Mineral resources and national economic security: current features

Purpose is to estimate current mineral and raw material complex and its effect on national economic security basing upon determination and analysis of the integrated index. Methods. Eleven countries of the world with the developed iron-mining industry have been selected as the object of the research. Information database has been formed to calculate integrated index of mineral and raw material security (MRMS). Seven indicators characterizing economic and technical state of iron-ore industry have been specified as performance measures. The indicators have been classified according to their effect on final integrated estimation of MRMS state in a country. The study involves proprietary methodology to calculate integrated index of MRMS. Findings. MRMS has been distinguished in the system of national security. Following indicators have been proposed to be included into the system of national MRMS performance measures: production of mineral resources per capita; resource intensity of the economy; resource-efficiency of the economy; provision with the required mineral resources; export quota; intensity of mineral raw material consumption; and ratio of the volumes of raw material extraction and export of the products of primary processing and recycling (utilization efficiency). Positions and roles of mining industry in terms of provision with resources for the world economy have been evaluated on the basis of system approach (with the emphasis on mining industry). Basic current tendencies in the development of world mining industry have been highlighted including the following ones: increase in the consumption of mineral ore resources; growing intensity of the consumption of mined crude ore deposits and, consequently, depletion of the most commercial deposits; prevailing of mineral carbohydrate raw materials in the world mining industry; and increase in ore reserves consumption by the developing countries. Scientific and methodological approach to estimate the effect of mining industry upon the level of economic security has been approbated; the results have made it possible to evaluate MRMS of 11 leading producers of iron-ore raw material. Originality. It is in the use of innovative complex (integrated) estimation of MRMS level in certain countries which has allowed performing their grouping in term of corresponding security levels and determining the factors effecting economic performance of mineral and raw material component. Practical implications. The proposed integrated approach to the estimation of MRMS level of the countries favours the substantiation of the strategy to strengthen economic security in terms of the mining industry influence.Мета. Оцінка сучасного стану мінерально-сировинного комплексу та його впливу на економічну безпеку країни на основі визначення й аналізу інтегрального показника. Методика. Як об’єкт дослідження обрані 11 країн світу з розвиненою гірничодобувною залізорудною про-промисловістю. Сформована інформаційна база даних для розрахунку інтегрального показника мінерально-сировинної безпеки (МСБ). Як показники оцінки були обрані 7 індикаторів, що характеризують економічний і технічний стан підприємств залізорудної галузі. Індикатори були прокласифіковані відповідно до їх впливу на підсумкову інтегральну оцінку стану МСБ країни. У дослідженні використана авторська методика розрахунку інтегрального показника МСБ. Результати. Виділена МСБ в системі національної безпеки країни й запропоновано включити в систему показників оцінки МСБ країни такі індикатори, як: виробництво мінеральних ресурсів на душу населення; ресурсоємність економіки; ресурсоефективність економіки; забезпеченість необхідними мінеральними ресурсами; експортна квота; інтенсивність використання мінеральної сировини; співвідношення обсягів видобутку сировини і обсягів експорту продукції первинної та вторинної переробки (ефективність використання). Оцінені