ИСТИНА

8.6. Мультимасштабное моделирование свойств атомно-молекулярных систем и наноструктурных материалов Е.В.Ткаля. tkalya@srd.sinp.msu.ru 1. В рамках квантово-механического ab initio подхода на базе метода Хартри-Фока рассчитана вероятность захвата орбитального электрона ядром 7Be в процессе сжатия кристалла 7BeO и геля 7Be(OH)2. Полученное в результате расчета увеличение скорости распада 7Be оказалось существенно меньше измеренного в экспериментах. В процессе анализа возможных причин обнаруженного расхождения, во-первых, был выявлен ряд проблем в методике измерений и в представлении результатов, а во-вторых, предприняты попытки использования других физических моделей процесса. В частности, мы продемонстрировали, что увеличение вероятности электронного захвата в 7BeO может быть вызвано фазовым переходом в кристаллической решетке 7BeO от структуры вюрцита к решетке типа поваренной соли. 2. Новые кубические метастабильные фазы редкоземельных элементов YbGe2.85, TbGe2.85, DyGe2.85, кристаллизованных в структуру типа AuCu3, синтезированы под давлением 8 ГПа. С помощью ядерного метода дифференциальных возмущенных угловых корреляций (ВУК) измерены значения градиента электрического поля (ГЭП) на ядре Cd, который внедряется узел редкоземельного элемента. ГЭП измерялся 1) при комнатной температуре в зависимости от давления, при этом максимальное давление составило 8 ГПа и 2) при нормальном давлении, понижая температуру до 4 К в случае YbGe2.85 и 77 К для остальных соединений. Обнаружено, что ГЭП и квадрупольная частота ВУК оставались практически постоянными при изменении температуры. При изменении давления в YbGe2.85, однако, происходило изменение и ГЭП и квадрупольной частоты. Связав это изменение с валентностью, было найдено, что валентность Yb меняется с 2.46 при нормальных условиях до 2.89 при 8 ГПа. 3. Проанализированы возможные режимы распространения самоподдерживающейся волны высвечивания долгоживущих ядерных изомеров, инициируемой переходами на близлежащий короткоживущий уровень за счет поглощения рентгеновских квантов и неупругих столкновений электронов в плазме. Установлено, что в случае, когда обмен энергией между ядерной подсистемой и плазмой обусловлен процессами поглощения и излучения фотонов, волна высвечивания может идти в режиме быстрой (с околосветовой скоростью) дефлаграции, вызванной радиационным механизмом передачи тепла. В условиях, когда обмен энергией между подсистемами происходит безызлучательным путем, актуальным становится (менее быстрый) режим детонации. Реализация каждого из двух режимов требует выполнения определенных условий на характеристики системы. 4. Предложен эффективный и быстрый метод получения инверсной заселенности между квадрупольными подуровнями основного 5/2+(0.0) и изомерного 3/2+(7.6 эВ) состояний ядра 229Th (см. Рис.1) в диэлектрическом кристалле с большой шириной запрещенной зоны с помощью лазерного излучения по стандартной для лазерной накачки Λ-схеме. Метод основан на депопуляции верхних подуровней основного состояния в 229Th при воздействии резонансных фотонов узкополосного лазера. Роль промежуточных состояний при этом выполняют подуровни изомерного состояния (Рис.1). Кроме этого рассмотрен случай возбуждения изомерного состояния (без создания инверсной заселенности) широкополосным лазером с учетом антистоксовского рассеяния. Рассмотренная схема оптической накачки позволяет получить инверсную заселенность ядерных подуровней без использования сверхнизких температур и открывает путь к созданию гамма-лазера оптического диапазона на ядерном переходе в 229Th в кристаллах с изовалентным замещением ионами 229Th4+ ионов-хозяев (например Th:SiO2) и в кристаллах типа Na2ThF6 , где замещение не нужно. Рис.1. Схемы оптической накачки изомерного состояния 3/2+(7.6 эВ) в ядре 229Th лазерным излучением (левый рисунок) и область инверсной заселенности между подуровнями с m = ±3/2 изомерного и основного состояний (правый рисунок). В работе принимали участие: Авдеенков А.В., Бибиков А.В., Бодренко И.В., Николаев А.В., Ткаля Е.В. Работа отражена в публикациях: 1. A.V. Bibikov, A.V. Avdeyenkov, I.V. Bodrenko, A.V. Nikolaev and E.V. Tkalya. Theoretical study of the pressure effect on the electron-capture β decay of 7Be in 7BeO and 7Be(OH)2. // Physical Review C, 2013, vol. 88, N 3, 034608 (5). 2. A.V. Tsvyashchenko , A.I. Velichkov, A.V. Salamatin, L.N. Fomicheva, D.A. Salamatin, G. K. Ryasny, A.V. Nikolaev, M. Budzynski, R.A. Sadykov, and A.V. Spasskiy. 111Cd-TDPAC Study of Pressure Effect on the Valence of Yb in the YbGe2.85 Cubic Phase. // Journal of Alloys and Compounds, 2013, vol. 552, pp. 190–194. 3. Р.В. Арутюнян, Е.В. Ахрамеев, Л.А. Большов, П.С. Кондратенко, Е.В. Ткаля. О возможности реализации волн горения и детонации в системе ядерных изомеров. // Письма в Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики, 2013, том 98, N 11, c. 772-775. 4. E.V. Tkalya and L.P. Yatsenko. Creation of inverse population in the 229Th ground-state doublet by means of a narrowband laser. // Laser Physics Letters, 2013, vol. 10, N 11, 105808.