Spatial aspects of regional infrastructure distribution (the case of Sverdlovsk region)

The article discusses the correlation between the localization of specific infrastructure objects within a region and characteristics of this region's territorial development. Conceptually the study is grounded in the theory of regional economics, spatial analysis and modelling and uses the tools of spatial autocorrelation analysis, such as the global and local Moran's I, and map-based spatial analysis. The settlement system of Sverdlovsk region (Russia) is considered as a key characteristic of its territorial development and the analysis shows the correlation between settlement patterns and the distribution of certain objects of social infrastructure (places of attraction) across the region’s territory. Access to infrastructure is an important factor which attracts people to this or that municipality. However, the key parameter that determines the spatial aspects of infrastructure distribution in the region is the emergence and development of the factors underlying this process. The article demonstrates that the localization of infrastructure objects built to generate economic effects and bring profit to their developers to a greater extent correlates with the prospective transformations of the settlement system (primarily agglomeration processes) rather than with its current characteristics (such correlation is more typical of the infrastructure objects specifically intended to address social issues). These research findings can be used by policy-makers for setting priorities of regional development, which would shape the spatial transformations of the territory

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЙ Ta В ГОРНЫХ ПОРОДАХ РАЗНООБРАЗНОГО СОСТАВА

The technique has been developed for the quantification of small tantalum concentration in rocks with X-ray wavelength dispersive spectrometer TIGER (Bruker AXS, Germany). The optimum conditions have been chosen for registrating the characteristic radiation of tantalum and background positions. TaLβ1- line has been selected as an analytical line. To accurately determine the tantalum concentration the contribution of overlapping lines to the experimental intensity of the analytical line has taken into account. 1-2 g of sample has been pressed into tablet by the hydraulic press HTP-40. Metrological studies showed that the accuracy in the determination of tantalum contents for the developed technique meets the requirements for methods of III accuracy category. The Ta detection limits calculated for TaLαand TaLβlines considered, were 3.1 and 2.6 ppm, respectively. Ta concentration in granite pegmatite samples has been quantified. The samples of the highest tantalum content have been investigated by powder diffraction and X-ray microprobe analysis. The X-ray diffraction method turned out to be insensitive to the detection of mineral phase of tantalum niobates, while micro-XRF allowed detecting its presence in tourmaline grains.Key words: X-ray fluorescence analysis, WDXRF, determination of Ta, rocks, overlapping lines, empirical corrections method, powder diffraction.(Russian)DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2014.18.1.002 D.S. Suvorova, E.V. Khudonogova, A.G. RevenkoInstitute of the Earth's crust SB RAS, Irkutsk, Russian FederationПредставлена методика количественного определения малых содержаний тантала в различных типах горных пород, разработанная с использованием рентгенофлуоресцентного кристалл-дифракционного спектрометра TIGER фирмы Bruker AXS (Германия). Выбраны оптимальные условия для регистрации характеристического излучения тантала и фоновых позиций. В качестве аналитической линии использована TaLβ1-линия. С целью повышения точности определения содержания Ta учтён вклад постороннего излучения в экспериментальную интенсивность аналитической линии. Анализируемый материал массой 1-2 г прессовали в таблетки с помощью полуавтоматического гидравлического пресса Herzog HTP-40. Проведённые метрологические исследования показали, что точность определения содержаний тантала по разработанной методике соответствует требованиям, предъявляемым к методикам III категории точности. Пределы обнаружения Ta, рассчитанные с использованием интенсивностей рассмотренных линий TaLα и TaLβ, составили 3.1 и 2.6 ppm соответственно. Выполнено количественное определение содержания Ta в гранитных пегматитовых образцах. Дополнительно для образцов с наибольшим содержанием Ta проведено исследование методом порошковой дифракции, а также выполнен микрозондовый рентгеноспектральный анализ. Рентгенофазовый метод оказался не чувствительным для обнаружения минеральной фазы тантало-ниобатов, в то время как микрорентгеноспектральный анализ позволил обнаружить её присутствие в зёрнах турмалина.DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2014.18.1.002 Ключевые слова: рентгенофлуоресцентный анализ горных пород, определение Ta, наложение линий, способ эмпирических поправок, рентгенофазовый анализ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЙ GA, HF И TA В РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ РУДАХ

