data)
стало неотъемлемой частью управления рисками в предприятиях.
Особенно это актуально в Республике Казахстан, где многие
компании сталкиваются с несколькими рисками, связанными с
экономической, финансовой и политической нестабильностью.
Управление рисками – это процесс определения, анализа и
управления рисками, связанными с деятельностью предприятия.
Риски могут возникать в различных сферах деятельности, таких как
финансы, производство, продажи и маркетинг. Большие данные
могут помочь предприятиям в управлении рисками путем анализа
больших объемов данных и выявления скрытых зависимостей и
корреляций между различными переменными.
Большие данные - это множество информации, которая
генерируется в реальном времени и имеет большой объем, высокую
скорость и разнообразие. Такие данные могут быть получены из
различных источников, таких как социальные сети, сенсоры IoT
(Internet of Things), базы данных клиентов, источники новостей и
другие.
В Республике Казахстан многие компании уже начали
использовать большие данные в управлении рисками, чтобы
улучшить
свою
эффективность
и
повысить
свою
конкурентоспособность на рынке. Например, банки используют
большие данные для анализа кредитной истории клиентов и
336
Бизнес-информатика и управление
принятия решений о выдаче кредита. Также они используют
аналитические инструменты, чтобы предотвратить мошенничество и
защитить себя от финансовых рисков.
В других отраслях, таких как производство, большие данные
используются для прогнозирования спроса, управления запасами и
снижения затрат на производство. Это позволяет компаниям
оптимизировать свои процессы и получать большую прибыль.
Однако использование больших данных в управлении рисками
не ограничивается только бизнес-сферой. В Казахстане также есть
много примеров использования больших данных для улучшения
государственного управления и повышения качества жизни граждан.
Например, в городе Алматы была запущена система мониторинга
качества воздуха, основанная на больших данных. Это позволяет
городским властям принимать меры для снижения загрязнения
воздуха и улучшения экологической ситуации в городе.
Также одним из примеров использования больших данных в
управлении рисками в компаниях Республики Казахстан, а именно в
банковском секторе является анализ кредитного портфеля банка.
Банк может использовать большие данные для анализа данных
заемщиков и определения вероятности невозврата кредита. Анализ
данных может включать в себя различные параметры, такие как
кредитный рейтинг, историю заемщика, финансовое положение и
другие факторы. Большие данные позволяют более точно
определить риски и принимать эффективные меры по их
управлению.
Еще одним примером использования больших данных на
предприятиях Республики Казахстан в управлении рисками является
анализ данных о производственном процессе. Производственное
предприятие может использовать большие данные для анализа
различных параметров производства, таких как скорость
производства, количество брака, расходы на энергию и другие
факторы. Анализ данных может помочь выявить причины
возникновения рисков и предпринять меры по их устранению.
Таким образом, использование больших данных является
необходимым для управления рисками предприятий в Республике
Казахстан. Это позволяет компаниям принимать более
информированные решения, быстрее реагировать на изменения в
экономическом и политическом окружении, а также сокращать
337
Бизнес-информатика и управление
риски и снижать затраты. Однако, для успешного использования
больших данных необходимо обладать высокой технической
компетенцией и эффективными аналитическими инструментами,
которые могут обрабатывать, анализировать и интерпретировать
большое количество данных.
Однако, необходимо учитывать, что использование больших
данных в управлении рисками может столкнуться с некоторыми
проблемами. Одна из главных проблем – это защита данных.
Большие данные могут содержать конфиденциальную информацию,
которая может быть использована в корыстных целях.
Одним из способов защиты данных является использование
современных методов шифрования и системы доступа с
ограниченными правами. Также важно обеспечить надежную
защиту от хакерских атак и других угроз безопасности.
Еще одной проблемой при использовании больших данных в
управлении рисками является сложность их анализа. Для анализа
больших данных требуются специальные инструменты и
технологии, такие как Hadoop, Spark, и машинное обучение.
Необходимы специалисты с соответствующими знаниями и опытом
работы с большими данными.
Поэтому, компании, которые хотят использовать большие
данные для управления рисками, должны инвестировать в развитие
технической инфраструктуры и аналитических навыков своих
сотрудников. Также следует учитывать правовые аспекты сбора и
обработки данных, чтобы не нарушать законодательство в этой
области.
В заключение, можно сказать, что использование больших
данных в управлении рисками является необходимым условием для
развития бизнеса и повышения эффективности в Республике
Казахстан. Компании, которые успешно используют эти данные,
имеют конкурентное преимущество на рынке и могут быстро
адаптироваться к изменяющимся условиям.
Литература
1. Алимжанов А.А., Омаров С.К., Медетбекова Ж.А., Аскарова А.Ж.
(2019) Анализ эффективности использования больших данных в
управлении рисками банковской системы Казахстана. Научный журнал
КазНУ имени аль-Фараби «Экономика и бизнес».
338
Бизнес-информатика и управление
2. Ибраимова Ж.С. (2020) Использование больших данных в
управлении рисками в телекоммуникационных компаниях Республики
Казахстан. Международный научно-исследовательский журнал.
3. Ким А.А. (2018) Анализ возможности использования больших
данных в управлении рисками предприятий Республики Казахстан.
Вестник КазНУ имени аль-Фараби «Экономика, серия экономических
наук».
4. Нурдаулетова С.Ж., Кошанова Ж.С. (2019) Анализ возможности
использования больших данных в управлении рисками на предприятиях
Республики Казахстан. Научный журнал КазНУ имени аль-Фараби
«Экономика и бизнес».
5. Турсунова Г.С. (2017) Использование больших данных в
управлении рисками в банковской сфере Республики Казахстан.
Международный научно-исследовательский журнал.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОТОТИПА СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ
ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЛЯ АППАРАТОВ
ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ
И.В.Куркин, Д.Ю.Пинчук, Д.С.Шопхоев, Е.С.Львов, Д.С. Смирнов
НИЯУ МИФИ, Москва
7 (915) 443 96 18, kurkin.iliya@gmail.com
Ключевые слова: система поддержки решений, аппараты ИВЛ, режимы
работы, динамические показатели, проектирование, концептуальная
модель, требования, эффективность лечения.
Современные системы поддержки жизнедеятельности пациентов
с проблемами дыхательной системы, включая аппараты
искусственной вентиляции легких (АИВЛ), становятся все более
сложными
и
требуют
персонализированного
подхода.
Необходимость принятия быстрых и точных решений в таких
ситуациях очевидна, поэтому проектирование систем поддержки
принятия решений для АИВЛ становится актуальной проблемой
339
Бизнес-информатика и управление
медицинской индустрии. Это позволит повысить эффективность
лечения, снизить риск осложнений и увеличить выживаемость
пациентов [1].
Целью данной работы является разработка прототипа системы
поддержки принятия решений для аппаратов искусственной
вентиляции легких, который учитывает разные режимы работы и
адаптируется к динамическим показателям пациентов.
Прототип системы поддержки принятия решений для АИВЛ,
разработанный на основе пользовательских и функциональных
требований, включает в себя несколько подсистем, таких как
триггерная подсистема, подсистема прогнозирования состояния
пациента, хранение правил и протоколов, оценка состояния
пациента и интерфейс приема внешней информации. Каждая из
подсистем решает свою задачу и взаимодействует с другими для
обеспечения оптимального принятия решений при использовании
аппаратов искусственной вентиляции легких.
Разработанный прототип системы поддержки принятия решений
может быть использован в медицинской практике для повышения
эффективности лечения пациентов с проблемами дыхательной
системы. Система может обеспечить более точную и быструю
оценку состояния пациента, предоставить более оптимальные
рекомендации для настройки АИВЛ и снизить вероятность ошибок
при принятии решений. Это в свою очередь может улучшить
качество медицинской помощи и увеличить выживаемость
пациентов [2].
Литература
1. В. Л. Малых Системы поддержки принятия решений в медицине //
ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ: ТЕОРИЯ И ПРИЛОЖЕНИЯ. - ISSN, 2019. С. 155–184.
2. Озеров Владислав Андреевич, Руданов Юрий Георгиевич СИСТЕМА
ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ ВРАЧЕБНЫХ РЕШЕНИЙ // SAEC. 2020. №3.
URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/sistema-podderzhki-prinyatiyavrachebnyh-resheniy-1 (дата обращения: 14.04.2023).
340
Бизнес-информатика и управление
РОЛЬ СДЕЛОК ПО СЛИЯНИЮ И ПОГЛОЩЕНИЮ (M&A)
ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТОВ ЦИФРОВИЗАЦИИ В
ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ
А.А. Кутубаев, Д.Ю. Семенова
НИЯУ МИФИ, Москва
+77759994909, adilzhan3011@gmail.com
Ключевые слова: цифровизация, слияние
дисконтированный доход, рентабельность инвестиций
и
поглощение,
В настоящее время цифровизация является одним из
инструментов достижения стратегических целей бизнеса. В атомной
отрасли, являющейся высокотехнологичным сектором экономики,
внедряют цифровые решения в бизнес-процессы в целях повышения
эффективности основной деятельности, снижении издержек и
формирования новых бизнесов. Возрастающий объем проектов
цифровизации атомной отрасли определяет необходимость оценки
их экономической эффективности.
Все большую актуальность приобретают сделки по слиянию
и поглощению для расширения стека технологий, компетенций, а
также поиска ресурсов для реализации проектов цифровизации. На
примере сделки AREVA французской компанией EDF (таблица 1) в
работе показана экономическая эффективность цифровизации
объединенной организации.
341
Бизнес-информатика и управление
Таблица 1
Сумма сделки слияния и поглощения EDF и AREVA NP и объем затрат на
цифровизацию EDF в результате сделки, млрд. евро
Сумма,
Категория затрат
Задачи
млрд евро
Сделка слияния и
2,7
Комбинирование
поглощения EDF с
взаимодополняющих ресурсов;
AREVA NP
Экономия
финансов
путем
снижения издержек;
Повышение рыночной прочности
(за счет монополизации);
Обеспечение
взаимного
дополнения в ходе проведения
научно-технических работ.
Цифровизация
0,7
Снижение
эксплуатационных
расходов на 20-30%;
EDF
Рост
эффективности
бизнеспроцессов;
Улучшение
проведения
обслуживания и ремонтов с
помощью сканеров и 3D-фото;
Формирование
базы
данных
объектов АЭС.
Примечание:
составлено
на
основании
источника
//https://ru.investing.com/equities/edf-ratios
Результаты, достигнутые в рамках задач по цифровизации
были оценены в виде экономического эффекта, выражающегося в
экономии затрат (рис. №1).
Примечание: составлено на основании материалов из научноисследовательской работы магистра
342
Бизнес-информатика и управление
Рис. 1. Доходы от цифровизации EDF после поглощения AREVA. /
1- экономия от снижения эксплуатационных расходов, 2 – экономия на
проведении обслуживания и ремонтов с помощью сканеров и 3D-фото, 3экономия за счет роста эффективности бизнес-процессов.
Дисконтированный суммарный доход от цифровизации за
период 2018-2022 года составил 1,4 млрд.евро. В результате,
инвестиционные показатели достигают следующих значений.
Чистый дисконтированный доход составит:
𝐶𝐹𝑘
NPV = ∑ (1+𝑟)
𝑘 − 𝐼𝐶 = 1,4 − 0,7 = 0,7
Индекс рентабельности инвестиций:
𝐶𝐹𝑘
PI = ∑ (1+𝑟)
𝑘 /𝐼𝐶 = 1,4/0,7 = 2
Таким
образом,
экономический
эффект
за
счет
цифровизации в виде экономии затрат на бизнес-процессы атомной
отрасли при реализации сделки слияния и поглощения на примере
французской компании EDF покрывает часть затрат на совершение
сделки и является экономически приемлемым проектом.
Литература
1. Jacques Percebois. Le nucléaire français tiraillé entre contraintes
financières
et
enjeux
industriels
343
Бизнес-информатика и управление
//https://www.connaissancedesenergies.org/tribune-actualite-energies/lenucleaire-francais-tiraille-entre-contraintes-financieres-et-enjeux-industriels
2. Résultats financiers EDF Group // https://www.edf.fr/groupeedf/espaces-dedies/investisseurs-actionnaires/performances-financieres-et-extrafinancieres/resultats-financiers
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА
ПРЕДПРИЯТИЯХ РК
Т.В. Леншина, Е.В.Матросова
МИФИ, Москва
конт. Тел.:87772623834, e-mail: LenshinaTV@mail.ru
Ключевые слова: эффективность, критерии, оценка, информационная
система.
Уровень развития информационных технологий в настоящее
время во многом определяет научно-технический и экономический
потенциал страны, образ жизни и характер деятельности граждан.
Информационные системы (ИС) относятся к классу долгоживущих
сложных больших систем. Одним из важных условий их успешного
развития и совершенствования, особенно на промышленных
предприятиях Республики Казахстан (РК), является использование
методики, позволяющей проводить оценку их технического уровня
на каждом этапе их жизненного цикла, от разработки до вывода из
эксплуатации и утилизации.
Эффективность использования ИС – это показатель, отражающий
соответствие системы своему назначению и её пригодности для
достижения целей, поставленных при её создании [2]. При этом
качественным
показателем
использования
ИС
является
совокупность свойств системы, позволяющих удовлетворять
потребности ее пользователей.
Все
современные
методы
определения экономической
эффективности, хотя и учитывают качественные и количественные
показатели результативности, не могут считаться универсальными,
344
Бизнес-информатика и управление
так как ориентированы на индивидуальную специфику их
применения [1]. Выбираемая методика должна учитывать
требования к оцениваемой информационной системы, её параметры,
размеры бизнеса компании и так далее.
Оцениваемая информационная система должна строго
соответствовать целям разработки, выраженным в шкале
качественных и количественных показателей с учётом потребностей
бизнеса, которые имеют свойство изменяться в течении времени.
Для оценки эффективности ИС на предприятиях РК предложено
применять подходы формирования показателей основанные на
методологии управления требованиями функционирования ИС.
act Оценка эффективности внедрения ИС
Начало
1.1. Выбор объектов
оценки и тестирования
Проверка
полноты списка
объектов
оценки и
тестирования
1.3. Изменение
требований
[Список требований подлежит
изменению]
[Список требований
пуст]
1.2. Управление
требованиями бизнеса к
ИС
[Список объектов
полный]
1.4. Расчёт совокупной
эффективности от
внедрения ИС.
Конец
Рис. 1. Основные этапы бизнес-процесса «Оценка
эффективности внедрения ИС
В условиях отсутствия отраслевых решений по оценке
эффективности ИС на предприятиях РК, необходимо развивать и
совершенствовать существующую нормативную базу в области
требований и показателей эффективности функционирования ИС,
а также методического аппарата, позволяющего производить
оценку их эффективности на всех стадиях жизненного цикла ИС.
Подходы к выбору критериев (метрик) оценки эффективности ИС
в статье предложены для АО «Ульбинский металлургический
завод», но имеют универсальное применение для предприятий
любой отрасли.
345
Бизнес-информатика и управление
Литература
1.ГОСТ 24.702-85. Эффективность автоматизированных систем
управления. Основные положения. – М.: Стандартинформ, 2003. 6 с.
2.Зацаринный А.А., Ионенков Ю.С.. Некоторые методические аспекты
выбора показателей эффективности информационных систем// Системы
высокой доступности. М.: Радиотехника, 2019, № 4. с. 19-26.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ IT ТЕХНОЛОГИЙ В УПРАВЛЕНИИ
ГОСУДАРСТВОМ И МУНИЦИПАЛИТЕТАМИ
Е.С. Львов, Д.И. Веденин, Н.Ю. Ульянин, Н.К. Хейнштейн,
П.В. Бочкарёв
НИЯУ МИФИ, Москва
8 (909) 688-32-82, egor_yeahgorr@mail.ru
Ключевые слова: государственное и муниципальное управление,
информационные технологии, управление городом, муниципалитет.
В современном мире информационные технологии играют
важную роль во всех сферах жизни, их использование в
государственном и муниципальном управлении (ГМУ) приобретает
все большее значение. Целью работы является исследование
предметной области и анализ существующих проектов.
Практическая значимость работы заключается в использовании
современных информационных технологий для повышения
эффективности государственных и муниципальных структур,
ускорения процессов принятия решений и обеспечения
качественного предоставления услуг обществу.
Существуют проекты, которые уже активно используют
информационные технологии в ГМУ: «Электронный реестр
населения», «Электронный бюджет», «Умный город», «Портал
государственных услуг Российской Федерации». В рамках данных
проектов создаются базы данных, позволяющие государственным и
муниципальным службам быстро получать необходимую
346
Бизнес-информатика и управление
информацию о гражданах. Проекты позволяют гражданам
участвовать в формировании бюджета города или региона,
способствуя улучшению качества жизни. За счет внедрения новых
технологий, городские службы своевременно реагируют на
проблемы, а граждане получают государственные услуги [1].
Так же в ГМУ применяются технологии: Big Data, Cloud
Computing, Artificial Intelligence и Blockchain [2]. Данные системы
используются для обработки больших объемов данных,
автоматизации процессов, повышения качества принимаемых
решений и т.д.
Существует ряд проблем, связанных с применением
информационных технологий в ГМУ: необходимость в обучении и
переквалификации персонала; закупка, обновление и модернизация
технического оборудования; обеспечение безопасности данных. Для
решения этих проблем необходимо: надежно защищать данные от
несанкционированного доступа; проводить информационные работы
по использованию электронных сервисов; проводить регулярный
аудит систем для контроля процессов и оптимизации затрат.
В результате исследования предметной области и анализа
существующих проектов можно сделать вывод о том, что
применение информационных технологий в ГМУ имеет большой
потенциал для улучшения качества жизни граждан. Внедрение
информационных технологий в государственное и муниципальное
управление является целесообразным и необходимым для
повышения эффективности работы органов власти [2].
Литература
1. Алферова В.В., Дуброва Е.В. Современные информационные
технологии в государственном и муниципальном управлении //
Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2022. №10-4.
URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-informatsionnye-tehnologiiv-gosudarstvennom-i-munitsipalnom-upravlenii (дата обращения: 12.04.2023).
2. Булгатова Ю.С., Дырхеев А.В. Информационные технологии как
средство модернизации государственного управления в современном
обществе // Вестник БГУ. Экономика и менеджмент. 2018. №1. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/informatsionnye-tehnologii-kak-sredstvomodernizatsii-gosudarstvennogo-upravleniya-v-sovremennom-obschestve (дата
обращения: 12.04.2023).
347
Бизнес-информатика и управление
ПРОГРАМНО-ИНВЕСТИЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
МОНИТОРИНГА ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ВЛИЯЮЩИХ НА
КООРДИНАЦИЮ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ КОРПОРАТИВНОГО
АППАРАТА ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ СТРАТЕГИЧЕСКОГО
ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РЕСУРСОВ
М.Ю. Мокшин
НИЯУ «МИФИ», Москва
+7 915 296 92 10 kj52@mail.ru
Ключевые слова: мониторинг, эффективность, инструменты управления,
проект.
Методика
программно-инвестиционного
обеспечения
мониторинга показателей, влияющих на координацию взаимосвязей
корпоративного аппарата при решении задач стратегического
планирования производственных ресурсов, реализуется с учетом
требований нормативно-правовой базы реализации проектов
атомной отрасли. Необходимо отметить, что при соответствии
нормативной базе, методика оценки механизма програмноинвестиционного обеспечения мониторинга показателей, влияющих
на координацию взаимосвязей корпоративного аппарата, имеет
реактивную форму анализа – когда решения принимаются как
реакция на текущие проблемы. Подобный характер оценки
формирует противоречия интернов частных предприятий и
государственных структур.
Текущая методика оценки програмно-инвестиционного
обеспечения мониторинга показателей предполагает расчет
месячных финансовых показателей (вариантов движения денежных
потоков). При том не учитывается взаимосвязь показателей, которая
и обеспечивает баланс интересов при реализации механизма
государственно-частного партнёрства на территории региона.
Процессы управления развитием институциональной среды
региона как фактора эффективной реализации инвестиционных
проектов при решении задач стратегического планирования
348
Бизнес-информатика и управление
производственных ресурсов должны быть подчинены решению
ключевых проблемных аспектов реализации проектов в атомной
отрасли регионов [1].
Для разработки набора инструментов использовалось
«дерево решений», позволяющее диагностировать возможные
варианты решения проблемного аспекта на основе причинноследственных связей. Результаты разработки возможных решений
по развитию методики оценки програмно-инвестиционного
обеспечения мониторинга показателей как фактора эффективной
реализации инвестиционных проектов в атомной отрасли
представлены на рисунке 1.
Проблемные аспекты развития
институциональной среды региона атомной
отрасли
Низкая оперативность
структур по
сопровождению
проекта
Недостаток межведомственных
структур, рассматривающих
проекты
инструменты локализации «узких» мест
Введение элемента
структуры, ответственного за
реализацию проекта в
атомной отрасли
Введение кураторов на
подготовительном этапе
исполнения бюджета
проектов в атомной
отрасли
Рис.1. Инструменты управление развитием институциональной среды как
фактора эффективной програмно-инвестиционное обеспечения
мониторинга показателей, влияющих на координацию взаимосвязей
корпоративного аппарата
Из данных рисунка 1 видно, что в качестве инструментов
управления развитием програмно-инвестиционного обеспечения
мониторинга показателей, влияющих на координацию взаимосвязей
корпоративного аппарата, предлагается введение элемента
структуры, ответственного за реализацию проекта в атомной
349
Бизнес-информатика и управление
отрасли и введение кураторов на отдельном этапе исполнения
бюджета проектов.
Необходимо отметить, что в целом развитие програмноинвестиционного обеспечения мониторинга показателей находится
на оптимальном уровне, выявленные проблемы присутствую не во
всех регионах, а лишь фрагментарно [2].
Тем
не
менее,
проблемные
аспекты
развития
институциональной среды являются факторами снижения
эффективности реализации проектов в атомной отрасли регионов.
Введение элемента структуры, ответственной за реализацию
проекта предлагается реализовать за счет совершенствования
межведомственного контроля на основе зарубежной практики, а
именно введения регионального менеджера, ответственного за
реализацию проектов в атомной отрасли регионов. Это позволит
ликвидировать такую проблему как недостаток межведомственных
структур, рассматривающих проекты.
Введение кураторов на подготовительном (плановом) этапе
реализации проектов в атомной отрасли регионов предлагается
реализовать за счет совершенствования межведомственного
контроля на основе зарубежной практики, а именно введения
фрагментарных кураторов на каждом этапе, в особенности на
подготовительном этапе проекта. Это позволит ликвидировать
такую проблему как низкая оперативность структур по
сопровождению проекта [3].
Несмотря на то, что каждым этапом проектов управляют
ответственные, они лишь фиксируют результаты реализации части
проекта, но не оперируют сопровождением проекта и не управляют
изменениями в проекте. Данный инструмент управления
изменениями в проектной деятельности на основе програмноинвестиционного
обеспечения
мониторинга
показателей
необходимо формировать с повышения квалификации проектных
ответственных специалистов за подготовительную часть проекта,
так как большинство затрат возникает именно в результате низкого
качества подготовки проекта.
Повышения квалификации проектных ответственных
специалистов за подготовительную часть проекта позволило бы
сократить реализацию рисковых случаев, наступающих в результате
350
Бизнес-информатика и управление
низкого качества подготовительной части проектов. Реализация
рисковых случаев, выражаемых в упущенной выгоде от проектов.
Таким образом, разработанные меры по развитию
програмно-инвестиционного обеспечения мониторинга показателей
позволят решить такие задачи мезоуровня как отсутствие института
управления проектом атомной отрасли, ограниченной набор
полномочий
при
реализации
проекта
и
недостаточная
информационная прозрачность при реализации проекта. В качестве
инструментов управления развитием програмно-инвестиционного
обеспечения мониторинга показателей предлагаются введение
элемента структуры, ответственного за реализацию проекта, и
введение кураторов на отдельном этапе исполнения бюджета
проектов.
Литература
1.Иванова Е. А. Применение технологий информационного
моделирования при проектировании объектов использования атомной
энергии // E-Scio.-2020.- №12 (51). –С.34-36.
2. Зверев А.И. Формирование методологии социологического анализа
«проектного» города (на примере исследования социальной среды г.
Иннополис) // Вопросы управления.- 2023.- №1 (80). –С.45-47.
3. Bog R. Robots in the nuclear industry: a review of technologies and
applications // Industrial Robot: International Journal. – 2011.
351
Бизнес-информатика и управление
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
ОТ ВНЕДРЕНИЯ В ЭЛЕКТРОННЫЙ КУРС
ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННЫХ ТРАЕКТОРИЙ В РАЗРЕЗЕ
УСПЕВАЕМОСТИ СТУДЕНТОВ
П.В. Молчанов, Д.С. Смирнов
НИЯУ МИФИ, МОСКВА
+7 9032766348, elsy1999@yandex.ru
Ключевые слова: электронный курс, распределение, эффективность.
В современном мире
дистанционные
образовательные
технологии имеют крайне большое значение. При внедрении в
образовательный процесс электронных курсов очень важно
помнить, что все студенты разные, и чем больше курс ориентирован
на того или иного человека, тем лучше. Для достижения этой цели в
электронные курсы вводятся персонализированные траектории.
Такие
траектории позволяют разделить курс на несколько
направлений, например по уровню сложности. Но немаловажно
понимать не только фактическую пользу от внедрения такой
технологии, но и быть в состоянии рассчитать эффективность. Но
как это сделать, если от внедрения этой технологии в
образовательный процесс нет планируется получения прибыли?
Можно рассчитать эффективность в разрезе успеваемости
студентов.[1-2]
Рассматривается набор 2020 года на основе списочного состава
групп на портале home.mephi.ru. Каждый студент характеризуется
способностями
по
4-м
категориям:
аналитическими,
экономическими,
математическими,
инструментальными.
Распределение способностей описывается с использованием
обратного усеченного гамма распределения, в диапазоне от 0 до 10
баллов. Создадим учебную траекторию As IS на основе текущего
набора заданий. Веса определяют сдвиг максимума (пика) функции
плотности распределения баллов, полученных студентом за задание.
352
Бизнес-информатика и управление
Баллы, полученные студентом за задание, разыгрывается так же с
использованием случайной величины, описываемой обратным
усеченным гамма-распределением. Стандартная функция плотности
описывает распределение баллов студента с оценкой всех
компетенций равной 8. В случае розыгрыша значений со студентом,
обладающим иными характеристиками, рассчитывается сдвиг пика
распределения по формуле следующей формуле:
4
𝑠ℎ𝑖𝑓𝑡 𝑓 = ∑
𝑤𝑖 ∗ (𝐶𝑖𝑠 − 8)
𝑖=1
Где 𝑤𝑖 – вес i-ой компетенции, а 𝐶𝑖𝑠 – баллы по i-ой компетенции для
студента s.
Создается 5000 популяций, для которых, на основе приведенных
распределений моделируется прохождение студентами заданий
траектории. На основании расчетов всех популяций строится
распределение процента неаттестаций студентов.
Аналогично
рассматриваем
введение
нескольких
индивидуальных траекторий. В текущем эксперименте группы
обучающихся
по
индивидуальным
траекториям
будут
сформированы по результатам входного тестированию. Из
сравнения графиков эмпирической функции плотности процента
пересдач можно сделать вывод, что введение предложенных
индивидуальных
траекторий
помогает
сократить
число
неаттестаций.
Литература
Рис.1. Сравнение эффективности курсов AS-IS и TO-BE
353
Бизнес-информатика и управление
Литература
1. Молчанов П.В. «Роль Современных систем дистанционного
обучения» // Сборник трудов конференции. Издательство НИЯУ МИФИ
2021 С.3-4
2. Davis, B., Carmean, C., & Wagner, E. The Evolution of the LMS : From
Management to Learning//The ELearning Guild Research.2009 P.24
ПОЛУЧЕНИЕ ФТОРА И ФТОРИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ИЗ ОГФУ
Ж.Н. Нуралиева, В. В. Харитонов
НИЯУ МИФИ, МОСКВА
+7 7759001080, nuraliyeva_zhanna@mail.ru
Ключевые слова: Деконверсия, ядерный топливный цикл,
фтористые соединения, гексафторид урана.
В процессе обогащения урана (разделения изотопов) на
обогатительных предприятиях исходное сырье – природный уран
поступает на вход разделительного производства. В результате
разделения изотопов образуются два потока урана:
1) обогащенный урановый продукт
2) обедненный уран или отвал.
До 90% исходного природного урана заканчивается обедненным
ураном, который хранится в течение длительного времени как UF6
или предпочтительно после деконверсии, как U3O8, что позволяет
перерабатывать
фтороводород.
Он
также
может
быть
деконвертирован в UF4, который является более стабильным, с
гораздо более высокой температурой испарения. Запасы DU
оценивались в 1,2 миллиона тонн в 2021 году.(рис.1)
354
Бизнес-информатика и управление
Рис.1. Материальный баланс производств
Актуальность выбранной темы заключается в том, что
фтороводород используется для производства гексафторида
природного урана, и в зависимости от масштаба конверсии ОГФУ
реализуется замкнутый цикл использования фтора. Расширение
проектов по переработке ОГФУ полностью обеспечит потребности
во фторе, исключит необходимость эксплуатации производств
безводного фтористого водорода по технологии разложения
флюорита (СaF2). Это обеспечит независимость отрасли от закупок
импортного сырья (плавикового шпата) и колебаний весьма
неустойчивых цен на плавиковую кислоту.
В рамках ядерного топливного цикла ОГФУ может подвергаться
восстановлению
до
тетрафторида,
оксидов
урана
или
металлического урана с получением фторсодержащих соединений,
которые служат вторичным источником фтора для конверсионных
производственных площадок. Учитывая широкое использование
фтора и фтористых соединений, переработка ОГФУ позволит
вовлечь в производство большой объем вторичного источника
фтора. Поэтому переработка ОГФУ представляет коммерческий
интерес.
355
Бизнес-информатика и управление
Исходным сырьем для получения фтора и фтористых соединений
является флюорит. Основной производитель флюоритового
концентрата – Китай, на долю которого приходится свыше 50%
мирового производства. По данным геологического управления
США (U. S. Geological Survey), мировые ресурсы фтора в
фосфатных рудах оцениваются в 360 млн т, в то время как запасы
фтора в виде флюорита составляют около 90 млн т.
Крупнейшей электростанцией по деконверсии является завод по
деконверсии 20 000 тонн в год, управляемый Orano в Трикастине,
Франция, и здесь было переработано более 300 000 тонн.
Технология была продана России. Две установки были построены
Uranium Disposition Services (UDS) в Портсмуте и Падуке, США,
производительностью 13 500 и 18 000 т/год соответственно.
(Таблица 1).
Таблица 1
Установки по деконверсии урана
Оператор
Месторасположение
Арева
Трикастин, Франция
Ричленд,
США
Химия Urenco
Вашингтон,
Капенхерст,
Великобритания
Услуги
по
конверсии
в Портсмут, Огайо, США
Средней Америке
Падука, Кентукки, США
Продукты
Fluorine
Тенекс
INIS Хоббс,
США
Производительность
tU/год
20 000
Маленький
10 000
13 500
18 000
Нью-Мексико, 6500
(строительство
приостановлено)
Зеленогорск,
Российская Федерация
10 000
Французской компанией «Orano» разработана промышленная
технология переработки ОГФУ – двустадийный гидролиз с
356
Бизнес-информатика и управление
получением водного раствора фторида водорода и октаоксида
триурана:
UF6gas +2H2Ogas →UO2Fsol +4HF gas ;
3UO2F 2sol +3H2O gas +H 2gas →U3O 8sol +6HF gas
+H2O gas
В Соединенных Штатах есть одна действующая установка,
которая преобразует фторид урана в металлический уран, которая
регулируется штатом Теннесси в соответствии с государственной
лицензией Соглашения в соответствии с разделом 10, часть 40,
Свода федеральных правил ( 10 CFR, часть 40 ), «Внутреннее
лицензирование исходного материала». На этом предприятии в
Джонсборо, штат Теннесси, компания Aerojet Ordnance Tennessee,
Inc. производит металлический уран для армии США, используемой
в оборонных целях. Эта установка превращает обедненный UF 4 в
металл с использованием процесса, при котором не образуются
значительные количества фтора или фтороводорода в качестве
продуктов реакции.
В АО «ПО ЭХЗ» в 2009 г. введено в эксплуатацию производство
деконверсии (обесфторивания) ОГФУ, в результате деятельности
которого обедненный уран переводится из формы гексафторида в
безопасную инертную, то есть химически малоактивную, нелетучую
и нерастворимую оксидную форму – обедненную закись-окись
урана (ОЗОУ). Указанное производство построено по контракту с
французской энергетической компанией COGEMA и по аналогии с
ее названием во Франции («W») именуется «W-ЭХЗ».
В 2022 году в химическом цехе АО «ПО «Электрохимический
завод» на установке «W-ЭХЗ» переработано 11,2 тысячи тонн
обедненного гексафторида урана (ОГФУ) при установленной
годовой мощности в 10 тысяч тонн. Общий объем переработки
ОГФУ с момента пуска (с 2009 года) составил 130,35 тысячи тонн.
Кроме того, фторсодержащие продукты, получаемые в результате
обесфторивания гексафторида, — плавиковая (фтористоводородная)
кислота и безводный фтористый водород, реализуются на рынке как
сертифицированная продукция химического производства. В 2022
году было отгружено фтористоводородной продукции на сумму
более 400 млн рублей.
357
Бизнес-информатика и управление
Литература
1. Сайт Всемирной ядерной ассоциации (World Nuclear Association).
URL: https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/uraniumresources/supply-of-uranium.aspx (дата обращения: 12.04.2023)
2. Харитонов В.В. Динамика развития ядерной энергетики.
Экономико-аналитические модели: Монография. М.: НИЯУ МИФИ, 2014 –
328 с.
3. ПРОГРАММА
безопасного
обращения
с
обедненным
гексафторидом урана Государственной корпорации «Росатом», Москва
2020
http://www.ueip.ru/ekologicheskayapolitika/Documents/Приложение%203%20-%20Программа%20ОГФУ.pdf
4. «Анализ тенденций производства и потребления фтора»
Ларичкин Ф.Д.
Череповицын А.Е Новосельцева В.Д. Ончарова Л.И.
5. Сайт
АО
«ПО
«Электрохимический
завод»
https://www.ecp.ru/press-centr/news/2023/s-momenta-puska-na-ustanovke-wehz-pererabotano-bolee-130-tysyach-tonn-ogfu
6. Borgard J.M., Herbelet F., Gwinner B., Recycling hydrofluoric acid in
the nuclear indus- try: The Over Azeotropic Flash process (OVAF), Journal of
Fluorine Chemistry. 185 (May) (2016)
358
Бизнес-информатика и управление
ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ В АО «РУСАТОМ
ХЭЛСКЕА»
Паукова Д.А., Шлапак Н.П.,
ИАТЭ НИЯУ МИФИ, г. Обнинск, Россия
dashapauk14@gmail.com
+7 9533117420
Ключевые слова: автоматизированные системы управления проектами
В современных внешнеэкономических условиях организации
вынуждены стремиться к внедрению отечественных цифровых
продуктов [1]. Особенно актуально это становится в области
управления
проектами.
Портфель
проектов
дивизиона
Госкорпорации Росатом в области здравоохранения, имеет большие
территориальные масштабы и требует большого количества
человеческих ресурсов и гибких технические решения.
Цель данного исследования – инициализация проблем со
внедрением автоматизированной системы управления проектами в
АО «Русатом Хэлскеа», обозначение путей их решения, а также
проведение сравнительного анализа функционала ведения проектов
между системами «MS Project» и «ADVANTA».
Широко используемая программа «MS Project» постепенно
утрачивает свою актуальность даже для опытных пользователей.