місця і ролі добувної промисловості в ресурсному забезпеченні світового господарства на основі системного підходу (з акцентом на гірничодобувну промисловість). Виділені основні сучасні тенденції розвитку світової гірничодобувної промисловості, серед яких: зростання обсягів споживання мінеральних рудних ресурсів; підвищення інтенсивності використання покладів викопної рудної сировини і, відповідно, вичерпання найбільш продуктивних родовищ; перевага у світовій добувній промисловості мінеральної вуглеводневої сировини; збільшення обсягів споживання рудних ресурсів країнами, що розвиваються. Здійснено апробацію запропонованого науково-методичного підходу до оцінки впливу добувної галузі на рівень економічної безпеки, за результатами якого оцінена МСБ 11 провідних виробників залізорудної сировини. Наукова новизна. Полягає у використанні нової комплексної (інтегральної) оцінки рівня МСБ країн, що дозволило провести їх групування за відповідними рівнями безпеки й визначити фактори впливу на стан економіки мінерально-сировинної компоненти. Практична значимість. Запропонований інтегральний підхід до оцінки рівня МСБ країн сприяє науковому обґрунтуванню стратегії посилення економічної безпеки в контексті впливу добувної галузі.Цель. Оценка современного состояния минерально-сырьевого комплекса и его влияния на экономическую безопасность страны на основе определения и анализа интегрального показателя. Методика. В качестве объекта исследования выбраны 11 стран мира с развитой горнодобывающей железорудной промышленностью. Сформирована информационная база данных для расчета интегрального показателя минерально-сырьевой безопасности (МСБ). В качестве показателей оценки были выбраны 7 индикаторов, характеризующих экономическое и техническое состояние предприятий железорудной отрасли. Индикаторы были проклассифицированы соответственно их влияния на итоговую интегральную оценку состояния МСБ страны. В исследовании использована авторская методика расчета интегрального показателя МСБ. Результаты. Выделена МСБ в системе национальной безопасности страны и предложено включить в систему показателей оценки МСБ страны такие индикаторы, как: производство минеральных ресурсов на душу населения; ресурсоемкость экономики; ресурсоэффективность экономики; обеспеченность необходимыми минеральными ресурсами; экспортная квота; интенсивность использования минерального сырья; соотношение объемов добычи сырья и объемов экспорта продукции первичной и вторичной переработки (эффективность использования). Оценены места и роли добывающей промышленности в ресурсном обеспечении мирового хозяйства на основе системного подхода (с акцентом на горнодобывающую промышленность). Выделены основные современные тенденции развития мировой горнодобывающей промышленности, среди которых: рост объемов потребления минеральных рудных ресурсов; повышение интенсивности использования залежей ископаемой рудного сырья и, соответственно, исчерпания наиболее продуктивных месторождений; преобладание в мировой добывающей промышленности минерального углеводного сырья; увеличение объемов потребления рудных ресурсов развивающимися странами. Осуществлена апробация предложенного научно-методического подхода к оценке влияния добывающей отрасли на уровень экономической безопасности, по результатам которого оценена МСБ 11 ведущих производителей железорудного сырья. Научная новизна. Заключается в использовании новой комплексной (интегральной) оценки уровня МСБ стран, что позволило провести их группировку по соответствующим уровням безопасности и определить факторы влияния на состояние экономики минерально-сырьевой компоненты. Практическая значимость. Предложенный интегральный подход к оценке уровня МСБ стран способствует научному обоснованию стратегии усиления экономической безопасности в контексте влияния добывающей отрасли.The study carried out by the financial support of the “Russian Foundation for Basic Research” within the framework of the research project 18-410-230033 r a