The research results obtained when developing a technique for determining the Ga, Hf and Ta contents in samples of rare earth ores of Katuginsk’s deposit (Transbaikal) using the S8 TIGER crystal diffraction spectrometer (Bruker AXS, Germany) are presented. As an analytical line for Ta it is appropriate to use TaLβ1-line, and GaKα1 (0.1340 nm) and HfLβ1 (0.1374 nm) spectral lines were selected as the analytical lines for Ga and Hf respectively. The experimental evaluation of a contribution to the intensities of the used analytical lines of extraneous radiation of Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu is made. For the quantification of Ga it is necessary to take into account the effect of radiation overlapping the spectral ZnKb1,3, NbKβ1II, ErLγ1, HfLβ1, and TaLβ1 lines on the intensity of GaKα1-line, ZnKb1,3, GaKα1, NbKβ1II, ErLγ1, HfLβ1, WLβ1-lines on the intensity of TaLβ1-line, CuKβ1, GaKa1, ZrKβ1II, DyLγ4, ErLγ1, and TaLβ1 on the intensity of HfLβ1-line. The conditions are selected for the excitation and radiation detection of the characteristic lines and the background radiation of Ga, Hf, and Ta. The measurement time of line intensities and background of Ga, Hf, and Ta was 100 and 80, 200 and 150, 300 and 200 s respectively. The calculated detection limits for Ga, Hf, and Ta were (in ppm) 1.6, 4.3, and 2.6 respectively. To construct the calibration curve, a set of certified reference materials (CRMs) and prepared synthetic mixtures were used. The ranges of the determined contents were (in ppm) 1.6 – 212, 4.3 – 960, and 2.6 – 5200 for Ga, Hf, and Ta respectively. The quantification of concentrations of Ga, Hf, and Ta was performed in 120 samples of rare earth ores using the developed technique, and the range of these element contents was (in ppm) 1.6 – 174, 4 – 1950, and 2 – 1900 respectively.Keywords: X-ray fluorescence analysis, rare earth ores, quantification of the Ga, Hf, and Ta contents, rare earth elements (REE), overlapping of lines, the method of empirical corrections.DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2016.20.4.009 D.S. Suvorova, E.V. Khudonogova, A.G. Revenko Institute of the Earth’s Crust, SB RAS, 128 Lermontov ul., Irkutsk, 664033, Russian FederationПредставлены результаты исследований по разработке методики определения содержаний Ga, Hf и Ta применительно к образцам редкоземельных руд Катугинского месторождения (Забайкалье) с использованием кристалл-дифракционного спектрометра S8 TIGER. В качестве аналитической линии для Ta целесообразно использовать TaLβ1-линию, для измерения Ga и Hf выбраны GaKα1 (0.1340 нм) и HfLβ1 (0.1374 нм) спектральные линии. Произведена экспериментальная оценка вклада в интенсивности используемых аналитических линий излучения Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu. Для количественного определения содержаний Ga необходимо учитывать влияние наложения на интенсивность GaKα1-линииизлучения следующих спектральных линий: ZnKb1,3, NbKβ1II, ErLγ1, HfLβ1, TaLβ1; для TaLβ1-линии: ZnKb1,3,GaKα1, NbKβ1II, ErLγ1, HfLβ1, WLβ1- линий; для HfLβ1-линии: CuKβ1, GaKa1, ZrKβ1II,DyLγ4, ErLγ1 и TaLβ1. Выбраны условия для возбуждения и регистрации излучения характеристических линий и фонового излучения Ga, Hf и Ta. Время измерения интенсивностей излучения аналитических линий и фона Ga, Hf и Ta: 100 и 80, 200 и 150, 300 и 200 с соответственно. Рассчитаны пределы обнаружения для Ga, Hf и Ta соответственно (в ppm): 1.6, 4.3, 2.6. Для построения градуировочных кривых использовали набор стандартных образцов и приготовленных синтетических смесей. Диапазоны определяемых содержаний составили для Ga, Hf и Ta соответственно (в ppm): 1.6 – 212, 4.3 – 960, 2.6 – 5200. С помощью разработанной методики выполнено количественное определение концентраций Ga, Hf и Ta в 120 образцах редкоземельных руд; диапазон содержаний определяемых элементов составил соответственно (в ppm): 1.6 – 174, 4 – 1950, 2 – 1900.Ключевые слова: рентгенофлуоресцентный анализ, редкоземельные руды, количественное определение содержаний Ga, Hf, Ta, редкоземельные элементы (РЗЭ), наложение линий, способ эмпирических поправокDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2016.20.4.00

РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЙ Cs, Ba, La, Ce и Nd В ГОРНЫХ ПОРОДАХ РАЗНООБРАЗНОГО СОСТАВА

The technique has been developed for the quantification of small cesium concentrations in various types of rocks with the TIGER X-ray wavelength dispersive spectrometer (Bruker AXS, Germany). The optimum conditions have been chosen for detecting the characteristic cesium radiation and background positions. CsLα1- line has been selected as an analytical line. To accurately determine the cesium concentration the contribution of overlapping lines to the experimental intensity of the analytical line has been taken into account. 1-2 g of sample has been pressed into tablet. The conducted metrological studies showed that the accuracy in determining cesium contents for the developed technique meets the requirements set for techniques of III accuracy category. The Cs detection limit calculated on the basis of the CsLα1-line intensity was 3.4 ppm. The correlation analysis was made to validate the accuracy of the results obtained by the use of the developed technique for the Cs quantification and ICP-MS. The article also gives the procedure for the adaptation of the previously developed techniques for the quantification of Ba, La, Ce and Nd using the S4 EXPLORER for the S8 TIGER spectrometer. The parameters and measurement conditions of the analytical lines of determined elements are presented for the S8 TIGER spectrometer. When measuring the analytical line intensities the current was 50 mA instead of 20 mA at the X-ray tube potential of 50 kV. To detect the intensities of Ba and La analytical lines the scintillation detector was replaced by the proportional one. The collimator with an angular divergence 0.17º was used to provide better separation of adjacent lines in measuring the radiation of Ce and Nd analytical lines in the adopted procedure. The detection limit of Ba, La, Ce, and Nd was (in ppm), respectively: 4.3, 2.7, 5.8, 4.7 instead of 5.4, 5.6, 7.3, 5.5. The metrological characteristics of the previously developed and adapted techniques were compared.Key words: X-ray fluorescence analysis of rocks, WDXRF, quantification of Cs, Ba, La, Ce, Nd, overlapping lines, empirical correction method.(Russian)DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2015.19.4.009 E.V. Khudonogova, D.S. Suvorova, A.G. RevenkoInstitute of the Earth's Crust, SB RAS, Irkutsk, Russian FederationПредставлена методика количественного определения малых содержаний цезия, бария, лантана, церия и неодима в различных типах горных пород, разработанная с использованием рентгенофлуоресцентного спектрометра S8 TIGER фирмы Bruker AXS (Германия). Выбраны оптимальные параметры возбуждения и условия регистрации излучения исследуемых элементов. В качестве аналитической использована CsLa1-линия. С целью повышения точности определения содержания Cs учтён вклад постороннего излучения в экспериментальную интенсивность аналитической линии. Анализируемый материал массой 1-2 г прессовали в таблетки с подложкой из борной кислоты. Проведённые метрологические исследования показали, что точность определения содержаний цезия по разработанной методике соответствует требованиям, предъявляемым к методикам III категории точности. Предел обнаружения Cs составил 3.4 ppm. Для подтверждения правильности данных, полученных с использованием разработанной методики определения цезия, проведён корреляционный анализ между полученными результатами с применением РФА и ИСП-МС. В статье представлена информация по адаптации ранее разработанных методик рентгенофлуоресцентного определения Ba, La, Ce, Nd для спектрометра S8 TIGER. Проведено сравнение метрологических характеристик ранее разработанных и адаптированных методик. Предел обнаружения Ba, La, Ce и Nd составил (в ppm), соответственно: 4.3, 2.7, 5.8, 4.7 вместо 5.4, 5.6, 7.3, 5.5. Средние квадратические отклонения результатов определения в зависимости от диапазона концентрации для Ba, La, Ce и Nd составили в (% мас.), соответственно: 6.5-13.6, 6.5-9.9, 5.5-9.7, 2.4-8.9 с использованием спектрометра S8 TIGER вместо 6.4-14.7, 4.6-14.8, 10.8-16.3 с применением спектрометра S4 EXPLORER.Ключевые слова: рентгенофлуоресцентный анализ горных пород, количественное определение содержаний Cs, Ba, La, Ce, Nd, наложение линий, способ эмпирических поправок.DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2015.19.4.00

X-ray fluorescence determination of Cs, Ba, La, Ce, and Nd concentrations in rocks of various compositions