Это обусловлено отказом вендора от ее развития и поддержки и
высокой стоимостью, которая, не окупается. Будучи полноценно
внедрённой во многие компании, она не используются полностью со
всеми своими возможностями. Стоит также отметить, что с января
2025 объекты критической инфраструктуры обязаны перейти на
программное
обеспечение
отечественного
производителя.
Неудивительно, что на смену «MS Project» приходят более
совершенные и продвинутые системы, и на текущий момент данная
359
Бизнес-информатика и управление
система может использоваться для создания черновых вариантов
проектов.
В свою очередь «ADVANTA» имеет более широкий функционал,
хоть и включает стандартный инструментарий «MS Project»:
паспорт проекта, визуализация данных, диаграмма Ганта,
построение критического пути, управление сроками и ресурсами
проекта. Российская информационная система управления
проектами, позволяет реализовывать современные методологии
проектного управления [2]. Она имеет довольно гибкую платформу,
которая позволяет внедрить необходимые решения без навыков
программирования. Главное её преимущество – ведение проектов в
режиме онлайн: каждый участник проекта сразу видит все
изменения. Программа имеет возможность проводить аналитику по
выполнению объема работ, присылать уведомления руководителям
проекта и его участникам, обнаруживать нарушения в ходе
исполнения проекта, а также хранить документы.
Основной проблемой внедрения данной системы становится
приведение методологий ведения проектов к единому стандарту
Госкорпорации. Необходимо сопоставить сущности, созданные в
программном продукте с корпоративными регламентами и
стандартами управления проектов, чтобы у всех участников
складывалась общая картина проекта, и у пользователей была
возможность использовать общую терминологию. Важно исключить
искажения в понимании функций объектов:
например,
«Контрольная точка 2 уровня» соответствует «Ключевому
событию» из стандарта управления.
Также появляется проблема совмещения календарно-сетевых
графиков и директивных графиков верхнего уровня, которую можно
решить созданием эталонного целостного графика проекта. В
дальнейшем для развития системы управления проектами,
необходимо будет провести интеграции с корпоративными
системами, что требует немалых усилий.
Несмотря на вышеуказанные проблемы, однозначно стоит
отметить, что система «ADVANTA» является лучшим решением для
управления проектами и прекрасно подходит для внедрения
проектного управления в высокотехнологичные отрасли экономики.
360
Бизнес-информатика и управление
Литература
1. Паукова Д.А., Тимашкова Т.Е., Проектный менеджмент в сфере
высокотехнологичных отраслей экономики // Сборник тезисов докладов
международной научно-практической конференции «Будущее атомной
энергетики. Atom Future 2023», с. 220-221
2. Хвостиков А.В., О системах управления проектами на базе
программных комплексов // Вестник Пензеского государственного
университета. – 2016. – №1(13). С. 71-75.
МОДЕЛИРОВАНИЕ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ ПРЕДПРИЯТИЯ
В СФЕРЕ УСЛУГ
М.А. Румянцева, П.В. Бочкарёв
1
НИЯУ МИФИ, Москва
+79216878886 rumyantseva_mashenka@mail.ru
Ключевые слова: моделирование, бизнес-процессы, сфера услуг.
Стремительное
развитие
постиндустриального
общества
несомненно тянет за собой рост сферы услуг, которая удовлетворяет
множество потребностей общества. Доля сферы услуг в ВВП
неуклонно растет, потому что постоянно появляются новые
организации, готовые предложить широкий спектр услуг по любому
запросу. Именно поэтому важно грамотно выстроить концепцию
бизнеса для его успешной деятельности в условиях постоянно
нарастающей конкуренции. Целью данной работы является
усовершенствование процессов деятельности с учетом особенностей
сферы услуг.
Немаловажную роль при анализе и оптимизировании играет
моделирование бизнес-процессов, то есть построение реально
существующих процессов деятельности организации с помощью
графического, табличного и текстового представления [1]. Главная
361
Бизнес-информатика и управление
его цель– систематизация информации о деятельности организации.
Такое моделирование отражает полную структуру действий, их
особенности и детализацию.
Перед подробным описанием моделирования обратимся к
определению бизнес-процесса. Бизнес-процесс (БП) – это
совокупность действий, направленных на достижение конкретного
результата, имеющего определенную ценность.
При условии рассмотрения сферы услуг необходимо помнить,
что в БП таких предприятий участвуют не только его работники, но
и клиенты. Роль клиента является внешней ролью, что указывает на
то, что человек не погружен в процесс деятельности организации, но
непосредственно участвует в нем. В связи с этим все предприятия
сферы услуг имеют общие схожие бизнес-процессы, а именно
продажа и предоставление услуги клиенту.
Для анализа текущего состояния процессов строится модель «как
есть», или AS IS. Как и при любом моделировании, в данном случае
необходимо придерживаться принципа «сверху вниз» для
построения правильной иерархии БП с дальнейшей их детализацией,
то есть разбиением всего процесса сначала на макро шаги, а затем
декомпозировать уже их. [2]
В некоторых случаях такие модели не разрабатываются в силу
перевеса аргументов «против». Такие аргументы могут иметь
больший
вес,
когда
деятельность
нужно
не
просто
усовершенствовать, а кардинально изменить, тогда на построение
такой модели будет затрачено значительное количество ресурсов и
при этом она станет в скором времени неактуальной. В тех случаях,
когда процесс необходимо улучшить, ее построение поможет
выявить слабые стороны, а в дальнейшем она может быть изменена
на модель «как должно быть», или TO BE. [2]
Повышение эффективности модели AS IS происходит путем ее
анализа, нахождения возможных исправлений и корректировкой
модели путем дополнения или перестроения декомпозиции марко
шагов бизнес-процесса.
Литература
1. Разуваева Наталья Сергеевна, Новожилова Марина Владимировна
Моделирование бизнес-процессов предприятия сферы услуг // АСУ и
362
Бизнес-информатика и управление
приборы
автоматики.
2008.
№142.
URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-biznes-protsessov-predpriyatiyasfery-uslug (дата обращения: 09.04.2023).
2. Каменнова М.С. Моделирование бизнес-процессов. Часть 1 [Текст]:
учебник и практикум для вузов/ М.С. Каменнова, В.В. Крохин, И.В.
Машков. – Москва: Юрайт, 2023. – 314с.
ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ПАССАЖИРОПОТОКА
СТАНЦИИ МЕТРО КОЛОМЕНСКАЯ В ЧАС-ПИК
М.А. Румянцева, Н.Р. Ситдиков, Д.С.Смирнов
НИЯУ МИФИ, Москва
+79191481863 sitdikovnikita@mail.ru
+79216878886 rumyantseva_mashenka@mail.ru
Ключевые слова: имитационное моделирование, метро Коломенская,
пассажиропоток, AnyLogic, агентная модель.
Метрополитен Москвы является одним из важнейших объектов
города и требует непрерывной оптимизации и развития. С учетом
постоянно растущей численности населения Москвы, а
соответственно и людей, пользующихся московским метро,
пассажиропоток на некоторых станциях может достигать критичных
значений, особенно в час-пик. Согласно порталу открытых данных
Москвы от 3 квартала 2022 года, Замоскворецкая линия метро
Москвы является одной из самых загруженных веток в городе.
Далее, рассматривая станции данной линии, было принято решение
проанализировать пассажиропоток станции метро Коломенская. [1]
Целью данной работы является разработка динамичной
имитационной модели для определения максимального количества
людей, ожидающих поезда в утренний час-пик на станции метро
«Коломенская» и получить параметры, являющиеся оптимальными
для нормального функционирования всей станции. Актуальность
363
Бизнес-информатика и управление
данного исследования связана с повышением среднесуточного
пассажиропотока станции метро «Коломенская».
В работе была рассмотрена ситуация работы станции метро
Коломенская в час-пик с помощью построения агентной модели в
среде Anylogic. Данная модель была построена на статистических
данных и собственных наблюдениях, учитывая, что одни пассажиры
пользуются кассами и банкоматами для пополнения или покупки
карты проезда, другие пользуются устройством активации
пополнения баланса и его проверки, остальные пассажиры сразу
проходят через турникеты. Затем весь пассажиропоток направляется
к поездам в сторону севера или юга. Для времени обслуживания на
кассах, банкоматах, устройства проверки баланса и турникетах
взяты функции случайного времени из их реального минимального
и максимального значений. [2]
В работе была использована постоянная интенсивность
входящего потока людей в час, разделенная по каждому из выходов,
исходя из предпочтений пассажиров. Также количество входящих
людей в каждый момент времени не зависит от количества уже
вошедших. Входящие и прибывающие пассажиропотоки разделены
на соответствующие турникеты на вход и выход из метро.
При моделировании был рассмотрен период времени час-пик с
7:30 до 8:30. После часовой обработки модели, было получено
максимальное количество людей, ожидающих поезда в час-пик в
метро «Коломенская», а затем были произведены динамические
изменения параметров модели для определения оптимальной
ситуации работы станции.
Таким образом, рассмотренная в работе модель позволяет
оценить загруженность станции метро "Коломенская" в зависимости
от времени суток, определить количество людей, вынужденных
ожидать следующего поезда из-за невозможности сесть в
приезжающий поезд и определить узкие места при возникновении
перегрузок.
Литература
1. Данные по работе Московского транспорта // Единый транспортный
портал
URL:
https://transport.mos.ru/mostrans/for_journs/data
(дата
обращения: 01.04.2023).
364
Бизнес-информатика и управление
2. Моделирование систем: учебное пособие к лабораторным работам /
А.М. Коровин. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. – 47 с.
ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ГГИС (СТИ
НИЯУ МИФИ) НА ПРЕДПРИЯТИЯХ КАЗАХСТАНА ПО
ДОБЫЧЕ УРАНА МЕТОДОМ ПСВ
А.К. Сейткалиев, А.А. Дроздова
НИЯУ МИФИ, Москва
+7 7055720000 alibeks@outlook.com
Ключевые слова: геолого-геофизическая информационная система,
ГГИС, добыча урана, подземное скважинное выщелачивание, ПСВ.
Казахстан является одним из ведущих игроков на мировом рынке
урана, занимая первое место по объемам добычи. Уран является
стратегическим сырьем, и его добыча является важным сегментом
экономики Казахстана. Основной метод добычи урана в Казахстане
– подземное скважинное выщелачивание (ПСВ).[1]
В современном мире информационные технологии играют
ключевую роль в повышении эффективности разработки
месторождений. Многие горнодобывающие предприятия активно
используют информационные системы для хранения, обработки и
визуализации пространственных данных, оценки запасов и
планирования добычи. В связи с этим, актуальным становится
внедрение
интегрированных
программных
комплексов,
направленных на информационное сопровождение управления
горнодобывающим предприятием на всех стадиях жизненного
цикла, включая геологическую разведку, проектирование,
разработку и обработку месторождений.[3]
365
Бизнес-информатика и управление
Рис.1. Структура информационной системы ГГИС для Казахстана.
В данном контексте было принято решение о внедрении
комплекса из четырех взаимосвязанных информационных модулей
рис.1, разработанных Северским технологическим институтом
НИЯУ МИФИ: геологический модуль, технологический модуль,
моделирующий модуль и экспертно-аналитический модуль.[2]
Геолого-геофизическая информационная система (ГГИС)
является современным инструментом для обработки, анализа и
визуализации геологической и геофизической информации, который
позволяет повысить эффективность добычи, оптимизировать
процессы разведки и эксплуатации месторождений.[2]
Внедрение такого комплекса является важным шагом в
повышении эффективности работы горнодобывающих предприятий.
Интегрированные
информационные
модули
обеспечивают
централизованный и оперативный доступ к информации, что
существенно упрощает управление и контроль процессов разработки
месторождений.
Благодаря
использованию
современных
информационных технологий предприятия могут сократить время и
затраты на принятие решений, что в свою очередь способствует
улучшению качества работы и повышению конкурентоспособности
на мировом рынке.
Практическая значимость данной работы заключается в
демонстрации положительных аспектов внедрения ГГИС в отрасль
добычи урана. В результате предприятия по добыче урана смогут
366
Бизнес-информатика и управление
повысить свою конкурентоспособность на мировом рынке и
обеспечить стабильный экономический рост. В долгосрочной
перспективе успешное внедрение ГГИС может стать важным
фактором развития урановой отрасли Казахстана и укрепления его
позиций на мировом рынке ядерного топлива.
Литература
1.
Официальный
сайт
компании
АО
«НАК»Казатомпром»
https://www.kazatomprom.kz/
2. Геотехнология урана(российский опыт): монография / Под ред. И.Н.
Солодова, Е.Н. Камнева. – М.: «КДУ», «Университетская книга», 2017. Стр
62 -107.
3. Геотехнология урана: учебное пособие Института высоких
технологий. Ю.В. Демехов, Б.М. Ибраев, 2015. Стр 81-85
КОНЦЕПЦИЯ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ
СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ ДАННЫХ ПО
НАСЕЛЕННЫМ ПУНКТАМ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Н.Р. Ситдиков, Д.С.Смирнов
НИЯУ МИФИ, Москва
+79191481863 sitdikovnikita@mail.ru
Ключевые слова: Арктическая зона Российской Федерации,
информационно-аналитическая система, пространственное развитие.
Арктическая зона является одним из наиболее важных объектов
Российской Федерации. В силу сложившегося общемирового
современного тренда на комплексное пространственное развитие
стратегия пространственного развития Российской Федерации также
367
Бизнес-информатика и управление
направлена на города и населённые пункты Арктической зоны, как
на центры возможного экономического роста. [1]
Для обеспечения выполнения стратегии развития Арктической
зоны, необходима база знаний, общедоступный информационный
ресурс, с помощью которого можно было бы сделать прогнозы и
расчеты с точки зрения энергопотребления и энергоэффективности
определённого населенного пункта Арктической зоны. Тем самым
мы можем говорить об актуальности данной работы, особенно в
настоящее время.
Целью данной работы является разработка концепции
информационно-аналитической системы, которая сможет хранить и
визуализировать основную информацию по населённым пунктам
Арктической зоны Российской Федерации. Для достижения этой
цели необходимо ознакомиться с основными проблемами
Арктической зоны РФ, собрать и проанализировать исходные
данные населённых пунктов АЗРФ, выстроить архитектуру системы
и составить основные функциональные требования к системе.
Территория за полярным кругом является одной из самых
специфичных во всем мире. Здесь можно выделить как и
уникальные природные зоны экологической чистоты, так и зоны
экологического ущерба после военной или хозяйственной
деятельности. Также данная территория характеризуется наличием
ценных биоресурсов, но их добыча затруднена из-за экстремальных
климатических условий и сложной транспортной доступности. [2]
Для обеспечения эффективной разработки и удобного и
адекватного пользования системой, определены основные
подсистемы и их связи. Предполагается наличие следующих
подсистем: ведение отчетности, сравнение данных по регионам,
визуализация населенных пунктов на карте АЗРФ, а также работа с
данными по отдельным показателям каждого объекта АЗРФ.
Для более полного описания и анализа системы, использовался
язык моделирования бизнес-процессов UML, с помощью которого
можно подробно описать процессы системы, понять, какие шаги
необходимо автоматизировать, а также определить функциональные
требования к системе и описать взаимодействие пользователя с
системой. В итоге тщательное описание основных блоков системы
может гарантировать адекватную работоспособность сервиса.
368
Бизнес-информатика и управление
В работе были сформулированы основные направления и
проблемы развития АЗРФ, получены исходные данные по
населённым пунктам данной территории, а также описаны
архитектура системы, основные блоки и требования системы.
Литература
1.Указ Президента РФ от 26 октября 2020 г. N 645 "О Стратегии развития
Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной
безопасности на период до 2035 года" (с изменениями и дополнениями)
2.Коломенцева.В.С., Королёв.С.А. Оценка перспектив использования
различных объектов генерации энергии в инфраструктуре северногоморского пути в условиях цифровой трансформации // Арктика: экология и
экономика. - 2018. - №1 (29). - С. 4–14.
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПАССАДИРОПОТОКА СТАНЦИИ МЕТРО
А.Д. Сотников, Д.С. Смирнов
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+79536284146, mr.sotnikov.2002@mail.ru
Ключевые
слова:
имитационное
пассажиропоток, метрополитен.
моделирование,
AnyLogic,
В работе рассматривался пример практического применения
метода имитационного моделирования средствами ПО AnyLogic.
Целью моделирования являлась оценка готовности станции метро
Каширская к значительному увеличению пассажиропотока в связи с
открытием Большой Кольцевой Линии.
Практическая значимость работы определяется необходимостью
иметь инструмент оценки пропускной способности вестибюля
станции метро Каширская и влияния на неё количества касс,
турникетов, автоматов для покупки проездных билетов и т.п.
369
Бизнес-информатика и управление
В конце октября 2022 (до закрытия станции) средний суточный
пассажиропоток на Каширской составлял чуть более 60 тысяч
человек [1]. Согласно оценкам экспертов, к 2025 году суточный
пассажиропоток на данной станции превысит 90 тысяч человек [2].
Наибольший пассажиропоток в рабочие дни наблюдается по утрам и
в час пик составляет около 10% от суммарного пассажиропотока за
сутки [1]. Текущая пиковая интенсивность пассажиров, входящих на
станцию метро Каширская, примерно равна 6 тысячам человек в час,
а к 2025 году этот показатель увеличится в полтора раза. Возникает
естественный вопрос о соответствии состояния вестибюля новому
уровню пассажиропотока.
С этой целью был смоделирован процесс преодоления
пассажирами вестибюля метро: от входа в здание до эскалатора,
ведущего на платформу к поездам. Для оценки пропускной
способности рассматривались среднее и максимальное время
нахождения человека в вестибюле метро (от входа в вестибюль до
эскалатора), максимальная длина очереди к турникету и к
кассам/автоматам.
Для
реализации
поставленной
задачи
использовалось
современное
инструментальное
средство
решения
задач
имитационного моделирования AnyLogic, поддерживающее все
парадигмы имитационного моделирования: системную динамику,
агентный и дискретно-событийный подходы.