Queueing System with Potential for Recruiting Secondary Servers

In this paper, we consider a single server queueing system in which the arrivals occur according to a Markovian arrival process (MAP). The served customers may be recruited (or opted from those customers’ point of view) to act as secondary servers to provide services to the waiting customers. Such customers who are recruited to be servers are referred to as secondary servers. The service times of the main as well as that of the secondary servers are assumed to be exponentially distributed possibly with different parameters. Assuming that at most there can only be one secondary server at any given time and that the secondary server will leave after serving its assigned group of customers, the model is studied as a QBD-type queue. However, one can also study this model as a G I/M/1-type queue. The model is analyzed in steady state, and a few illustrative numerical examples are presented

High resolution characterisation of microstructural evolution in Rbx_{x}Fe2−y_{2-y}Se2_{2} crystals on annealing

The superconducting and magnetic properties of phase-separated A$_x$Fe$_{2-y}$Se$_2$ compounds are known to depend on post-growth heat treatments and cooling profiles. This paper focusses on the evolution of microstructure on annealing, and how this influences the superconducting properties of Rb$_x$Fe$_2-y$Se$_2$ crystals. We find that the minority phase in the as-grown crystal has increased unit cell anisotropy (c/a ratio), reduced Rb content and increased Fe content compared to the matrix. The microstructure is rather complex, with two-phase mesoscopic plate-shaped features aligned along {113} habit planes. The minority phase are strongly facetted on the {113} planes, which we have shown to be driven by minimising the volume strain energy introduced as a result of the phase transformation. Annealing at 488K results in coarsening of the mesoscopic plate-shaped features and the formation of a third distinct phase. The subtle differences in structure and chemistry of the minority phase(s) in the crystals are thought to be responsible for changes in the superconducting transition temperature. In addition, scanning photoemission microscopy has clearly shown that the electronic structure of the minority phase has a higher occupied density of states of the low binding energy Fe3d orbitals, characteristic of crystals that exhibit superconductivity. This demonstrates a clear correlation between the Fe-vacancy-free phase with high c/a ratio and the electronic structure characteristics of the superconducting phase.Comment: 6 figures v2 is exactly the same as v1. The typesetting errors in the abstract have been correcte

Use of the morphological tables for formation of kinematic configurations of the equipment of a tool service

У статті розглянуто алгебро-логічні моделі кінематичних схем гітари коліс та верстатів, виведені залежності для опису їх компонування та вибору їх структури на основі використання морфологічного аналізу. Наведено алгоритми для визначення раціональної кінематичної схеми технологічного обладнання інструментального цеху з умови досягнення оптимальних технологічних показників. Дані практичні рекомендації щодо доцільності використання морфологічних таблиць у порівнянні з існуючими методиками, які пов’язані із використанням довідникового матеріалу (паспорт верстату, інструкція з використання).This paper describes the algebraic and logic model of the machine tool. The dependences of the description of their structure are deduced, where the morphological analysis is used. The algorithms for definition of the optimum process equipment of a tool department are considered. The practical recommendations for use of the morphological tables are offered

Локальное прогнозирование рудоносных интрузивных образований на основе современных технологий интерпретации геопотенциальных полей

The article shows the effectiveness of the modern techniques of gravity and magnetic data interpretation in geological difficult terrain conditions of the northwest of the Siberian platform. It describes the results of local assessment of the deep-laying intrusive bodies bearing a copper-nickel mineralization obtained with the use of probabilistic and statistical methods, and an interpretative tomography transformation.Показаны возможности современных технологий анализа результатов измерений гравитационного и магнитного полей в сложных физико-геологических условиях северо-запада Сибирской платформы. Описаны методика и результаты локального прогнозирования глубокозалегающих интрузивных тел, несущих медно-никелевое оруденение, на основе вероятностно-статистических методов и интерпретационной томографии

Discharge characteristics of combined low energy ion source – magnetron sputtering system

The discharge characteristics of a new combined low energy magnetron-ion-source sputtering system are presented. The ignition curves, current-voltage characteristics of the system in dependence on gas pressure, magnitude and topology of magnetic field have been researched both for autonomous operation of the planar magnetron discharge and Hall type ion source in plasma mode and for their combination. Spatial distributions of ion current are also presented.Проведено дослідження розрядних характеристик нової комбінованої низькоенергетичної іоннопроменевої магнетронної розпорошувальної системи з питомими параметрами, які відповідають промисловому виробництву. Досліджено криві запалювання, розрядні характеристики в залежності від тиску робочого газу, величини та топології магнітного поля як при автономній, так і при сумісній роботі планарного магнетронного розряду та джерела іонів холлівського типу у плазмовому режимі. Досліджені просторові розподіли потоків іонів.Проведены исследования разрядных характеристик новой комбинированной низкоэнергетичной ионнолучевой магнетронной распылительной системы с удельными параметрами, отвечающими требованиям промышленного производства. Исследованы кривые зажигания, разрядные характеристики в зависимости от давления рабочего газа, величины и топологии магнитного поля как при автономной, так и при совместной работе планарного магнетронного разряда и источника ионов холловского типа в плазменном режиме. Исследованы пространственные характеристики потоков ионов