Представлена методика количественного определения малых содержаний цезия, бария, лантана, церия и неодима в различных типах горных пород, разработанная с использованием рентгенофлуоресцентного спектрометра S8 TIGER фирмы Bruker AXS (Германия). Выбраны оптимальные параметры возбуждения и условия регистрации излучения исследуемых элементов. В качестве аналитической использована Cs L a₁-линия. С целью повышения точности определения содержания Cs учтён вклад постороннего излучения в экспериментальную интенсивность аналитической линии. Анализируемый материал массой 1-2 г прессовали в таблетки с подложкой из борной кислоты. Проведённые метрологические исследования показали, что точность определения содержаний цезия по разработанной методике соответствует требованиям, предъявляемым к методикам III категории точности. Предел обнаружения Cs составил 3.4 ppm. Для подтверждения правильности данных, полученных с использованием разработанной методики определения цезия, проведён корреляционный анализ между полученными результатами с применением РФА и ИСП-МС. В статье представлена информация по адаптации ранее разработанных методик рентгенофлуоресцентного определения Ba, La, Ce, Nd для спектрометра S8 TIGER. Проведено сравнение метрологических характеристик ранее разработанных и адаптированных методик. Предел обнаружения Ba, La, Ce и Nd составил (в ppm), соответственно: 4.3, 2.7, 5.8, 4.7 вместо 5.4, 5.6, 7.3, 5.5. Средние квадратические отклонения результатов определения в зависимости от диапазона концентрации для Ba, La, Ce и Nd составили в (% мас.), соответственно: 6.5-13.6, 6.5-9.9, 5.5-9.7, 2.4-8.9 с использованием спектрометра S8 TIGER вместо 6.4-14.7, 4.6-14.8, 10.8-16.3 с применением спектрометра S4 EXPLORER.The technique has been developed for the quantification of small cesium concentrations in various types of rocks with the TIGER X-ray wavelength dispersive spectrometer (Bruker AXS, Germany). The optimum conditions have been chosen for detecting the characteristic cesium radiation and background positions. Cs L α₁- line has been selected as an analytical line. To accurately determine the cesium concentration the contribution of overlapping lines to the experimental intensity of the analytical line has been taken into account. 1-2 g of sample has been pressed into tablet. The conducted metrological studies showed that the accuracy in determining cesium contents for the developed technique meets the requirements set for techniques of III accuracy category. The Cs detection limit calculated on the basis of the Cs L α₁- line intensity was 3.4 ppm. The correlation analysis was made to validate the accuracy of the results obtained by the use of the developed technique for the Cs quantification and ICP-MS. The article also gives the procedure for the adaptation of the previously developed techniques for the quantification of Ba, La, Ce and Nd using the S4 EXPLORER for the S8 TIGER spectrometer. The parameters and measurement conditions of the analytical lines of determined elements are presented for the S8 TIGER spectrometer. When measuring the analytical line intensities the current was 50 mA instead of 20 mA at the X-ray tube potential of 50 kV. To detect the intensities of Ba and La analytical lines the scintillation detector was replaced by the proportional one. The collimator with an angular divergence 0.17º was used to provide better separation of adjacent lines in measuring the radiation of Ce and Nd analytical lines in the adopted procedure. The detection limit of Ba, La, Ce, and Nd was (in ppm), respectively: 4.3, 2.7, 5.8, 4.7 instead of 5.4, 5.6, 7.3, 5.5. The metrological characteristics of the previously developed and adapted techniques were compared

Optimal Spatial Organisation of the Regional Economy: Search for Parameters and Dependencies