Проведённые симуляции прохождения вестибюля показали, что,
несмотря на то, что среднее время прохождения увеличится совсем
незначительно, максимальный показатель вырастет существенно (на
58.5%). Кроме того, наблюдается заметный рост очередей как к
автоматам/кассам, так и к турникетам.
В целом, пропускную способность данной станции метро можно
назвать приемлемой даже при таком увеличении пассажиропотока,
однако было выдвинуто предположение о целесообразности
добавления на станцию 1-2 дополнительных автоматов продажи
проездных билетов и пополнения проездных карт. Моделирование
показало, что эти незначительные финансовые затраты позволят
вернуть максимальное проведённое в вестибюле время к текущим
показателям, а также значительно снизит очередь за билетами.
В ходе работы в среде моделирования AnyLogic была построена
модель движения пассажиров по вестибюлю станции метро
370
Бизнес-информатика и управление
Каширская и сформирован пакет материалов относительно уровня
готовности станции к увеличению пассажиропотока. Данные
материалы
позволят принять обоснованные
решения о
целесообразности модернизации вестибюля.
Литература
1. Пассажиропоток Московского метрополитена // Академик URL:
https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/205954 (дата обращения: 12.04.2023).
2. Сергей Собянин провел технический пуск движения на участке
БКЛ между станциями «Каховская» и «Каширская» // Официальный сайт
Мэра Москвы URL: https://www.mos.ru/mayor/themes/2299/8799050/ (дата
обращения: 12.04.2023).
АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЦЕПЯМИ
ПОСТАВОК И ИХ АКТУАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ В РОССИИ
А. Р. Улимаева, Д. С. Смирнов
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+7(913)680-04-47, ulimaeva.ar@yandex.ru
Ключевые слова: оптимизация, бизнес-процесс, логистика,
управление цепями поставок.
В работе рассмотрено развитие и интеграция бизнес–
процессов и процессных систем с новыми технологиями, такими как
искусственный интеллект, интернет вещей и облачные вычисления,
в контексте управления цепями поставок.
Исследование представляется актуальным, в связи с высокой
важностью для текущего состояния экономической системы России,
а также с текущей необходимостью наличия устойчивых и
эффективных логистических и коммуникационных бизнес371
Бизнес-информатика и управление
инструментов, в то время как в отечественной научной литературе
понятию управления цепями поставок уделяется недостаточно
внимания.
Бережливое Производство (БП) – это системный подход к
управлению производственными процессами, обеспечивающий
конкурентоспособность предприятия за счет выпуска продукции в
количестве, необходимом заказчику, при этом обладающим высоким
качеством и с минимальными затратами ресурсов.
Цепь Поставок (ЦП) – это совокупность компаний,
персонала, информации, напрямую участвующих в процессе
преобразования исходного материала в готовый продукт, а после его доставки от поставщика до конечного потребителя. [1, с. 14]
Управление Цепями Поставок (УЦП) – это совокупность
наиболее важных бизнес-процессов, направленных на совмещение
усилий всех участников ЦП для полного удовлетворения спроса
потребителей максимально эффективным путём. [2] В работе были
определены основные бизнес – процессы, входящие в сущность
Управления Цепями Поставок. Целями УЦП является повышение
эффективности, снижение рисков и улучшение удовлетворенности
клиентов. В работе выделены факторы, от которых зависят
изменения в Цепях Поставок.
Организации УЦП претерпевает существенные изменения на
протяжении всего развития. Рассмотрены несколько основных
этапов развития системы.
В ходе анализа были выявлены следующие проблемы перехода УЦП
на новые уровни развития:
a. Существенное рассогласование текущего и целевого положения
развития ЦП на многих предприятиях.
b. Наблюдаются
расхождения
между
декларируемой
приверженностью к БП и наблюдаемым практикам отказа от
них.
c. Отсутствие
реализации
требуемого
прогностического
инструментария и заявленных целей.
372
Бизнес-информатика и управление
Литература
1. Харрингтон Дж., Эсселинг K.C., Ван Нимвеген Х. Оптимизация
бизнес-процессов. Документирование, анализ, управление, оптимизация.
СПб.: Азбука, 2002. 171 с.
2. Кристофер М. Логистика и управление цепочками поставок: пер. с
англ. СПб.: Питер, 2004., с. 29.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
В ПРОГНОЗИРОВАНИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЫНКОВ
ПРОДУКЦИИ ЯТЦ
Н.Ю. Ульянин, Д.И. Веденин, Е.С. Львов, Н.К. Хейнштейн,
Д.С. Смирнов
НИЯУ МИФИ, г. Москва
Ключевые слова: рынки ЯТЦ, имитационная модель, показатели.
В нашем исследовании предпринята попытка изучения
существующих моделей и методов имитационного моделирования,
использующихся в прогнозировании показателей рынков продукции
ядерного топливного цикла.
Рассмотренными моделями являются следующие продукты:
CYCLE, iNFCIS, SMMUM. Каждая система рассматривалась как
отдельный автономный продукт с перечнем внутренних функций. У
всех моделей были рассмотрены параметры:
1) Возможность работы с реакторами на тепловых и быстрых
нейтронах
2) Возможность моделирования открытого и закрытого ядерных
циклов
3) Характер и вид входных/выходных данных
4) Рассчитываемые характеристики
5) Расчет экономических показателей
373
Бизнес-информатика и управление
На основе собранных данных были выявлены достоинства и
недостатки каждой из систем в сравнении между собой. Главным
достоинством
CYCLE
модели
является
разнообразие
рассчитываемых характеристик, таких как активность топлива (Бк),
радиотоксичность по воздуху (Зв), радиотоксичность по воде (Зв),
нейтронный источник за счет спонтанного деления актинидов (н/с),
нейтронный источник за счет (α, n)-реакции на кислороде (н/с),
полный нейтронный источник (н/с), тепловыделение актинидов
(кВт), тепловыделение осколков деления (кВт), полное остаточное
тепловыделение [1]. Для модели iNFCIS ключевым достоинством
является большое количество модулей и баз данных, позволяющие
работать с большим объемом достоверных показателей участников и
объектов рынка продукции ЯТЦ[2]. В SMMUM (модель
отечественного производства) сильной стороной является
использование качественных и общепризнанных моделей нечеткой
логики для прогнозирования поведения рынка, а также возможность
внедрения программы с повышенным уровнем безопасности
данных[3].
Выводы. На рынке существует существенное разнообразие
имитационных моделей прогнозирования рынков продукции
ЯТЦ[4]. Каждую модель выделает какая-то своя сильная сторона, но
объединяет их все практически полное отсутствие поддержки
использования альтернативных видов ядерного топлива, такого как
МОКС, СНУП, РЕМИКС. В условии быстрого развития ЯЭ
направление двухкомпонентной ядерной энергетики будет играть
существенную роль в правильности прогнозирования показателей
рынков продукции ЯТЦ.
Литература
1. Калашников А.Г., Мосеев А.Л., Декусар В.М., Коробейников В.В.,
Мосеев П.А. Развитие программного комплекса CYCLE для системного
анализа ядерного топливного цикла // Известия вузов. Ядерная энергетика.
- 2016. - №1. - С. 91-99.
2. Integrated Nuclear Fuel Cycle Information System (iNFCIS) // IAEA
URL:
https://www.iaea.org/resources/databases/integrated-nuclear-fuel-cycleinformation-system-infcis (дата обращения: 10.04.2023).
3. Ростовский Н.С., Смирнов Д.С. Имитационная нечеткая модель
формирования оператором АЭС оптимального портфеля связанных пар
374
Бизнес-информатика и управление
контрактов на природный уран и услуги по обогащению урана //
Экономический анализ: теория и практика. - 2016. - №10. - С. 140-154.
4. Nuclear Fuel Cycle System Simulation Tool Based on High-Fidelity
Component
Modeling
//
OSTI.GOV
URL:
https://www.osti.gov/servlets/purl/1204073 (дата обращения: 09.04.2023).
ЦИФРОВИЗАЦИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ В
РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН
А.И. Утибаева, Е.Ш.Бейсекеев, Е.С.Копкова
НИЯУ МИФИ, г. Москва
utibayeva@gmail.com
Ключевые
слова:
Казахстан,
государственное
цифровизация, электронное правительство.
управление,
В своем обращении к народу Казахстана от 31 января 2017 года,
Первый Президент Республики Нурсултан Назарбаев поставил
перед
страной
задачу
достижения
глобальной
конкурентоспособности и вхождения в число 30 развитых стран
мира. Для этого была запущена Третья модернизация Казахстана,
основным стержнем которой является цифровизация. Она
необходима для увеличения конкурентоспособности предприятий и
страны в целом, а также для улучшения качества жизни населения
[1]. В рамках этой инициативы, 12 декабря 2017 года
Правительством РК была принята Государственная программа
«Цифровой Казахстан» [2].
В настоящее время Казахстан еще не достиг уровня электронного
правительства, характерного для передовых стран на стадии
«электронного правительства 2.0» или правительства «без границ».
Вместо этого Казахстан находится на стадии развития электронного
правительства 1.0 или правительства технологий электронных услуг.
В 2018 году Казахстан занял 39-е место в рейтинге ООН по
формированию электронного правительства, а среди азиатских
стран – 8-е место. Однако, в 2019 году страна смогла подняться на
375
Бизнес-информатика и управление
29-ю позицию в общем рейтинге из 193 участников. Это
свидетельствует об увеличении индекса развития электронного
правительства на 10,2% по сравнению с 2018 годом. Казахстан
занимает 26-е место по уровню развития электронного
правительства [3].
Аубакирова Г.М., Исатаева Ф.М.,
провели исследования,
которые показывают, что в 2019 году было предоставлено около 54
миллионов государственных услуг в электронном формате, в рамках
работы по улучшению государственных услуг, а также в 2019 году
около 80% из 723 услуг, представленных в реестре услуг, были
доступны в электронном формате через государственную
корпорацию «Правительство для граждан» [4].
В будущем, цифровизация государственного управления в
Казахстане будет играть все более важную роль в повышении
эффективности и качества предоставляемых услуг гражданам и
бизнесу. Однако в будущем можно ожидать еще большего
расширения электронного правительства, в том числе включения в
него новых услуг и улучшения существующих.
В целом, цифровизация государственного управления в
Казахстане является одним из приоритетных направлений развития
страны. В отчете ООН по развитию электронного правительства
указывается, «что по сравнению с 2019 годом индекс развития
электронного правительства (EGDI) вырос на 10,2% в 2020 году,
показатель по онлайн услугам на 6,38%, по человеческому капиталу
на 5,6% [5]. Также согласно программе «Цифровой Казахстан» в
2022 году предусмотрено достижение показателя «Доля
пользователей сети Интернет» - 82%» [6]. Это связано с тем, что
электронное правительство позволяет повысить эффективность и
качество предоставляемых государственных услуг, ускорить
процедуры взаимодействия граждан и бизнеса с государством, а
также снизить уровень коррупции. Однако, для того чтобы
реализовать все потенциальные преимущества цифровизации,
необходимо продолжать развивать цифровую инфраструктуру,
усиливать меры по защите информации, применять новейшие
технологии искусственного интеллекта, а также учитывать интересы
и потребности всех слоев населения. Только в таком случае
государственное управление в Казахстане станет еще более
эффективным, удобным и доступным для всех граждан.
376
Бизнес-информатика и управление
Литература
1 Послание Президента Республики Казахстан Н.Назарбаева народу
Казахстана от 31 января 2017 г. «Третья модернизация Казахстана:
глобальная конкурентоспособность».http://www.akorda.kz/ru/addres.
2 Об утверждении Государственной программы «Цифровой Казахстан»
Постановление Правительства Республики Казахстан от 12 декабря 2017
года №827.http://adilet.zan.kz/rus/docs/P1700000827.
3
29 место в рейтинге ООН по электронному правительству занял
Казахстан. [Электронный ресурс]. URL: https://profit.kz/news/58491/29mesto-v-rejtinge-OON- po-elektronnomu-pravitelstvu-zanyal-Kazahstan/ (дата
обращения: 17.04.2023).
4 Аубакирова Г.М., Исатаева Ф.М. Модернизация системы
государственного управления Республики Казахстан // Экономика,
предпринимательство и право. – 2021. – Том 11. – № 4. – С. 827-844. doi:
10.18334/epp.11.4.112003
5 Среди стран СНГ Казахстан занял первое место в мировом рейтинге
развития
egov
https://forbes.kz/news/2020/07/11/newsid_229194/?utm_source=forbes&utm_m
edium=incut&utm_ca mpaign=news
6 Государственная программа «Цифровой Казахстан» // Официальный
сайт программы «Цифровой Казахстан» [Электронный ресурс] /- Режим
доступа https://digitalkz.kz/
377
Бизнес-информатика и управление
ПРОЦЕСС УПРАВЛЕНИЯ АГЛОМЕРАЦИЯМИ В
КАЗАХСТАНЕ
А.И. Утибаева, Е.С.Копкова
1
НИЯУ МИФИ, г. Москва
utibayeva@gmail.com
Ключевые слова: процесс управления, государственная политика,
инфраструктура, граждане, государственная поддержка.
Агломерации являются важным элементом экономического и
социального развития страны, и управление ими является
критическим фактором для достижения устойчивого роста.
Казахстан является страной, которая активно развивается и
стремится к улучшению своего экономического и социального
положения. В связи с этим, управление агломерациями в Казахстане
становится все более важным.
В Казахстане агломерации стали популярными среди городов в
связи с тем, что они позволяют оптимизировать использование
ресурсов и повышать эффективность государственного управления.
Одной из основных задач управления агломерациями является
создание условий для развития инфраструктуры, экономики и
социальной сферы. Для этого правительство Казахстана разработало
программы развития агломераций, которые финансируются из
государственного бюджета. Программы развития агломераций
включают в себя меры по улучшению инфраструктуры. Это может
быть
строительство
новых
дорог,
мостов,
аэропортов,
железнодорожных станций и других объектов, которые
способствуют более быстрой и удобной транспортной связи между
городами. В рамках программы также проводится модернизация
существующей инфраструктуры, которая улучшает качество жизни
жителей агломераций.
Например, современный город Алматы занимает первые места по
объемам производства товаров и услуг многих важных отраслей
экономики и имеет лучшие позиции в обеспечении достойного
378
Бизнес-информатика и управление
уровня социального развития своего населения. Так, доля города в
ВРП страны в 2021 г. составила 19,7% при доле населения 9,9%. При
этом за последние 5 лет, за период 2017–2021 гг., ВРП города
увеличился почти в два раза. Среднемесячная номинальная
заработная плата составила 190 875 тенге при средне
республиканском уровне 150 827 тенге.
В целом, процесс управления агломерациями в Казахстане
является важным направлением развития государства. Программы
развития
агломераций
позволяют
обеспечить
устойчивое
экономическое развитие, социальную интеграцию и экологическую
безопасность [1]. Однако для успешного управления агломерациями
необходимо учитывать решающую роль ресурсов, таких как
финансы, технологии и кадры.
Несмотря на то, что Казахстан уже достиг значительных
результатов в управлении агломерациями, есть еще много работы,
которая должна быть проделана для дальнейшего развития
агломераций. Важно улучшить координацию между властями и
жителями агломераций, повысить эффективность использования
ресурсов, улучшить транспортную инфраструктуру и создать
условия для создания новых рабочих мест [2].
В заключение можно сказать, что управление агломерациями
является важным элементом развития Казахстана. Программы
развития
агломераций
позволяют
обеспечить
устойчивое
экономическое и социальное развитие, экологическую безопасность
и создание новых рабочих мест. Однако для успешного управления
агломерациями необходимо учитывать интересы всех сторон и
использовать современные технологии и инновации. Казахстан уже
достиг значительных результатов в управлении агломерациями, но
есть еще много работы, которая должна быть проделана для
дальнейшего развития агломераций.
Литература
1. Постановление Правительства Республики Казахстан. Об
утверждении Государственной программы развития регионов на 2020 2025 годы: утв. 27 декабря 2019 года, № 990.
379
Бизнес-информатика и управление
2. Акимов, В. В. Перспективы развития агломерации в Казахстане, как
комплекса инновационно-активных территорий (ИАТ) / В. В. Акимов, Э. В.
Белоусова, О. С. Музыка // Вестник Московского университета им. С.Ю.
Витте. Серия 1: Экономика и управление. – 2020. – № 2(33). – С. 73-78.
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ СОПРОВОЖДЕНИЯ
БУРЕНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
СКВАЖИН ДЛЯ ДОБЫЧИ УРАНА СПОСОБОМ ПОДЗЕМНОСКВАЖИННОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
Р.В. Хазов, А.А. Дроздова
НИЯУ «МИФИ», г. Москва
тел.+7 701 772 7611, e-mail: R7su@mail.ru
Ключевые слова: автоматизация, системы сопровождения, бурение,
скважины, добыча урана, подземное выщелачивание, технологические
скважины, безопасность, эффективность, компоненты, применение,
результаты, исследования.
Автоматизированные системы сопровождения бурения и
сооружения технологических скважин для добычи урана способом
подземного выщелачивания (далее – АС) являются важным
компонентом современных технологий добычи урановой руды. Эти
системы позволяют автоматизировать процессы бурения и
сооружения скважин, улучшая их эффективность и безопасность. [1]
В работе рассмотрены принципы работы АС, а также их
основные компоненты и функции. Выявлены особенности
применения этих систем в условиях подземного выщелачивания
урана, а также приведены результаты исследований и практического
применения этих систем.
АС может включать в себя различные компоненты и функции,
например: автоматизированное проектирование скважин, контроль и
управление бурением, мониторинг и анализ скважинных
параметров, оптимизация использования реагентов, управление
режимами
работы
скважин,
мониторинг
и
управление
380
Бизнес-информатика и управление
безопасностью, управление данными и отчетность, интеграция с
другими системами, управление ресурсами, обучение и обучающие
программы, моделирование процесса выщелачивания, управление
оборудованием и т.д.
