УДК 539.1(06) Прикладная ядерная физика В.И. ГРАФУТИН1, А.Ф. ЗАХАРОВ1, Е.П. ПРОКОПЬЕВ1,2, Т.Л.РАЗИНКОВА1, С.П.ТИМОШЕНКОВ2 , Ю.В.ФУНТИКОВ1 ФГУП ГНЦ РФ Институт теоретической и экспериментальной физики им. А.И.Алиханова, Москва 2Московский институт электронной техники (технический университет) 1 ПОЗИТРОНЫ В ПЫЛЕВОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЕ Показано, что при взаимодействии позитронов с пылевой космической плазмой возможен 100 % выход позитрония. В работах [1,2] было показано, что особенно большое значение имеют процессы образования Ps при взаимодействии позитронов со свободными электронами и атомами H в космической плазме, резко укорачивающих время жизни позитронов [1]. Однако интересно рассмотреть и другие механизмы образования позитрония в космической среде за счет процессов взаимодействия позитронов с частицами пылевой космической плазмы [3]. Известно, что в Галактической Плоскости, в частности, в окрестности Галактического Центра находится в большом количестве межзвездная пыль с характерным размером порядка 1 мкм. Эти частицы пыли состоят обычно из заряженных частичек углерода, карбидов и силикатов и т.д. В наиболее плотных участках межзвездной среды концентрация этих частиц пыли может достигать n 10 см-3 [3]. Механизм взаимодействия позитронов с такого рода частицами может быть представлен следующим образом. Позитрон проникает в объем частицы и термализуется в ее объеме. Такой позитрон в дальнейшем диффундирует к поверхности. Так как коэффициент диффузии позитрона в кварце и карбиде кремния составляет величины D 1 2 см2/с [2], 6 10 то позитроны за время жизни относительно аннигиляции порядка 10 с перемещаются на расстояния, большее 100 нм и таким образом достигают поверхности отрицательно заряженной частицы пыли. При взаимодействии термализованного позитрона с одним из электронов поверхности энергетически выгодным является процесс образования атома позитрония с энергией связи 6,8 эВ. Действительно, если считать сечение взаимодействия ( ) позитронов с этими частицами пропорциональным их геометрическим размерам, то они будут соответственно равны: d = 10-8 см2 (для частиц диаметром 1 мкм), H = 10-16 см2 , p r02c / v ( p - дираковское сечение аннигиляции на электронах среды, r0 – классический радиус электрона, v – скорость позитрона). Скорости аннигиляции позитронов ( ), с учетом приведенных сечений взаимодействия, соответственно будут равны: d d vNd (Здесь d - сечение аннигиляции, N d – концентрация соответствующих частиц). Таким образом для случая позитронов с энергией 1 эВ: d 0,6 N d , H 0,6 108 N H , e 3 1015 N e . Для случая позитронов с энергией 100 эВ: d 6 N d , 15 H 6 108 N H , e 3 10 N e . Таким образом при одинаковой скорости аннигиляции позитронов концентрация пылинок может быть в 108 раз меньше концентрации атомов водорода и в 10 15 раз меньше концентрации свободных электронов. Аналогичные рассуждения справедливы и для случая образования Ps в объеме частиц пыли путем рекомбинации термализованного позитрона с одним из электронов позитронного трека и с последующим диффузным выходом Ps на поверхность. Поэтому образование позитрония в пылевой космической плазме с большой концентрацией заряженных частиц пыли может происходить как процессами взаимодействия позитронов с атомами H и свободными электронами [1,2], так и процессами взаимодействия позитрона с отрицательно заряженными частицами пылевой космической плазмы с образованием атома позитрония. В такой плазме при наличии в ней атомов водорода и частиц пыли возможен практически 100 % выход позитрония, о чем говорят экспериментальные данные космической лаборатории Интеграл [1]. Список литературы 1. Е. М. Чуразов, Р. А. Сюняев, С. Ю. Сазонов, М. Г .Ревнивцев, Д. А. Варшалович, УФН 2007, Т.176, С.334. 2. А.Л.Суворов, Е.П.Прокопьев, В.И.Графутин, А.Ф.Захаров, Т.Л.Разинкова, С.П. Тимошенков, Ю.В.Фунтиков // Украинский физический журнал. 2007. Т.52. №9. С.843-848. 3. Божокин С.В. СОЖ. 2006. №6. С.72. ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 4 1 УДК 539.1(06) Прикладная ядерная физика Ю.Н. ДЕВЯТКО, О.В. ХОМЯКОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ НЕСФЕРИЧЕСКИХ ЗАРОДЫШЕЙ НОВОЙ ФАЗЫ Показано, что учет упругих полей, связанных с возникновением точечных дефектов, автоматически приводит к формированию несферических выделений новых фаз. Образование новой фазы в облучаемом металле (на примере вакансионных пор) рассмотрено в рамках флуктуационной теории фазовых переходов [1]. В качестве поля параметра порядка r , t выступает концентрация вакансий с небольшой долей примеси замещения, в условиях облучения вблизи точки фазового перехода существенно превышающая термодинамическое равновесное значение. Поле параметра порядка подчиняется уравнению релаксации типа Гинзбурга-Ландау [1] ( -кинетический коэффициент): F [ ] . (1.1) B 2 Здесь F [ ] 2 3 4 dr - функционал поля параметра порядка типа Ландау. 2 2 3 4 Наличие упругих полей, связанных с точечными дефектами, приводит к появлению дополнительного слагаемого в разложении свободной энергии по параметру порядка: * 1 1 Feff ( , T ,V ) F0 F [ ] dr 2 dr 2 2 2 V * 2 2 (1.2) где и - коэффициенты Ламэ, F0 (T ,V ) - температурная часть свободной энергии необлучаемого металла, V - объём среды. Решение уравнения релаксации (1.1) вблизи точки фазового перехода в упругих полях * c* * 0, c* 2B2 9 имеет вид: r ,t 0 l h 1 th R ( , , ) , R ( , , ) Rlm ( )Ylm ( , ) (1.3) 2 4 l 0 m l 1 1 dR0 1 dRlm 1 Rlm ( ) (1.4) 2 , l (l 1) 2 c d R0 Rc d Rlm ( ) R0 ( ) R0 ( ) Здесь R( , , ) - зависящий от углов безразмерный радиус зародыша новой фазы, Ylm ( , ) - сферические функции, 0 2B 3 , t0 12 B0 , l0 t0 - величины размерности поля параметра порядка, времени и длины, соответственно. Степень метастабильности системы определяется параметром h 4 1 c* . В выражении (1.4) Rc 4 3h и Rlmc ( ) 3 c 1 1 l (l 1) 2 3 * 2 d 1 th R0 ( ) - первый (средний размер) и второй критический радиус зародыша; t t0 , c c*02 ( 2 ) r l0 , * V l03 . Зависимость от времени среднего радиуса и второй гармоники для случая затухающего и растущего зародышей представлены на рисунках. Видно, что для растущего зародыша скорость роста второй гармоники больше, нежели нулевой. Таким образом, возникновение несферических зародышей новой фазы – следствие влияния собственных упругих полей точечных дефектов. Список литературы 1. Паташинский А.3., Шумило Б.И. Теория релаксации метастабильных состояний. ЖЭТФ. 1979. Т.77, вып 4(10), с 1416-1431. ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 4 2