Несмотря на активную научную дискуссию, развернувшуюся вокруг ориентиров пространственного развития страны, вопрос о свойствах, которыми должно обладать оптимально организованное пространство, не решен. Проведенное исследование затрагивает один из аспектов этой проблемы, концентрируясь на выявлении тех характеристик оптимальной пространственной организации экономики региона, которые определяются степенью однородности его социально-экономического пространства. Полигоном исследования выступили четыре региона, сопоставимые по площади и параметрам административно-территориального деления, но обладающие хозяйственной спецификой (Краснодарский край, Республика Татарстан, Челябинская и Кемеровская области), а основу методического инструментария составили специальные методы пространственного анализа (методы пространственной автокорреляции, картографического анализа). Рассматриваемые регионы характеризуются разной степенью пространственной неоднородности. Наиболее значительна она в Челябинской области, где на территории двух муниципальных образований проживает 46 % жителей и производится 73 % продукции региона, а межтерриториальный контраст объемов производства максимален (децильный коэффициент - 994,65); также ее масштабы существенны в Республике Татарстан, отличающейся величиной дифференциации муниципальных образований по количеству жителей (значение децильного коэффициента максимально - 42,09) и высоким уровнем фрагментарности пространства (величина глобального индекса Морана для рассматриваемых параметров меньше его математического ожидания). Пространство Краснодарского края является наиболее однородным (децильный коэффициент, характеризующий особенности размещения производства - 131,57, специфику расселения - 14,52) и целостным (пространственная автокорреляция положительная). При этом явной зависимости между масштабами пространственной однородности и результативностью хозяйственной деятельности территориальных систем в краткосрочной перспективе не наблюдается. Полученные результаты свидетельствуют о невозможности использования единой унифицированной модели развития различных территорий и о необходимости применения дифференцированного подхода к определению ориентиров их пространственных трансформаций. Итоги исследования представляют интерес для органов государственного управления, осуществляющих стратегическое управление пространственным развитием территорий, а также определяют перспективность изучения и иных параметров организации пространства - не связанных с уровнем его однородности.The framework guiding the spatial development of the Russian Federation is widely discussed. However, the characteristics of an optimally organised space are yet to be defined. This research focuses on one of the aspects of this problem, aiming to identify the characteristics of the optimal spatial organisation of the regional economy depending on the degree of homogeneity of socio-economic space. We examined four Russian regions comparable in area and administrative-territorial division, but differing in economic activity (Krasnodar Krai, the Republic of Tatarstan, Chelyabinsk Oblast and Kemerovo Oblast). For that purpose, we applied spatial analysis methods: spatial autocorrelation, cartographic analysis. The examined regions are characterised by varying degrees of spatial heterogeneity. It is most significant in the Chelyabinsk Oblast, where 46% of the population lives in the territory of two municipalities that produce 73 % of the regional products. The territories of Chelyabinsk Oblast differ the most in terms of output (R/P is 994.65). The degree of heterogeneity is also high in the Republic of Tatarstan, characterised by the differentiation of municipalities in terms of inhabitants (the maximum R/P is 42.09) and fragmentation of space (the global Moran’s index for the considered parameters is less than its expected value). Krasnodar Krai is the most homogeneous (the production R/P is 131.57, the settlement R/P is 14.52) and integrated territory (spatial autocorrelation is positive). Simultaneously, there is no clear relationship between the degree of spatial homogeneity and the efficiency of economic activity in the regions in the short term. The results show that it is impossible to use a single unified model for the development of various territories. Thus, it is necessary to apply a differentiated approach when determining spatial development guidelines. The obtained results can be used by public authorities in the field of spatial development management. Moreover, they can be used for further research of other parameters of spatial organisation that are not related to its homogeneity.Статья подготовлена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодьх российских ученых МК-3442.2019.6.The article has been prepared with the support of the grant of the President of the Russian Federation for state support of young Russian scientists МК-3442.2019.6

Higgs Bosons and the Indirect Search for WIMPs

We investigated the contribution of the MSSM Higgs bosons produced in the neutralino annihilation in the Earth and Sun to the total WIMPs detection signals. We found that this contribution is very important and results in a lower bound for the muon flux from the Sun of 10^{-7} - 10^{-8} m^{-2} yr^{-1} for neutralinos heavier than 200 GeV. We noticed that due to the SUSY charged Higgs bosons one can expect an energetic tau neutrino flux from the Sun at a level of 10^2 m^{-2} yr^{-1}.Comment: 10 pages, 4 figures. Talk given at Dark2000, Heidelberg, Germany, 10-15 July, 200

Baikal-GVD: status and prospects

Baikal-GVD is a next generation, kilometer-scale neutrino telescope under construction in Lake Baikal. It is designed to detect astrophysical neutrino fluxes at energies from a few TeV up to 100 PeV. GVD is formed by multi-megaton subarrays (clusters). The array construction started in 2015 by deployment of a reduced-size demonstration cluster named "Dubna". The first cluster in its baseline configuration was deployed in 2016, the second in 2017 and the third in 2018. The full scale GVD will be an array of ~10000 light sensors with an instrumented volume of about 2 cubic km. The first phase (GVD-1) is planned to be completed by 2020-2021. It will comprise 8 clusters with 2304 light sensors in total. We describe the design of Baikal-GVD and present selected results obtained in 2015-2017.Comment: 9 pages, 8 figures. Conference proceedings for QUARKS201