В целом, рассматриваемая автоматизированная система может
значительно улучшить процесс бурения и добычи урана. Она может
повысить эффективность, снизить затраты и повысить безопасность
процесса бурения и добычи урана. Кроме того, автоматизированная
система может значительно снизить вероятность ошибок и повысить
точность процесса бурения и добычи урана. Она может также
помочь в сборе, анализе и отчетности данных, что позволит
улучшить процесс принятия решений. [2]
Автоматизированная система, разработанная с использованием
передовых технологий, таких как искусственный интеллект,
интернет вещей, облачные технологии, обеспечит более
эффективную работу и масштабируемость для больших проектов.
Некоторые из главных преимуществ АС включают: увеличение
эффективности процесса бурения и добычи урана, сокращение
затрат, улучшение безопасности и уменьшение вероятности ошибок,
увеличение точности процесса, сбор, анализ и отчетность данных
для улучшения процесса принятия решений. [3]
В итоге АС может стать важным инструментом для повышения
эффективности и безопасности бурения и добычи урана в будущем.
Литература
1.
Худяков А.В., Кузнецов А.А., Яковлев И.В. Исследование
возможностей автоматизации процессов бурения и сооружения скважин //
Материалы научной конференции "Современные технологии в горном
деле", 2019. Стр. 54-61.
2. Кузнецов А. А., Яковлев И.В., Худяков А.В. Автоматизированные
системы сопровождения бурения и сооружения скважин: принципы работы
и компоненты // Материалы научно-технической конференции "Инновации
в горной промышленности", 2018. Стр. 53-56.
3. Кузнецов А. А., Яковлев И.В., Худяков А.В. Применение
автоматизированных систем сопровождения бурения и сооружения
скважин в условиях подземного выщелачивания урана // Научнотехнический журнал "Горное дело", 2017. Стр. 96-100.
381
Бизнес-информатика и управление
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ И
СООРУЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН НА
ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОМ ПРЕДПРИЯТИИ РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН
Р.В. Хазов, А.А. Дроздова
НИЯУ «МИФИ», г. Москва
тел.+7 701 772 7611, e-mail: R7su@mail.ru
Ключевые слова: технологические скважины, осевая нагрузка, системы
автоматизации процесса бурения, спускоподъемные операции
Важным требованием к буровому оборудованию для сооружения
геотехнологических скважин является его высокая мобильность,
быстрый монтаж, демонтаж и перевозка, высокий уровень
механизации вспомогательных операций, а также наличие укрытий,
так как сооружение скважин производится круглогодично.
Буровые установки БПУ-1200МР и БПУ-1200МРК применяемые
для бурения геотехнологических скважин имеют свои достоинства и
недостатки.
Работы по автоматизации управления процессом бурения и
оптимизации технологических переменных ведутся не одно
десятилетие. Подобные системы позволяют облегчить труд
бурильщика, снизить количество аварийных ситуации, рационально
отрабатывать породоразрушающий инструмент. Оптимизация
технологических переменных при строительстве скважин позволяет
уменьшить затраты, связанные с потреблением электроэнергии, с
простоями из-за аварий и их устранением. Поэтому в настоящее
время все ведущие фирмы по производству буровых установок (БУ)
оснащают их системами автоматики. Большинство систем
автоматизации процесса бурения работают в функции осевой
нагрузки, т. к. осевая нагрузка, как режимный параметр, во многом
определяет успех бурения.
Автоматизация спускоподъемных операций (СПО) требует
существенных конструктивных изменений в БУ, в связи с этим при
382
Бизнес-информатика и управление
модернизации
системы
автоматического
управления
БУ
автоматизация СПО часто не рассматривается. Поэтому,
модернизация системы автоматизации БУ сводится часто к
внедрению современной системы автоматизации процесса бурения.
Практическая значимость работы состоит в том, что после
анализа материалов по автоматизации БУ, определены основные
задачи для дальнейшего развития и совершенствования:
1) Необходимость модернизации автоматики находящихся в
эксплуатации буровых установок ЗИФ 1200;
2) Необходимость проведения анализа эффективности системы
диспетчеризации (мониторинга) парка буровых установок;
3) Внедрение экономического цифрового двойника буровой
установки ЗИФ 1200 (цифровая модель БУ действующая во время
всего жизненного цикла устройства или от капитального ремонта до
следующего капитального ремонта);
4) Внедрение автоматизированной системы сопровождения
бурения и сооружения технологических скважин.
Литература
1. Макушкин Д.О., Кондрашов П.М. Машины и оборудование для бурения
нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие, СФУ, г. Красноярск, 2012
г. – 277 с.
2 Ефимченко. С.И., Прыгаев А.К. Расчет и конструирование машин и
оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учебник. Часть 1. - М.: Изд.
«Нефть и газ», РГУ им. И.М. Губкина, 2006 г.
3. Парнивода Ю.Л. Автоматизированные гидравлические буровые
установки компании «Drillmec» (Италия) // Журнал «Бурение и нефть». –
2010 г.- № 11.
4. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой
опыт. – М.: 2020. - 401 с.
383
Бизнес-информатика и управление
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО
ИНТЕЛЛЕКТА В ОБРАЗОВАНИИ
Н.К. Хейнштейн, Д.И. Веденин, Н.Ю. Ульянин, Е.С. Львов,
П.В. Бочкарёв
НИЯУ МИФИ, Москва
8 (985) 146-70-06, xnk01@mail.ru
Ключевые слова: искусственный интеллект, образовательный процесс.
В данный период времени особенно актуальными становятся
исследования, посвященные вопросам внедрения технологий
искусственного интеллекта (ИИ) в образовательное пространство.
Технология ИИ позволяет машинам выполнять задачи, которые
ранее требовали наличия человеческого разума. Используя данные и
методы обучения, ИИ может имитировать человеческое поведение и
решать
различные
задачи.
Использование
технологий
искусственного интеллекта в сфере образования может существенно
повлиять на обучение и развитие человека [1].
Прежде всего, стоит отметить, что внедрение технологий ИИ
повысит эффективность образовательного процесса, значительно
увеличится количество передовых технологий. Искусственный
интеллект может быть использован для автоматизации тестирования
или консультирования учащихся. Также он может помочь в
автоматизации рутинных задач, что позволит преподавателям
уделить больше времени на индивидуальную работу со студентами.
Также, ИИ может помочь в создании учебных материалов, анализе
данных и определение образовательных потребностей студентов.
Внедрение искусственного интеллекта в образовательную сферу
не обходится без рисков. Использование ИИ может привести к
высокой степени зависимости от технологий, снижению
когнитивных и креативных способностей разных субъектов
организации. На сегодняшний день ИИ не способен к восприятию
социально-психологических состояний студентов, что может
отрицательно сказываться на образовательном процессе. Кроме
384
Бизнес-информатика и управление
того, при внедрении искусственного интеллекта в образовательную
сферу возникают проблемы с точки зрения правового аспекта. Одна
из главных проблем заключается в необходимости соблюдения
законодательства в области защиты персональных данных и
конфиденциальности информации обучающихся.
Однако следует отметить, что существуют новые возможности и
перспективы ИИ в образовательном пространстве, в частности в
форматах адаптивного и персонализированного обучения [2].
Адаптивные
образовательные
ИИ-технологии
позволяют
своевременно контролировать успеваемость, подбирать учебные
материалы под интересы и потребности субъектов образования.
Также необходимо выделить перспективы применения ИИ в
современном образовании. К ним относятся: автоматизация
основных видов образовательной деятельности; адаптация
программного обеспечения образовательного пространства к
интересам конкретных субъектов образования; своевременная
поддержка обратной связи и коммуникации в ходе образовательного
процесса.
Таким образом, в результате проведенного исследования
выделены и проанализированы перспективные направления
использования искусственного интеллекта в сфере высшего
образования. Несмотря на риски, эффективное внедрение ИИтехнологий автоматизирует учебный процесс и улучшит качество
обучения.
Литература
1. Алферова Амиров Р. А. Стратегия развития высшего образования в
России // Вестник НГИЭИ. 2019. No 8 (99). С. 105–117.
2. Паскова А.А. Технологии искусственного интеллекта в
персонализации электронного обучения // Вестник Майкопского
государственного технологического университета. – 2019. – No 3/42. – С.
113–122.
385
Бизнес-информатика и управление
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В СФЕРЕ
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ РЕАЛИЗАЦИИ ТРЕБОВАНИЙ
МАГАТЭ В ОБЛАСТИ ЯРБ ПРИ РАЗВИТИИ ЯДЕРНОЙ
ИНФРАСТРУКТУРЫ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ АЭС В
РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН
Шепелёв П.С., Цой И.А.
НИЯУ МИФИ, Москва
+7 7762005641, Master_Burovik@mail.ru
Ключевые слова: МАГАТЭ, информационные системы, оценка рисков,
безопасность, ETAP Nuclear Power Plant Solution.
Первоначально,
следует
отметить,
что
МАГАТЭ
(Международное Агентство по Атомной Энергии) имеет основное
значение в развитии ядерной энергетики в мире. Организация
устанавливает международные стандарты и требования для
безопасного использования ядерной энергии, а также проводит
мониторинг и оценку деятельности стран, занимающихся ядерной
энергетикой. Поэтому, соблюдение требований МАГАТЭ имеет
важное значение для успешной реализации проектов по
строительству АЭС в Республике Казахстан.
Оценка реализации требований МАГАТЭ в области ЯРБ (ядерной
и радиационной безопасности) включает в себя ряд действий, таких
как анализ рисков, моделирование, оценку стоимости и многое
другое. Все эти действия требуют использования различных
информационных систем, которые могут помочь экспертам в
проведении оценки.
На
рынке
существует
несколько
готовых
решений
информационных систем, которые могут быть использованы при
оценке рисков и безопасности при развитии ядерной энергетики.
Рассмотрим некоторые из них:
1. "ETAP Nuclear Power Plant Solution" - это готовое решение,
которое предназначено для проектирования, моделирования,
анализа и оптимизации электрических систем в АЭС.
386
Бизнес-информатика и управление
2. "RiskSpectrum" - это готовое решение для оценки рисков при
эксплуатации ядерных установок.
3. "PHWR Analytical Tool for Nuclear Safety" - это готовое
решение для анализа безопасности тяжеловодных реакторов.
4. "AVL EXCITE" - это готовое решение для анализа вибраций
и шума в оборудовании АЭС.
Эти и другие готовые решения могут быть использованы для
проведения оценки рисков и безопасности при развитии ядерной
энергетики.
Например, использование ETAP Nuclear Power Plant Solution
может помочь улучшить эффективность работы систем
электроснабжения в АЭС и повысить безопасность их эксплуатации.
Она также может помочь сократить время на разработку проектов
АЭС и снизить затраты на их эксплуатацию.
Одним из ключевых элементов ETAP Nuclear Power Plant Solution
является инструмент для анализа стабильности электропитания.
Этот инструмент позволяет оценить стабильность электроснабжения
в АЭС и определить, какие меры могут быть приняты для
обеспечения
надежной
и
безопасной
работы
системы
электроснабжения.
Система также включает в себя инструменты для моделирования
электрических сетей и оптимизации мощности. Эти инструменты
позволяют проводить расчеты и определять оптимальные режимы
работы систем электроснабжения, что в свою очередь позволяет
снизить затраты на электроэнергию и повысить эффективность
эксплуатации АЭС.
Литература
1. International Atomic Energy Agency. (2021). Nuclear Energy.
Retrieved from https://www.iaea.org/topics/nuclear-energy
2. ETAP. (n.d.). Nuclear Power Plant Solution. Retrieved from
https://etap.com/nuclear-power-plant-solution
387
Бизнес-информатика и управление
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕАЛИЗАЦИИ ТРЕБОВАНИЙ
МАГАТЭ В ОБЛАСТИ ЯРБ ПРИ РАЗВИТИИ ЯДЕРНОЙ
ИНФРАСТРУКТУРЫ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ АЭС В
РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН
Шепелёв П.С.1, Коптелов М.В.2
1
НИЯУ МИФИ, Москва
«СКЦ Росатома», Москва
+7 7762005641, Master_Burovik@mail.ru
2
Ключевые слова: Ядерная энергетика, безопасность, требования
МАГАТЭ, экономическая оценка, риски, инвестиции, ядерная авария,
нерентабельность, дополнительная оценка.
Республика Казахстан является одной из стран, активно
развивающих ядерную энергетику. В настоящее время в стране
планируется строительство АЭС, с использованием технологий
различных стран, таких как Россия и Китай. Однако, для
обеспечения безопасности использования ядерной энергии в стране
необходимо соблюдение требований МАГАТЭ в области ЯРБ.
Экономическая оценка реализации требований МАГАТЭ в
области ЯРБ при развитии ядерной инфраструктуры для сооружения
АЭС в Республике Казахстан является важным вопросом, который
необходимо рассмотреть при принятии решения о развитии ядерной
энергетики в стране [3].
Однако, необходимо учитывать, что соблюдение требований
МАГАТЭ в области ЯРБ может привести к уменьшению рисков при
использовании ядерной энергии. Это может снизить вероятность
возникновения аварий и повысить доверие населения к ядерной
энергетике.
Кроме того, соблюдение требований МАГАТЭ может иметь
положительный эффект на привлечение инвестиций в развитие
ядерной энергетики в Казахстане. Соблюдение стандартов и
требований
МАГАТЭ
повышает
репутацию
страны
в
международном сообществе и может увеличить доверие к
потенциальным инвесторам [1].
388
Бизнес-информатика и управление
Для проведения оценки можно использовать различные методы
экономического анализа, такие как:
1. «Cost-Benefit
Analysis»
позволяет
определить
экономическую эффективность проекта, сравнивая ожидаемые
затраты на проект с ожидаемыми выгодами, которые будут
получены от реализации проекта.
2. «Risk and Investment Performance Analysis» позволяет
оценить возможные риски, связанные с реализацией требований
МАГАТЭ в области ЯРБ, и определить, насколько эффективны
будут инвестиции в этот проект.
3. «Cost and Resource Analysis» позволяет определить затраты
на ресурсы, необходимые для реализации требований МАГАТЭ в
области ЯРБ.
Выбор метода экономического анализа зависит от конкретной
ситуации и целей оценки. Для проведения оценки экономических
затрат и выгод может потребовать сбора большого количества
данных и информации, в том числе о текущем состоянии ядерной
инфраструктуры в Республике Казахстан, стоимости необходимых
инвестиций и т.д.
Например, Cost-Benefit Analysis позволяет оценить, насколько
велики затраты на реализацию требований МАГАТЭ в области ЯРБ
и какие выгоды могут быть получены от этого. С помощью метода
Risk and Investment Performance Analysis можно оценить вероятность
возникновения ядерных аварий, потенциальный ущерб от таких
аварий и другие риски, связанные с реализацией проекта. Cost and
Resource Analysis позволяет оценить, сколько времени, труда,
материалов и других ресурсов потребуется для реализации проекта,
и какие затраты будут связаны с этими ресурсами.
Для проведения анализа Cost-Benefit Analysis необходимо
определить все затраты на реализацию требований МАГАТЭ в
области ЯРБ, включая затраты на оборудование, подготовку
персонала и обучение. Также необходимо определить ожидаемые
выгоды от реализации проекта, такие как снижение риска ядерных
аварий, повышение безопасности и доверия к ядерной энергетике, а
также экономические выгоды, связанные с увеличением объемов
производства электроэнергии [2].
После проведения анализа затрат и выгод можно принять
решение о том, стоит ли вкладывать средства в реализацию
389
Бизнес-информатика и управление
требований МАГАТЭ в области ЯРБ. Если ожидаемые выгоды
превышают затраты, то проект является экономически эффективным
и может быть рекомендован для реализации. Если же затраты
превышают ожидаемые выгоды, то проект может быть
нерентабельным и требует дополнительной оценки.
Литература
1. Концепция безопасности атомной энергетики МАГАТЭ. (2019).
Получено с https://www.rosatom.ru/upload/iblock/f84/MAGATE_2019.pdf
2. Чернышев, М. (2015). Методы экономического анализа в
управлении проектами. Экономические исследования, 16(3), 18-22.
3. Хандыбаев, М. (2019). Развитие ядерной безопасности в
Казахстане: проблемы и перспективы. Восточно-Европейский журнал
передовых технологий, (2(8)), 64-71.
ПОСТРОЕНИЕ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ
СРЕДЫ УНИВЕРСИТЕТА
Ю. С. Шубина , К. А. Миллер
НИЯУ МИФИ
shubina20uuu@gmail.com
Ключевые слова: интеграция, информационная среда.
Современный мир характеризуется усиленной глобализацией
и развитием информационных технологий. Под термином
«глобализация» в данной работе имеется в виду кардинальное
изменение областей деятельности человека на основе ИТ. В эпоху
цифровых технологий важными являются технические знания
будущих сотрудников и их гибкость – умение подстроится под
меняющуюся реальность. Все это требует непрерывного обучения
на протяжении всей жизни. И современные тренды высшего
образования влекут формирование новых подходов в реализации
образовательных услуг.
Внедрение технологий электронного и дистанционного
обучения меняют образовательный процесс и требуют более гибкого
390
Бизнес-информатика и управление
управления изменениями. Академические платформы становятся
наиболее важными в современном университете. Интегрированная
информационная среда университета – единая совокупность
информационных систем, баз данных, знаний и пользователей,
направленная
на
повышение
доступности,
качества
и
конкурентоспособности образовательных услуг. Все это позволяет
реализовать интеграцию бизнес-процессов университета: связать 3
компонента – участников, владельцев и знания [1,2].
Основными целями создания информационной среды
университета являются: обеспечение функций управления знаниями,
снижение издержек, повышение эффективности использования всех
видов ресурсов (материальных, финансовых, интеллектуальных),
формирование электронной образовательной среды.