Kinetic simulaton of CO₂ conversion in low-pressure electrodeless plasma

Kinetic model of processes in low-pressure inductively coupled plasma describing the carbon dioxide conversion is presented together with the modeling results. The model takes into account only direct electron impact dissociation of carbon dioxide and is valid at the lowest gas pressures and at a reduced electric field > 150 Td. The influence of the gas mixture composition and the plasma density on the electron distribution function has been studied. In the low power limit when e-e collisions don't play a significant role the EEDF is strongly non-Maxwellian, but with the plasma density increase, EEDF is approaching Maxwellian distribution. Nitrogen and argon were studied as additions to CO₂. The influence of the calculated distribution function on the energy efficiency of carbon dioxide conversion has been studied. It was concluded that the electron temperature is the key parameter for the energy efficiency, which increases by a factor of 6 with temperature change from 3 to 10 eV and at Tₑ = 10 eV reaches values of more than 6 %. Comparison of the calculation results with experimental data shows satisfactory agreement.Представлено кінетичну модель процесів у індукційній плазмі низького тиску, що описує конверсію вуглекислого газу, та результати моделювання. Модель враховує лише дисоціацію вуглекислого газу електронним ударом і справедлива за найнижчих тисків газу та при зведеному електричному полі понад 150 Td. Досліджено вплив складу газової суміші та щільності плазми на функцію розподілу електронів. У випадку малої потужності, коли e-e-зіткнення не відіграють істотну роль, ФРЕЕ є сильно немаксвелівською, але із збільшенням щільності плазми ФРЕЕ наближається до максвелівського розподілу. Азот та аргон вивчалися як добавкидо СО₂. Досліджено вплив розрахованої функції розподілу на енергетичну ефективність конверсії вуглекислого газу. Зроблено висновок, що температура електронів є ключовим параметром для енергетичної ефективності, яка збільшується в 6 разів при зміні температури від 3 до 10 еВ та при Tₑ = 10 еВ досягає значень понад 6 %. Порівняння результатів розрахунку з експериментальними даними показує задовільну згоду

Optical and mass spectra from reactive plasma at magnetron deposition of tantalum oxynitride

Processes in reactive plasma during the magnetron deposition of tantalum oxynitride with ICP activation of reactive gas are studied in dependence on Oxygen fraction. Results of spectroscopic study of optical emission from the plasma and of mass-spectrometry of gas composition in the vacuum chamber in response to ignition of magnetron discharge and inductively coupled plasma are presented. It is shown that dissociation level of all species grows with the magnetron current increase while its dependence on oxygen/nitrogen ratio is non-monotonic.Вивчаються процеси в реактивній плазмі під час магнетронного осадження оксинітриду танталу з ICP-активацією реактивного газу залежно від частки кисню. Представлені результати спектроскопічного дослідження оптичного випромінювання з плазми та мас-спектрометрії газового складу у вакуумній камері у відповідь на запалювання магнетронного розряду та індуктивно зв'язаної плазми. Показано, що рівень дисоціації всіх молекул зростає із збільшенням струму магнетрона, тоді як його залежність від співвідношення кисень/азот є немонотонною.Изучены процессы в реактивной плазме при магнетронном осаждении оксинитрида тантала с ICP-активацией реактивного газа в зависимости от процентного содержания кислорода. Приведены результаты спектроскопических исследований оптического излучения плазмы и масс-спектрометрии состава газа в вакуумной камере при зажигании магнетронного разряда и индуктивно связанной плазмы. Показано, что уровень диссоциации всех молекул растет с увеличением тока магнетрона, а его зависимость от соотношения кислород/азот немонотонна

Vertically integrated holdings in the system of developing the national complex of iron and steel industry of Russia

This article shows brief results of analyzing the competitiveness of Russian vertically integrated holdings and independent enterprises of the iron and steel industry. Besides, it indicates key areas of this industry development in the external and internal market aspect. The promotion of Russian iron and steel products on the external market can be successful only if the production of enterprises is refocused from creating products of low technological conversions to creating products of high technological conversions