Том 43, № 10 (2024)

Развиваемая в работе статистическая модель, позволяет с помощью разложения искомых временных корреляционных функций по бесконечному набору ортогональных операторов и использования некоторых известных фактов из физики традиционных модельных систем рассчитать форму (профиль) спектров многоквантового ЯМР (зависимость амплитуд соответствующих многоквантовых когерентностей от их порядков). Полученное выражение содержит ряды по растущему числу спинов в кластерах коррелированных спинов в зависимости от времени. Учтено влияние возможной деградации указанных кластеров на форму спектров. Для различных значений параметров, входящих в окончательные выражения, выполнены аналитические и численные расчеты. Представленная теория адекватно описывает результаты численных расчетов многоквантовых спектров и экспериментов: трансформацию Гауссова профиля в экспоненциальный при увеличении порядка когерентности М, т.е. при переходе от центра спектра к крылу, зависимость скорости релаксации многоквантового спектра от М, а также его сужение и стабилизацию МК спектра под действием возмущения.

Бензол и его производные – чрезвычайно важные вещества, применяемые в современных химических технологиях. Однако выбросы этих веществ крайне негативно влияют на атмосферу и экологию. Бензол – вещество второго класса опасности, и его воздействие на организм человека чревато тяжелыми последствиями. В случае техногенных катастроф актуальной задачей является превращение бензола в менее токсичные вещества. В настоящей работе с использованием проточного реактора низкого давления установлены кинетические закономерности реакций атомарного фтора с бензолом, фторбензолом и хлорбензолом при температуре T = 293 K и давлении 0.8–1.3 Торр. Контроль концентраций реагентов и продуктов осуществлялся методом молекулярно-пучковой масс-спектрометрии. Для определения констант скорости реакций применялся метод конкурирующих реакций. В качестве конкурирующей была выбрана реакция атомов фтора с циклогексаном. В результате проведенного анализа с использованием данных эксперимента и литературных источников получены значения констант скорости исследуемых реакций.

Приведены результаты трехмерного моделирования процесса распространения детонационных волн в двухфазной смеси воздух – капли жидкого изооктана. Методика расчета детонации основана на решении трехмерных уравнений двухфазного сжимаемого турбулентного реагирующего течения с учетом движения, дробления, нагрева и испарения капель и конечных скоростей смешения топливных компонентов и химических превращений. Достоверность методики проверена путем сравнения расчетных и измеренных скоростей гетерогенной детонации в вертикальном канале квадратного сечения. Рассмотрено влияние предыстории формирования двухфазной горючей смеси на скорость и структуру детонационной волны, в частности учтено влияние коагуляции капель. Получены новые данные о структуре детонационной волны в двухфазных системах.

Существует множество причин для возникновения утечки природного газа (метана) в сети газораспределения. Одна из важнейших задач газораспределительных организаций – своевременно идентифицировать и устранить утечки газа до того, как они станут причиной аварийных и нештатных ситуаций. Скорейшее устранение утечек газа минимизирует негативное влияние на экологию. В настоящей работе предложена новая оригинальная методика по обнаружению аварийных выбросов газов в атмосферу и утечек в системах газопроводов. Методика предполагает одновременное использование как экспериментальных, так и расчетных данных для определения концентрации выбрасываемого газа и характерных линейных размеров газового облака. Апробация методики проведена в лабораторных условиях с использованием баллона с пропаном и газовой горелки. В качестве регистрирующей аппаратуры применялся монофотонный сенсор “Скорпион”. В результате обработки данных эксперимента и математического моделирования с использованием методов вычислительной газовой динамики построена зависимость концентрации пропана от расстояния до горелки и определены характерные размеры газового облака.

Изучение физических свойств долгоживущих плазменных образований может приблизить нас к пониманию природы электрофизических явлений в грозовых облаках, нижней ионосфере, торнадо, вулканической активности и появлением связанных с ними природных плазмоидов (таких как шаровые молнии, спрайты, джеты и др.). В работе представлены результаты изучения стимулированной детонации долгоживущих энергоемких плазмоидов, получаемых в лабораторных условиях с помощью плазмогенератора комбинированного типа, состоящего из эрозионного плазмотрона и магнитоплазменного компрессора. Обнаружено, что необходимым условием детонации является превышение некоторых пороговых величин давления и температуры. Установлено существование режима направленного взрыва, который реализуется только при оптимальных временах задержки (порядка t_d ~ 2000 мкс) между моментами запусков импульсного эрозионного плазмотрона и магнитоплазменного компрессора. Измерены параметры ударных волн, а также оптические и рентгеновские спектры долгоживущих энергоемких плазмоидов в режиме стимулированной детонации.

В последние годы в большом объеме стали доступны спутниковые данные по желтому свечению натриевого слоя, находящегося на высоте 85–95 км от поверхности Земли. Исследования оптической активности на частотах D-линий натрия необходимы для лучшего понимания плазмохимических процессов, протекающих в мезосфере. Следует учитывать, что эти процессы протекают в нейтральной среде, основным компонентом которой является молекулярный азот. В данной работе получены аналитические численные аппроксимации для элементов 3 × 3-матрицы взаимодействия между Na(²P_j) и N₂(X ¹S_g⁺) и потенциала взаимодействия между Na(²S_1/2) и N₂(X ¹S_g⁺) на больших и средних расстояниях между частицами, которые определяют столкновительное уширение спектральных линий. Учтены обменное, квадруполь-квадрупольное, дисперсионное и спин-орбитальное взаимодействия. Обменное взаимодействие между валентным электроном Na и N₂(X ¹S_g⁺) описано локальным псевдопотенциалом Гельмана. При расчете дальнодействующих квадруполь-квадрупольного и дисперсионного взаимодействий учитывался эффект перекрытия электронных плотностей Na(²S_1/2,²P_j) и N₂(X ¹S_g⁺).