Задачи в организации корпоративной информационной
системы управления: интеграция существующих информационных
систем в единое информационное пространство, создание
инфраструктуры, хранение информации в единой базе данных,
сетевое взаимодействие участников, гибкая настройка систем и
обеспечение необходимого уровня безопасности.
Академические знания – это знания, создаваемые в процессе
образовательной и научной деятельности, управленческие знания –
это знания об университете, как об объекте управления [3].
Интегрированная информационная среда университета через
развитие инфраструктуры и средств коммуникаций создает
технологическую
основу
системы
управления
знаниями
университета [4]. В частности, актуальными направлениями
развития являются обеспечение единой авторизации ко всем
информационным ресурсам, расширение каналов взаимодействия,
создание мультимедийных аудиторий.
Технологической основой системы управления знаниями
является корпоративная информационная система университета.
Она обеспечивает условия для выполнения информационноорганизационных задач, реализующих преимущества интеграции
образования, науки и реального сектора экономики. Сетевое
взаимодействие с бизнес-партнерами позволит преодолеть
оторванность университета от практической деятельности
хозяйствующих субъектов, повысить качество образовательных
услуг
через
удовлетворение
требований
потребителей.
391
Бизнес-информатика и управление
Конкурентные преимущества усиливаются за счет того, что в
условиях интеграции с высшей школой образовательные услуги
становятся источником для накопления организационных знаний.
Фактором успешной цифровизации является: формирование
стратегии развития университета, создание цифрового комитета,
разработка
дорожной
карты
программы
цифровизации,
стимулирование
использования
инновационных
цифровых
технологий, применение электронного обучения, непрерывное
повышение квалификации сотрудников и цифровой грамотности,
разработка цифровых сервисов для студентов и абитуриентов,
развитие корпоративной IT-инфраструктуры.
Заключение
В заключении стоит сказать, что цифровизация университета
благодаря построению интегрированной информационной среды
позволит проводить исследования и обеспечить подготовку по
огромному количеству прикладных профессий, организовать
инновационную
деятельность,
участвовать
в
программах
социального развития.
Литература
1. Фирстов Ю.П., Шагов А.С., Шубина Ю.С. Особенности развития
инженерно-экономического образования в цифровой экономике. // Заметки
ученого. 2021. № 10. С. 366-374.
2. Ефимов В.С., Лаптева А.В. Цифровизация в системе приоритетов
развития
российских
университетов:
экспертный
взгляд.
//
Университетское управление: практика и анализ. 2018, №4. С. 52-67.
3. Ибрагимов Р.Н. Улучшение образовательной среды в университетах
посредством информационных технологий. // Педагогические науки. 2020,
№3. С. 15-16.
4. Тимофеева Л.Л. Создание безопасной информационной среды в
образовательной организации. // Образование в Орловской области. 2020,
№2. С. 27-36.
392
Бизнес-информатика и управление
ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ЦИФРОВОГО РУБЛЯ ДЛЯ РАСЧЕТОВ
В АТОМНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
П.К. Ярыгин
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва
+79104884077, yarygin_pavel@mail.ru
Ключевые слова: цифровой
цифровизация, расчеты в рублях.
рубль,
атомная
промышленность,
Цифровая революция влияет на различные аспекты нашей
повседневной жизни, и мир финансов не является исключением. За
последние десятилетия во всем мире произошли значительные
изменения в сфере платежных систем. Важным событием в этом
направлении стало внедрение цифрового юаня в Китае – на конец
июня 2021 года в КНР было открыто свыше 20,8 млн. кошельков
физических лиц и свыше 3,5 млн. корпоративных кошельков, через
которые проведено 70,7 млн. транзакций на сумму 34,5 млрд. юаней
[1].
Аналогично мировому опыту в России планируется к выпуску
цифровой рубль – новая форма денег, которая будет эмитироваться
Банком России в цифровом виде. Его использование позволит
решить многие вопросы, среди которых увеличение доли расчетов в
национальных валютах и повышение эффективности платежей.
Государственная корпорация (ГК) по атомной энергии «Росатом»
принимает активное участие в цифровизации своей деятельности и
претендует на то, чтобы стать одним из ключевых участников
программы по переходу к цифровой экономике и лидером на
связанных с нею рынках. Международная деятельность ГК
«Росатом» направлена на создание благоприятных международноправовых и политических условий в интересах продвижения в мире
отечественных технологий и укрепления позиций российской
атомной отрасли на мировых ядерно-энергетических рынках.
В условиях санкционной политики многие крупные банки
отключены от системы SWIFT и проблема расчетов с зарубежными
партнерами очень ощутима. Расчёты между Россией и КНР в
393
Бизнес-информатика и управление
основном осуществляются в евро и юанях, поэтому создание и
использование цифровых платформ может улучшить, ускорить и
удешевить финансовые операции по товарообороту в том числе и
атомной сфере.
Банки, оставшиеся работать в рамках системы SWIFT, подняли
комиссии с 1% до 3%, что влечет за собой большие траты денежных
средств в сравнении с использованием цифровых валют при
трансграничных расчетах. Для ГК «Росатом» внебюджетные и
собственные средства не перестают быть государственными
средствами, поэтому использование цифрового рубля также решит
проблему эффективности и обоснованности расходования средств.
Используемая в ГК «Росатом» подсистема «Цифровое решение
«Бриф» уже обеспечивает новый подход к автоматизации функций
закупок [2], но заключение договоров в форме смарт-контрактов
позволит обеспечить объективность исполнения их условий, а
использование цифрового рубля может способствовать созданию
защищенной среды для функционирования смарт-контрактов.
В рамках представленного доклада исследованы расчет В рамках
представленного доклада исследованы расчеты на платформе
цифрового рубля, рассмотрены потенциальные выгоды и риски от
его использования, предложены направления по внедрению
цифрового рубля в атомную промышленность.
Литература
1. Ильинский, И. «Цифровой юань: подробный обзор китайской валюты
будущего» [Электронный ресурс] / И. Ильинский // РБК. – 2021. – 26
августа.
–
М.:
ООО
«БизнесПресс»,
2021.
–
URL:
https://www.rbc.ru/crypto/news/6127c1cb9a7947396479f560.
–
(Дата
обращения: 25.03.2023);
2. Дорохова, И. «Эволюция «Брифа»: разработана первая версия
атомного маркетплейса» [Электронный ресурс] / И. Дорохова // «Страна
РОСАТОМ». – 2022. – 23 февраля. – URL: https://stranarosatom.ru/2022/02/23/evoljuciya-brifa-razrabotana-pervaya/.
–
(Дата
обращения: 02.04.2023).
394
Секция
«Международные
научно-технологические
отношения»
Международные научно-технологические отношения
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА КИТАЯ НА
СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
С. Л. Асеева
НИЯУ «МИФИ», ИМО, Москва
8-983-171-24-81, sofya_aseeva@mail.ru
Ключевые слова: энергетическая политика, топливно-энергетический
комплекс, Китай, нефть, природный газ, атомная энергетика,
энергетическое сотрудничество, нефтегазовые компании, Россия.
Китайская Народная Республика (КНР) в настоящее время
является одним из самых быстроразвивающихся государств и, как
следствие, крупнейшим производителем и потребителем энергии в
мире. Обеспечение энергоресурсами становится приоритетным
компонентом в энергетической политике государства, что
отражается в стратегии развития КНР и ее политики на
международной арене. В связи с этим важным и актуальным
является изучение современного состояния энергетической
политики Китая, ее особенностей и перспектив. В данном докладе
представляются основные результаты работы, выполненные на
кафедре «Международных отношений» НИЯУ «МИФИ».
Как показывает анализ топливно-энергетического комплекса
(ТЭК) КНР, одной из серьёзных проблем в энергетике Китая
является её зависимость от угля, сжигание которого для получения
электроэнергии является основным источником загрязнения
окружающей среды. Темпы же перехода на безуглеродные
возобновляемые источники энергии остаются низкими в следствии
недостаточности их технологического уровня. В этих условиях
нефтегазовая и атомная энергетики становятся перспективными
направлениями в производстве электроэнергии в КНР для
обеспечения устойчивого развития страны.
При этом нефть и газ являются практически основными
источниками энергии, роль которых в энергоснабжении Китая
постоянно возрастает (добыча нефти в 2022 году увеличилась на
396
Международные научно-технологические отношения
2,9%, газа — на 6,4% [1]). КНР активно инвестирует в развитие
своей нефтегазовой промышленности, включая участие в
иностранных проектах (сотрудничество с «Газпром»), чтобы
обеспечить достаточность энергетических ресурсов для своей
экономики и народного хозяйства. [2]
Атомная энергетика является одним из наиболее современных и
перспективных направлений развития энергетической отрасли в
Китае (на конец 2021 года совокупная мощность реакторов Китая
составила 53,2 ГВт (эл.) [3]). Например, в КНР строятся новые
ядерные реакторы (реактор Хуалун), а также проводятся работы по
обновлению старых объектов. Одним из ключевых факторов
развития ТЭК КНР является инновационный подход к разработке
новых технологий и реализации новых проектов в этой области.
В этой связи, несмотря на значительные собственные запасы
энергоресурсов и существенные производственные возможности,
КНР активно реализует внешнюю политику, направленную на
удовлетворение потребностей национальной экономики.
Россия занимает одно из ведущих мест в обеспечении
стабильных поставок энергетических ресурсов и технологий в
Китай для поддержания экономического развития страны. При
этом сотрудничество России и КНР основано на балансе интересов
и взаимной выгоде.
Суммируя, следует сказать, что стабильный рост и объемы
потребляемой энергии в Китае делают его одним из крупнейших
игроков на мировом рынке энергоресурсов, и его дальнейшее
развитие будут иметь значительное влияние на всю мировую
экономику.
Литература
1. Интерфакс. Китай в 2022 году увеличил добычу нефти на 2,9%, газа
- на 6,4%. 13.04.2023. URL: https://www.interfax.ru/business/881465
2. Митина Н.Н., Ду Хуэй. Перспективы развития нефтегазовой отрасти
в Китайской Народной Республике. // МГУ. Электронный вестник. —
2017. —№ 62. — С. 41-55.
3.
IAEA.
PRIS.
13.04.2023.
URL:
https://pris.iaea.org/pris/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current=CN
397
Международные научно-технологические отношения
РЕГИСТРАЦИЯ РЕАКТОРНЫХ НЕЙТРИНО КАК
ИНСТРУМЕНТ ПРОВЕРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ
ПРИМЕНЕНИИ ГАРАНТИЙ МАГАТЭ В ГОСУДАРСТВАХ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ТРАНСПОРТАБЕЛЬНЫЕ ЯДЕРНЫЕ
ЭНЕРГОБЛОКИ
Д.Д. Баранова
НИЯУ МИФИ, г. Москва
8(977)815-02-74, d.d.baranova@yandex.ru
Ключевые слова: гарантии МАГАТЭ, нейтринный мониторинг,
транспортабельные энергоблоки.
Воплощением
одной
из
перспективных
технологий
использования ядерной энергии являются ядерные реакторы малой
мощности, которые размещаются на транспортабельных
платформах, в частности, в плавучем исполнении. Примером
практической реализации такой технологии является плавучий
атомный энергоблок «Академик Ломоносов», работающий в г.
Певеке, Россия. Популярность данной концепции объясняется
необходимостью обеспечить энергией удаленные районы и
островные государства, где затруднительно разворачивать
масштабную инфраструктуру для производства и передачи
электроэнергии и тепла.
Вместе с тем, особенности конструкции и эксплуатации
транспортабельных ядерных энергоблоков (ТЯЭБ) в неядерных
государствах-участницах ДНЯО могут создать определённые
трудности при проведении проверочных процедур в рамках
осуществления в этих государствах гарантий МАГАТЭ согласно
ДНЯО. Проблемным моментом в этой связи является
невозможность осуществления инспекторами Агентства прямой
независимой проверки качества и количества ядерных материалов,
находящихся в реакторе блока. Таким образом, изучение
398
Международные научно-технологические отношения
применимости метода регистрации реакторных нейтрино в
качестве инструмента проверочной деятельности МАГАТЭ в
неядерных государствах-участниках ДНЯО при использовании ими
ТЯЭБ является важным и своевременным.
Суть данного метода состоит в регистрации электронных
антинейтрино 𝑣̅ , излучаемых в процессах бета-распада осколков
деления изотопов урана и плутония. Он был предложен и научно
обоснован в Курчатовском институте ещё в 1980—1990-х гг. и в
последующем
прошел
экспериментальную
проверку
на
Калининской АЭС. Принимая во внимание, что с помощью этого
метода можно определить текущую мощность реактора, а также
оценить количество ядерного материала, находящегося в нём,
представляется перспективным использовать данный метод и для
проверочной деятельности МАГАТЭ в рамках осуществления им
гарантий
в
неядерных
государствах-участников
ДНЯО,
эксплуатирующих ТЯЭБ.
В докладе показывается, что метод детектирования
реакторных антинейтрино может обеспечить МАГАТЭ постоянный
независимый мониторинг энерговыработки реактора, дающий
возможность косвенным образом проверить количество и качество
ядерного материала, находящегося в корпусе ядерного реактора
ТЯЭБ.
Литература
1. А.А. Боровой. 12 шагов нейтринной физики. М.: Знание, 1985. 64 с.
2. В. П. Кучинов, А. Е. Лазарев, В. В. Мальев, Н. А. Сальникова, И. В.
Шмелев, И. Л. Давыдов. Плавучие энергоблоки и гарантии МАГАТЭ.
Атомная энергия, т. 131, вып. 6, декабрь 2021.
3. Е. П. Велихов, В. П. Кузнецов, В. П. Кучинов и М. Д. Скорохватов.
Нейтринный контроль реакторов для применения гарантий МАГАТЭ к
плавучим атомным энергоблокам. Вопросы атомной науки и техники
(ВАНТ). Сер. Физика ядерных реакторов, 2022, вып. 1.
399
Международные научно-технологические отношения
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ГОСУДАРСТВ-ЧЛЕНОВ АСЕАН
И ВОЗМОЖНОСТИ СОТРУДНИЧЕСТВА РОССИИ СО
СТРАНАМИ-ЧЛЕНАМИ ОРГАНИЗАЦИИ
В.А. Беликова
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ",
Институт международных отношений, Москва
8(916)690-44-78, VABelikova@mephi.ru
Ключевые слова: АСЕАН, атомная энергетика.
Данная работа направлена на выявление возможности
сотрудничества России с государствами-членами АСЕАН в
области мирного использования ядерных технологий.
Государства-члены АСЕАН (Бруней, Вьетнам, Индонезия,
Камбоджа, Лаос, Малайзия, Мьянма, Сингапур, Таиланд и
Филиппины) – одни из самых быстро развивающихся стран мира,
которые уже к 2050 г. потенциально смогут стать новыми
экономическими лидерами с колоссальными человеческими
ресурсами и развитым производством высококонкурентных
товаров. Для обеспечения своего развития этим государствам
необходимо, в первую очередь, иметь возможность удовлетворить
свои энергетические потребности и, прежде всего, потребность в
электроэнергии.
Вместе
с
тем,
нехватка
собственных
энергетических ресурсов, повышение цен на импортируемое
минеральное топливо и проблема загрязнения окружающей среды
создают условия для использования в экономике стран-участниц
АСЕАН атомной энергетики.
Сравнительный анализ экономических и демографических
показателей, а также уровня производственных мощностей и
потребления
электроэнергии
государств-членов
АСЕАН
показывает, что Индонезия, Филиппины, Вьетнам, Таиланд и
Малайзия являются наиболее перспективными государствами для
использования в их экономиках атомной энергетики (по
экономическим и демографическим показателям, а также по
400
Международные научно-технологические отношения
уровню потребления электроэнергии). Эти же страны признаны
лидерами по созданию гражданских программ в области мирного
атома в регионе. [1] На данный момент правительства Индонезии,
Филиппин и Вьетнама серьёзно рассматривают включение ядерной
энергетики в энергетический баланс государств. Индонезия и
Вьетнам планируют завершить строительство первых АЭС к 2039
г. [2] и 2035 г. соответственно [3]. Филиппины рассматривают
использование плавучих атомных станции малой мощности в
качестве высокоперспективных технологий для обеспечения
страны электроэнергией.
До 2040 г. наиболее вероятно сотрудничество России с такими
государствами, как Вьетнам, Индонезия и Филиппины, так как эти
страны уже объявили о своих планах по постепенному переходу к
ядерной энергетике. При этом атомные станции малой мощности, в
том числе плавучие, могут стать самым перспективным
направлением сотрудничества России со странами Юго-Восточной
Азии.
После 2040 г. видится возможным сотрудничество России с
Камбоджей, Лаосом и Мьянмой, с которыми у России подписаны
соглашения об использования ядерной энергии в мирных целях.
Вместе с тем, учитывая экономическое развитие этих стран,
обсуждать строительство АЭС на их территории на данный момент
преждевременно.
Литература
1 1. Золотухин И.Н. Ц.С.Я. Развитие ядерной энергетики в ЮгоВосточной Азии: история, тенденции, перспективы // Регионоведческие
исследования, No. 4, 2018. pp.145–157.
2. Индонезия объявила о поиске инвесторов для строительства
новой АЭС [Электронный ресурс] // Neftegaz: [сайт]. [2022]. URL: https:/
/neftegaz.ru/news/nuclear
3. Филиппины возвращаются к атомной энергетике спустя 38 лет
[Электронный ресурс] // Neftegaz: [сайт]. [2022]. URL: https://neftegaz.ru/
news/nuclear/728732-filippiny-vozvrashchayutsya-k-atomnoy-energetikespustya-38-let/
401
Международные научно-технологические отношения
АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СЕКТОРА СТРАН
СЕВЕРНОЙ АФРИКИ И ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ
В.В.Беспалько, Э.В. Цишба
НИЯУ МИФИ, г. Москва
Тел: +7-(929)-850-00-50, e-mail: lera190200@gmail.com
Ключевые слова: энергетика, потенциал, Северная Африка
Цель работы: Исследовать текущее положение Северной
Африки в сфере энергетики и составить прогноз её развития на
ближайшие годы.
Тема является актуальной в свете растущей потребности в
энергоресурсах и необходимости диверсификации источников
энергии. Северная Африка обладает значительным потенциалом в
области возобновляемой энергетики, что может способствовать
экономическому росту и сокращению выбросов парниковых газов.
Однако, несмотря на богатство ресурсами, регион сталкивается с
рядом проблем в энергетической сфере. В связи с этим, изучение
положения Северной Африки в сфере энергетики и прогноз
развития является важным для понимания перспектив и разработки
стратегий сотрудничества.
Работа имеет практическую значимость, поскольку она
позволяет оценить потенциал региона в производстве и экспорте
энергоресурсов, а также предсказать тенденции его развития в
ближайшем будущем. Это важно для стратегического
планирования в энергетической отрасли и для принятия решений в
области инвестирования и экономического развития.
402
Международные научно-технологические отношения
Таблица 1
Данные по ВВП Алжира
Показатель
Объем ВВП
Годовой темп роста ВВП
ВВП на душу населения
ВВП в сопоставимых ценах
ВВП на душу населения
ППС
ВВП от сельского хозяйства
ВВП от строительства
ВВП от государственного
сектора
ВВП от сферы услуг
Значение
163 USD млрд.
0.3 %
3943 USD
22022 DZD тыс.
| 0 млрд. USD
Период
2021
2 кв./19
2021
11040 USD
2021
2870 DZD млрд.
| 21.159 млрд. USD
2714 DZD млрд.
| 20.009 млрд. USD
3473 DZD млрд.
| 25.605 млрд. USD
5380 DZD млрд.
| 39.665 млрд. USD
2021
2021
2021
2021
2021
Литература
1. Т.С. Богдасарова – «Африка – Россия +: достижения, проблемы,
перспективы», Москва 2020, РСМД, АДИ
2. Росконгресс – «Россия- Африка: долгосрочное торговоэкономическое партнёрство», Москва, октябрь 2019
3. И. Абрамова, Л. Фитуни – «Африканский сегмент
многополярного мира: динамика геостратегической значимости» 2018,
том 62, № 12
403
Международные научно-технологические отношения
РАЗРАБОТКА TELEGRAM-БОТА НА ОСНОВЕ
ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ
ГЕНЕРАЦИИ ТЕКСТОВОГО КОНТЕНТА ПО
ПОПУЛЯРИЗАЦИИ ЯДЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА
АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ
А.Д. Вуйкович
НИЯУ МИФИ, г. Москва
89651785142, Anastasia.Vuykovich@yandex.ru
Ключевые слова: Telegem-бот,
текстовый генеративный алгоритм.
чат-бот,
разработка,
нейросеть,
Использование мессенджеров в повседневной жизни стало
неотъемлемой частью нашего существования. Образовательные
процессы тоже стараются идти в ногу со временем, поэтому одной
из основных вех их развития становится цифровизация,
следовательно, идея разработать Telegram-бот по популяризации
ядерных технологий на английском языке актуальна.
Целью работы является создание Telegram-бота на основе
программных средств автоматической генерации текстового
контента, позволяющего скомпилировать цикл материалов о
ядерных технологиях на английском языке, используя научные
статьи из открытых источников, для популяризации знаний о
ядерных технологиях.
Практическая значимость работы состоит в том, что
разработанный Telegram-бот объединил в себе несколько
популярных направлений: пользователь может изучить аспекты,
связанные с ядерными технологиями, не переходя на другую
платформу, а использую удобный мессенджер; Telegram-бот
разработан таким образом, чтобы у пользователя не возникало
никах трудностей с получением информации и с использованием
разработанного чат-бота.
Разработка Telegram-бота состояла из 3 этапов:
404
Международные научно-технологические отношения
1) сбор материалов о ядерных технологиях из открытых
источников;
2) обучение текстовых генеративных алгоритмов и
составление сравнительного анализа их характеристик;
3) непосредственная разработка и реализация Telegramбота.
На первом этапе были отобраны статьи, относящиеся к
ядерному топливному циклу и его стадиям, различным типам
реакторов и принципам их действия. Все материалы были
получены из открытых источников, таких как: World Nuclear
Association и поиска по сайту IAEA. В общей сложности было
собрано 40 статей о ядерных технологиях в формате .txt, так как
этот формат более удобен для дальнейшего изменения текстов
(генерации новых и создания summary уже существующих статей)
с помощью нейросетей co:here [1], Edya [2] и ChatGPT [3].
Составление
сравнительных
характеристик
нейросетей
проводилось по итогам двух эксперементов – co:here, Edya и
ChatGPT отвечали на вопрос «Types of nuclear power reactors» и
делали summary текста о плутонии с сайта World Nuclear
Association [4]. Все 3 нейросети справились с заданиями. Но стоит
отметить, что при схожем функционале, нейросеть Edya, созданная
как Telegram-бот, дала более развернутые и точные ответы на
вопросы пользователя, составила более полное summary,
охватывающие основные моменты текста и важные для читателя, а
также подключена к большему количеству нейросетей, в функции
которых входит не только генерация текста, но и изображений.
В ходе заключительного этапа разработки Telegram-бота был
написан код на языке программирования Python с помощью
программного софта PyCharm. Во время работы над кодом были
подключены различные пакеты и команды, сам бот был наполнен
образовательными материалами (текстовыми и визуальными).
Помимо работы с PyCharm, костяк Telegrm-бота был создан с
помощью бота @BotFather, который инициализирует новый бот
среди уже созданных на платформе Telegram.
Таким образом, с помощью Telegram-бота @BotFather и софта
PyCharm на языке программирования Python был создан и
реализован
собственный
Telegram-бот
«Ядерка»
(@DiplomnikNasti_bot), который может использоваться для
405
Международные научно-технологические отношения
популяризации знаний о ядерных технологиях на английском
языке.
Литература
1. co:here. https://docs.cohere.ai.
2. Edya – нейросеть. @EdyaAIrobot.
3. ChatGPT. @chatgpt_tgm_bot.
4. Plutonium [Электронный ресурс] // World Nuclear Association: [сайт].
[2021]. URL: https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclearfuel-cycle/fuel-recycling/plutonium.aspx (дата обращения: 12.03.2023).
СООРУЖЕНИЕ И ПОСЛЕДУЩАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ АЭС
«РУППУР» КАК ФАКТОР ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ
УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ БАНГЛАДЕШ
А.С. Козыренко
НИЯУ МИФИ, Москва
Институт международных отношений
+7 (918) 639-61-71, angelinakozyreko@gmail.com
Ключевые слова: Атомная энергетика, Бангладеш, цели устойчивого
развития, ООН, международное соглашение, Росатом, МАГАТЭ.
Атомная энергетика является одним из наиболее эффективных и
экологически чистых способов получения энергии в мире. Она
используется в более чем 30 странах. На конец 2023 года в 32
странах мира эксплуатировалось в общей сложности 423 атомных
реактора. Кроме того, еще 56 реакторов в настоящее время
строятся в 18 странах, в том числе два из них на атомной
электростанции «Руппур» в Бангладеш. [1]
Бангладеш — одно из самых бедных государств в Азии,
относящееся к числу наименее развитых стран мира и
406
Международные научно-технологические отношения
характеризующееся высокими темпами роста численности
населения. [2]
В связи с этим страна имеет достаточно серьезные
энергетические проблемы, несмотря на то что имеет достаточно
большие запасы угля, природного газа и нефти.
Также проблемой является отсутствие надежной системы
энергоснабжения, что является причиной частых перебоев в подаче
электроэнергии. В дополнение к этому, цены на энергию в
Бангладеш высоки, что приводит к недостатку энергоснабжения
для производства. [3]
Очевидно, что повышение уровня потребления электроэнергии —
основное средство снижения уровня нищеты и улучшения
социально-экономических условий жизни населения Бангладеш, а
также достижения целей устойчивого развития ООН. В этой связи
изучение сооружение и последующая эксплуатация АЭС «Руппур»
как фактора достижения целей устойчивого развития Бангладеш
является важным и актуальным.
Начало процессу освоения Бангладеш атомной энергии в
мирных целях положило подписание в 2010 году соглашения
между правительством Российской Федерации и правительством
Народной республики Бангладеш о сотрудничестве в области
использования атомной энергии в мирных целях. [4] За этим
соглашением последовало решение Правительства Бангладеш о
сооружении в стране первой АЭС и подписание соответствующего
межправительственного соглашения между правительствами
Бангладеш и России.
Таким образом в соответствии с этим соглашением первую в
Бангладеш атомную станцию строит российская госкорпорация
«Росатом». Для этого проекта референтной атомной станцией стала
Нововорнежская АЭС поколения III+. Этот проект представляет
собой важный шаг в развитии энергетической инфраструктуры
Бангладеш.
Согласно МАГАТЭ, использование атомной энергии может
внести вклад в выполнении 9 из 17 Целей устойчивого развития
ООН. 1 Она играет решающую роль в ликвидации бедности,
1
https://www.iaea.org/newscenter/news/how-iaea-will-contribute-sustainabledevelopment-goals
407
Международные научно-технологические отношения
достижении нулевого уровня голода, обеспечении чистой водой,
доступной энергией, экономическом росте и промышленных
инновациях.
Проведенный анализ сооружения атомной электростанции и
последующей её эксплуатации позволяют сделать вывод о том, что
первая в Бангладеш АЭС «Руппур», действительно, является
важным фактором достижения целей устойчивого развития этой
страны.
Литература
1. https://pris.iaea.org/PRIS/home.aspx
2. https://www.syl.ru/article/371261/plotnost-naseleniya-bangladeshekonomika-i-uroven-jizni-v-bangladesh?ysclid=lbca2lhall531693921
3. https://www.tbsnews.net/features/panorama/electricity-price-hikewhat-are-we-really-paying-rch
4. https://www.mid.ru/ru/foreign_policy/international_contracts/internati
onal_contracts/2_contract/44952/?TSPD_101_R0=08765fb817ab2000
5. https://www.tbsnews.net/features/panorama/electricity-price-hikewhat-are-we-really-paying-
408
Международные научно-технологические отношения
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА МОГИТОРИНГА (МСМ)
ОРГАНИЗАЦИИ ДОГОВОРА О ВСЕОБЪЕМЛЮЩЕМ
ЗАПРЕЩЕНИИ ЯДЕРНЫХ ИСПЫТАНИЙ (ОДВЗЯИ)
КАК ЭЛЕМЕНТ МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СОТРУДНИЧЕСТВА
А.Ю.Куликова
Институт международных отношений, кафедра №55, Москва
8(901)4256481
anastasiauarzevo@gmail.com
Ключевые
слова:
ядерные
испытания,
режим
верификационный механизм, страны «ядерной пятерки»
контроля,
Одной из самых актуальных проблем с появлением ядерного
оружия стали его испытания, которые проводились странами,
заинтересованными в поддержании национальной безопасности, а
также достижении нового уровня технологического прогресса и
военной мощи. Однако, если не осуществлять контроль за
ядерными испытаниями, человечество может столкнуться с
серьезными последствиями. Именно поэтому у заинтересованных
государств
появилась
идея
о
создании
эффективного
верификационного механизма, позволяющего контролировать
любые несанкционированные проведения испытательных взрывов
ядерного оружия. Режим контроля Организации Договора о
всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ОДВЗЯИ)
успешно выполняет данную функцию.
Международная система мониторинга (МСМ) является
основополагающим верификационным механизмом Организации,
который продемонстрировал свою эффективность не только с
точки зрения обнаружения ядерных взрывов (например,
проведенных КНДР в 2006, 2009, 2013, 2016 (6 января и 9 сентября),
а также в 2017 годах) [1], но и с точки зрения глобальной
международной кооперации, так как, согласно Договору, каждое
государство-участник обязано содействовать международному
409
Международные научно-технологические отношения
обмену данными и всячески развивать глобальное сотрудничество,
связанное с возведением верификационного механизма [2].
Кроме того, актуальность работы может быть продиктована
принятием закона о политике КНДР в отношении ядерных
вооруженных сил 8 сентября 2022 года, который подтверждает
провозглашение Северной Кореей себя «ответственной ядерной
державой» [3], что повышает риск проведения ядерных испытаний
и необходимости эффективной работы станций МСМ для
мониторинга, а также ядерная риторика, которая обострилась в
связи с напряженностью текущей международной обстановки.
Целью работы является анализ предпосылок создания системы
станций МСМ на примере двух крупнейших стран «ядерной
пятерки», описание текущего состояния верификационного
механизма, а также оценка значимости МСМ в международном
научно-технологическом сотрудничестве.
Литература
1. См. CTBTO Preparatory Comission, Detecting nuclear tests,
[электронный ресурс]. Режим доступа: (https://ctbto-web.leman.unicc.cloud/our-work/detecting-nuclear-tests).
2. См. CTBTO, Documents, [электронный ресурс]. Режим доступа:
(https://www.ctbto.org/sites/default/files/Documents/treaty_text_Russian.pdf).
3. См. Российский совет по международным делам, КНДР
представляет новую ядерную доктрину, 2022, [электронный ресурс].
Режим
доступа:
(https://russiancouncil.ru/analytics-andcomments/analytics/kndr-predstavlyaet-novuyu-yadernuyudoktrinu/?ysclid=lge55sgwf0210249530).
410
Международные научно-технологические отношения
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛИТИЧЕСКОЙ ПОВЕСТКИ СТРАНЫ
НА ОСНОВЕ ВЫСТУПЛЕНИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫХ
ДЕЯТЕЛЕЙ
М.В. Мальцев, Е.В. Антонов, А.А. Артамонов
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+ 7 (915) 241 09–16, mvmaltsev@kaf65.ru
Ключевые слова: обработка естественного языка, автоматизированный
сбор данных, политическая повестка страны.
Переход от печатных к электронным источникам информации
позволяет проводить анализ политической повестки в реальном
масштабе времени. Политическая повестка – это набор вопросов и
проблем, которые являются основными для группы людей,
выражающая интересы определенной социальной группы, а также
стремящаяся к достижению поставленных политических целей.
Вопросы могут касаться различных проблем, от экономики и
социальной справедливости, до внешней политики и безопасности
[1]. Повестка включает в себя идеологические, социальные,
экономические и культурные задачи и цели, которые необходимо
достичь в своей стране или в мировом масштабе [2]. Процесс
составления политической повестки может различаться в
зависимости от страны и системы государственного правления.
В рамках данного исследования рассмотрен метод определения
политической повестки страны на основе выступлений ее
государственных деятелей.
Одним из методов автоматизированного анализа политической
повестки является обработка и анализ речей политических
деятелей с помощью программной обработки естественного языка
(Natural language processing, NLP) [3, 4]. В работе в качестве
источника данных выбран ресурс, содержащий высказывания
политических деятелей Соединенных Штатов Америки за всю их
карьеру.
411
Международные научно-технологические отношения
На основе обзора литературы отечественных и иностранных
авторов выбраны библиотеки для сбора данных (Selenium) и
обработки тесктовых данных (Spacy). Библиотека Spacy
предназначена для работы с естественным языком, помимо поиска
частей речи и сравнения слов, библиотека выделяет именованные
сущности.
В результате сбора данных собраны высказывания 20 сенаторов
и 64 конгрессменов Конгресса США – 59670 высказываний на
английском языке. Итогом обработки данных стало выявление ряда
сущностей в каждом высказываний: ORG – Организация, PERSON
– Человек, NORP – национальность или религиозная группа, LOC –
локация и GPE – геополитическая сущность.
На основе обработанных данных можно построить линейную
диаграмму, на которой будет наглядно отраженно изменение
тенденций упоминаемых в речах политических деятелей стран и
национальностей, организаций, людей, а также основных
ключевых слов их текстов. Построенная визуализация позволит
рассматривать тенденцию как в определенном промежутке
времени, так и разделить на территориальные уровни. Таким
образом, имея данный инструмент можно проанализировать и
определить политическую повестку страны.
Литература
1. Вандышева, Е. Эволюция концепта "политическая повестка" в
зарубежных политологических исследованиях // Мировая экономика и
международные отношения. – 2017. – 61.4. – С. 91-99.
2. Gilardi F. et al. Social media and political agenda setting //Political
Communication. – 2022. – Т. 39. – №. 1. – С. 39-60.
3. Berg, Mikko. Exploring political agendas with advanced visualizations
and interface tools // E-Service – 2006. –С. 47-63.
4. Наумов, А. В., Селиванов, А. А., Молошников, И. А., Сбоев, А. Г.
Комплексный инструмент для автоматизированного тонально-эмотивного
анализа
тематических
текстов
//
Вестник
Национального
исследовательского ядерного университета МИФИ – 2020 – Т. 9. – №. 3. –
С. 279-288.
412
Международные научно-технологические отношения
АВТОМАТИЗАЦИЯ СБОРА И АНАЛИЗА ДАННЫХ
ДЛЯ ОПТИМАЗАЦИИ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ОБРАЗЦА
(ПУТИ ПРОБИРКИ): УСКОРЕНИЕ ПРОЦЕССА,
СНИЖЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ОШИБОК И ПРОСТОЕВ
О.С Малюкова
ООО "Мор Дэйта", Москва
89154770360
malyukova.olenka@yandex.ru
Ключевые слова: автоматизация,
лаборатории, образцы биоматериала.
анализ
данных,
медицинские
Для медицинской лаборатории самой серьезной ошибкой
является потеря или порча образца биоматериала, это повлечет за
собой негативные последствия и для лаборатории – снижение
репутации, затраты на повторный сбор биоматериала, и для
клиента – потеря времени, задержка в получении результатов
анализа. Однако промежуток между взятием образца и моментом
его поступления в лабораторию часто напоминает черный ящик,
что затрудняет процесс идентификации проблемных мест и
принятия решения по их устранению.
Для этого необходимо собрать разрозненные данных из разных
информационных системах, за которые отвечают разные отделы.
Однако после сбора всех необходимых данных перед их анализом
необходимо состыковать и привести их к одному виду, а затем
проанализировать большой массив данных, чтобы понять текущую
ситуацию в лаборатории и динамику развития, определить
проблемные точки, чтобы в последствии принимать решения по
ускорению процесса, снижения количества ошибок и простоев.
Поэтому в работе автоматизированных медицинских лабораторий
существует необходимость в программном обеспечении, которое
сможет собирать все необходимые для анализа данные,
группировать их и предоставлять краткий анализ в удобном для
менеджеров виде.
413
Международные научно-технологические отношения
Целью данной работы является разработка требований к
программному обеспечению для автоматизации сбора и анализа
данных о процессе обработки образца биоматериала (от забора
образца до отправления отчета о результатах исследования) для
оптимизации процесса обработки медицинского образца в
клинической диагностической лаборатории: ускорения процесса,
снижения количества ошибок и простоев.
Литература
1. Cory Roberts Use Histology Laboratory Data to Illustrate Specimen ‘Life
Cycle’ // The Dark Report . - 2023. - С. 15.
2. Картамышева Е.С. Иванченко Д.С. Промышленная автоматизация в
России: проблемы и их решения // Молодой ученый, 2016. № 28. С. 93-95
3. Brad Ruffkess, Tyler Kennedy Labs Use IoT Tools for Specimen
Logistics // The Dark Report . - 2022. - С. 10-12.
4.
SPECIMEN
LOGISTICS
//
BoxLock
URL:
https://www.boxlock.io/specimen-logistics (дата обращения: 12.04.2023).
5.Путешествие
пробирки
//
Invitro
URL:
https://www.invitro.ru/about/tekhnologii/puteshestvie-probirki/
(дата
обращения: 20.03.2023).
414
Международные научно-технологические отношения
ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ОПЫТ В ПРОЦЕССЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДИЗАЙН-СИСТЕМЫ
Е.А. Смирнова, К.В. Ионкина, Е.В.Антонов
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+7 985 975 00 45, easmirnova@kaf65.ru
Ключевые слова: UI/UX проектирование, пользовательский опыт, вебинтерфейс
Внедрение систематизированного UI/UX подхода может не
только улучшить экономические показатели бизнеса путем
большей привлекательности продукта или сервиса, но и повлиять
на описание пользовательского поведения, особенности их
мышления и принятия решений. Определение пользовательского
опыта возможно поделить на две составляющие:
1. Впечатление
от
использования,
а
также
пользовательское восприятие продукта или системы;
2. Алгоритмы и механизм взаимодействия пользователя с
системой или Программным Обеспечением [1].
Целью работы является исследование визуализации данных, их
роли и графических пользовательских интерфейсов. В связи с этим,
определены отличительные особенности структурных элементов
систем на основе соответствующих классификаций и типов:
посадочная страница (лендинг); государственный сайт; биржа
труда; новостной портал.
Базам данных часто не хватает интерфейсов для работы с
материалами. Не хватает инструментов для изучения,
визуализации, организации и понимания материала. В связи с этим,
исследование пользовательского опыта предоставляет новые
концептуальные инструменты и решения для оценки и анализа
данных.
На основе исследования тематической области и анализа
подобных систем с целью визуализации и систематизации баз
данных в работе проектируется система информационного
415
Международные научно-технологические отношения
учебного полигона по подготовке специалистов в области
международных отношений в виде общего интерфейса, который
помогает студентам в их учебной и проектной деятельности.
Литература
1. User Experience (UX) Design [Электронный ресурс]: Interaction
Design Foundation. – Режим доступа: URL. – https://www.interactiondesign.org/literature/topics/ux-design
ОЦЕНКА ПОЛНОТЫ И ТОЧНОСТИ ВЫЯВЛЕНИЯ
ИМЕНОВАНЫХ СУЩНОСТЕЙ ПРОГРАММНЫМИ
ПАКЕТАМИ НА ОСНОВЕ РУССКОЯЗЫЧНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
И.Д. Соколов, Е.В. Антонов, А.А. Артамонов
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+7 (914) 256 26-14, idsokolov@kaf65.ru
Ключевые слова: обработка естественного языка, полнота, точность, fмера, Natasha, SpaCy, Stanza, DeepPavlov.
Технологии обработки естественного языка являются одним из
ключевых направлений в области анализа данных (NLP). NLP
предоставляет возможность использовать большие данные для
получения информации [1]. NLP используется в сферах медицины,
информатике, судебной, масс-медиа для решения таких задач как
извлечение информации с веб-ресурсов, создание веб ассистентов,
извлечение данных из медицинских карт [2]; предобработка
комментариев из интернета для маркированных лекарств, обучение
машин для обработки текста, извлечения информации из текста в
области онлайн-новостей, извлечение информации из электронных
записей, судебных решений и договоров, создание программ для
саммаризации текста, основанных на NLP, определение
политической повестки. Обработка русского языка – актуальное
416
Международные научно-технологические отношения
направление. Данная обработка используется в ходе обучения
вычислительных машин, извлечения сущностей и фактов,
распознавание и синтез речи. С помощью задач NER (Named Entity
Recognition)
автоматизированным
способом
выявляется
информация из документов [3].
В работе рассматриваются программные библиотеки обработки
русского языка и проводится исследование по оценке полноты,
точности и F-меры по выявлению именованных сущностей на
основе корпуса текстов по тематике международные отношения.
Автором собран корпус из 50 статей с авторитетного
информационного
ресурса,
освещающего
деятельность
организаций Российской Федерации в области ядерных
исследований. Собранные материалы необходимо пред обработать,
чтобы получить из них ценные сведения, которые могут принести
пользу предприятиям и организациям. На основе обзора
литературы выбраны библиотеки Natasha, SpaCy, Stanza,
DeepPavlov. При использовании библиотеки DeepPavlov
применялись следующие модели: «ner rus bert probas», «ner rus
bert», «ner ontonotes bert mult». Также вручную выявлены
именованные сущности. После получения результата вывода
библиотек, данные подлежали обработке и унификации сущностей.
Также создана таблица с результатами и с расчетом метрик
точности (P - precision), полноты (R - recall) и f-меры (F - fmeasure).
Таблица 1
Таблица с результатами расчета метрик точности (P), полноты (R) и
f-меры (F)
Natasha
Stanza
DeepPavlov
PER
LOC
ORG
PER
LOC
ORG
PER
LOC
ORG
PER
LOC
ORG
P
R
F
SpaCy
0,97
0,90
0,93
0,74
0,68
0,71
0,73
0,45
0,56
0,84
0,96
0,90
0,63
0,67
0,65
0,41
0,70
0,52
0,87
0,96
0,92
0,30
0,70
0,42
0,46
0,45
0,46
0,73
0,84
0,78
0,61
0,61
0,60
0,22
0,46
0,29
417
Международные научно-технологические отношения
В исследовании выбраны библиотеки «Natasha» и «SpaCy» за их
более точное выделение именованных сущностей. В ходе расчетов
метрик точности, полноты и f-меры, сделан вывод о том, что
библиотека «Natasha» хорошо проявляет себя для выявления
сущностей типа «PER» и «LOC», когда в свое время библиотека
«SpaCy» способна выделять данные типа «ORG» не разрывая
смысловую часть. Другие библиотеки проявили себя чуть хуже
выбранных.
Литература
1. Белов С. Д. и др. Обзор методов автоматической обработки текстов
на естественном языке //Системный анализ в науке и образовании. – 2020.
– №. 3. – С. 1-15.
2. Лисенков И. А., Кузнецов В. А., Леонова Н. М. Обработка
неструктурированной текстовой информации с помощью алгоритмов
машинного обучения //Вестник Национального исследовательского
ядерного университета МИФИ. – 2020. – Т. 9. – №. 4. – С. 376-384.
3. High brightness diode-pumped organic solid-state laser / Z. Zhao,
O. Mhibik, M. Nafa, S. Chenais and S. Forget // Applied Physics Letters. 2015.
Vol. 106. P. 051112.
418
Международные научно-технологические отношения
ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И РЕСПУБЛИКИ ИНДИИ:
ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Я.В.Тулякова
НИЯУ МИФИ, г. Москва
+7 (916) 637 30-13, tulyakovayana@yandex.ru
Ключевые слова: Россия, Индия, ВТС, ОПК, МиГ-21, Су-30МКИ
BrahMos, Vikramaditya, Make in India.
Российско-индийское
военно-техническое
сотрудничество
всегда занимало особое место в общем комплексе российскоиндийских отношений. Находясь на стыке политики, дипломатии и
коммерции, поставки российских вооружений, с одной являются
ярким
индикатором
интенсивного
внешнеполитического
сотрудничества двух стран и высокого уровня доверия между НьюДели и Москвой.
Индийский рынок вооружений имеет огромное значение для
российской оборонной промышленности. Дели является
крупнейшим зарубежным клиентом нашего ОПК. Индийские
заказы в 1990-е гг. дали мощный импульс инновационному
развитию российской оборонной промышленности. Индия одной
из первых перешла к новой парадигме спроса на рынке
вооружений, создавая заказы по индивидуальным требованиям[1].
Россия также является для Индии незаурядным источником
вооружений и технологий. Во-первых, Россия, а ранее Советский
Союз, всегда охотно шли на передачу Индии не просто готовых
изделий, а технологий их производства. В 1960-е гг., когда в Индии
было организовано лицензионное производство истребителя МиГ21. Во-вторых, СССР и Россия сотрудничают с Индией не только в
области обычных тактических вооружений, но также в сегментах
субстратегических и стратегических систем. Классическими
примерами такого рода являются лизинг советской и российской
многоцелевых подводных лодок со специальной энергетической
419
Международные научно-технологические отношения
установкой и постройка для Indian Navy авианосца Vikramaditya. Втретьих, в отличие от конкурентов на индийском рынке оборонной
продукции, Россия самоограничивается от развертывания
крупномасштабного ВТС с Пакистаном. Ни США, поставляющие в
Пакистан истребители F-16, ни Франция, подводные лодки которой
составляют основу подводного флота Пакистана, не принимают во
внимание озабоченность Индии ростом военной мощи этого
нестабильного государства. Российская политика в отношении
поставок вооружений Пакистану выглядит на этом фоне особенно
контрастно[2].
Какие
перспективы
российско-индийского ВТС?
Как
представляется, это должен быть рост количества и масштабов
совместных проектов на основе риск-разделенного партнерства.
Несколько проектов такого типа уже реализуются. Среди них есть
ошеломляюще успешный проект BrahMos, программа Су-30МКИ.
Однако сейчас встает задача реализации совместных проектов
второго поколения, которые изначально реализуются по
гармонизированным требованиям ВС обеих стран, финансируются
на паритетной основе, закупаются ВС и России, и Индии, а также
совместно маркетируются на рынках третьих стран. Фактически
речь идет о создании элементов общего российско-индийского
рынка продукции военного назначения, и это гораздо более
амбициозная цель, нежели политика Make in India, в парадигме
которой Россия и Индия работают уже пять десятилетий. Можно
сказать, что нужно стремиться к построению модели Make in India
2.0, в рамках которой индийская сторона будет не реципиентом
технологий, а равноправным партнером по созданию новых
знаний, компетенций и изделий.
Литература
1. Макиенко К. В. Оборонная промышленность и военно-техническое
сотрудничество Индии с зарубежными странами //Центр анализа
стратегий и технологий. – 2016. – С. 239-265.
2. Калинина Н.И. и др. Военно-техническое сотрудничество России с
иностранными государствами: основы, проблемы и перспективы//
ИМЭМО РАН. – 2010. – С. 144-151.
420
Международные научно-технологические отношения
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ
СТРАН БРИКС (2012-2022 ГГ.)
И.В.Филькин, Р.Р.Тукумбетова, М.С.Улизко
НИЯУ МИФИ, Москва
89104726110, F1lking@mail.ru
Ключевые слова: БРИКС, публикационная активность, анализ данных,
визуализация данных
БРИКС
–
интенсивно
развивающееся
неформальное
объединение государств, в состав которого входят Бразилия,
Россия, Индия, Китай и ЮАР. За последние десять лет БРИКС
превратился
в
успешное
и
влиятельное
объединение,
последовательно наращивающее многоформатное сотрудничество
в экономической, политической, гуманитарной и других сферах.
Интенсивному сотрудничеству стран БРИКС благоприятствует
огромный экономический и политический потенциал, которым
обладает каждая из стран - участниц объединения.
Среди ключевых элементов объединяющих страны БРИКС –
значительные темпы роста, размеры экономики, очень большая
численность населения, а также безусловное лидерство в своих
регионах в области научно-технологического развития. В связи с
этим, данные страны представляют интерес для рассмотрения их
научно-технологического сектора.
Объект исследования – основные направления научнотехнологического развития в странах БРИКС.
Предмет исследования – ключевые организации, занимающиеся
научно-технологическим развитием и основные организации
(фонды), финансирующие научные исследования.
Цель работы заключается в проведении исследования
направлений научно-технологического развития в странах БРИКС
на основе высокоцитируемых публикаций реферативной базы
данных Scopus.
Практическая значимость данного исследования заключается в
уникальности полученных данных, как и метода проведения
статистического анализа. Результаты работы позволяют выявить
421
Международные научно-технологические отношения
основные направления научно-технологического развития стран
БРИКС,
ключевые
организации,
занимающиеся
научнотехнологическим
развитием,
а
также
главенствующих
финансирующих спонсоров.
Литература
1. КиберЛенинка [Электронный ресурс]/ Сайт научной электронной
библиотеки. Доступно: https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-i-perspektivyinnovatsionnogo-i-nauchno-tehnologicheskogo-sotrudnichestva-stran-briks
1. International Monetary Fund [Электронный ресурс]/ Сайт специального
учреждения ООН. Доступно: https://www.imf.org/en/Publications/WEO/weodatabase/2022/October/weo-report?
3. БРИКС [Электронный ресурс]/ Официальный сайт Председательства
России в БРИКС. Доступно: https://brics-russia2020.ru/images/113/91/1139196.pdf
4. Российская академия наук [Электронный ресурс]/ Сайт Российской
академии
наук.
Доступно:
https://english.cas.cn/about_us/introduction/201501/t20150114_135284.shtml.
ОСОБЕННОСТИ МИРОВОГО РЫНКА МАЛЫХ
МОДУЛЬНЫХ РЕАКТОРОВ
М.О. Хвостова
НИЯУ МИФИ, г. Москва
89106067242 mariiakhvostova@mail.ru
Ключевые слова: ММР, малые модульные реакторы, ПАТЭС,
микрореакторы, Россия, Китай, США, рынок технологий, конкуренция.
Рынок малых модульных реакторов (ММР) обладает большим
экономическим потенциалом. В настоящее время происходит
определение круга стран, которые смогут обеспечить
конкурентоспособное предложение для данного рынка и закрепить
его сегмент. Цель работы – проанализировать особенности рынка
ММР, выявить основных игроков и их преимущества, недостатки,
перспективы. Результаты работы могут иметь практическую
значимость для текущих и потенциальных участников рынка
422
Международные научно-технологические отношения
атомных технологий, ознакамливающихся со спецификой
направления ММР и находящихся на начальном этапе
формирования своих бизнес-стратегий.
В соответствии с классификацией МАГАТЭ, малый модульный
реактор – реактор, мощность которого не превышает 300МВт (э.)
на энергоблок. В качестве подкласса ММР выделяются
микрореакторы (МР) – мощностью до 10 МВт (э.) - ввиду более
узкого спектра их применений. [1][2]
По данным МАГАТЭ, география и количество проектов ММР
различной степени готовности растет (+40% 2018–2020 гг.,
проектов). Разрабатываемые ММР относятся к поколениям GenII,
GenIII/III+, GenIV, причём на GenIV приходится около их
половины.
В качестве основных игроков на мировом рынке ММР можно
выделить РФ, КНР, США и, в меньшей степени, Францию, Канаду,
Великобританию, Республику Корея, Швецию.
Конкурентное
преимущество
России
наличие
функционирующей единственной в мире ПАТЭС «Академик
Ломоносов» (KLT-40S, GenIII), которая может считаться
референтной при продвижении российской технологии на внешние
рынки: обусловлено историческим опытом эксплуатации подобных
реакторов на ледоколах, АПЛ. Ожидается реализация наземного
проекта ММР в Республике Саха (RITM-200N, GenIII+).
Перечисленные проекты уже вызывают интерес потенциальных
иностранных заказчиков: Мьянмы, Киргизии и т.д. Кроме того,
существуют разработанные вариации ММР (по типу реактора,
конфигурации активной зоны, обогащению урана,
срокам
перегрузки топлива, теплоносителю и пр.).
Преимущество Китая – построенные и функционирующие ММР
наземного варианта (HTR-10 и HTR-PM, GenIV). HTR-PM в
составе АЭС Шидаовань вышел на полную мощность в дек. 2022 г.
Существует вопрос степени локализации технологии HTR-PM и
вытекающая из этого проблема трансфера технологий,
лицензионных
ограничений
при
осуществлении
внешнеэкономической
деятельности.
Проекты
ПАТЭС
разрабатываются CNNC, CGN, CSIC параллельно.
Возможные заказчики: Пакистан, Филиппины.
423
Международные научно-технологические отношения
В США развитие направления ММР, включая МР, связано с
обеспечением национальной топливно-сырьевой автономии
(становление собственного производства TRISO, HALEU),
реализацией космической программы и интересов военного
ведомства, коммерциализацией американских технологий на
внешних рынках. Единственный проект ММР, получивший
сертификат Комиссии по ядерному регулированию – NuScale.
Второй потенциальный дизайн – BWRX-300. Пул возможных
заказчиков технологии включает Канаду, Великобританию
Румынию, Польшу и т.д.
Литература
1. Advances in small modular reactor technology developments. A
Supplement to: IAEA Advanced Reactors Information System (ARIS) 2022
Edition. 2022
2. Technical Meeting on Instrumentation and Control and Computer
Security for Small Modular Reactors and Microreactors. IAEA Headquarters,
Vienna, Austria and Virtual Participation via Cisco WebEx. 21-25 February
2022. Ref. No.: EVT2100684.
424