Infant's leukemia in Belarus before and after Chernobyl

В докладе обсуждается заболеваемость лейкозами новорожденных Беларуси в 1979-2010 г. После аварии на ЧАЭС(в 1986-1992 гг.) установлено кратковременное повышение заболеваемости острой лейкемией детей в возрасте 0-1 лет. Наиболее вероятной причиной его явилось внутриутробное обучение новорожденных. В соответствии с результатами анализа значение избыточного радиационного риска (ERR) заболеваемости лейкозами у новорожденных Беларуси составило 1208/Sv (95% CI oт 19,4 до 2940/Sv)

Кинетика пиролиза древесной биомассы в изотермических условиях

The paper discusses the results of a kinetic study of the pyrolysis of woody biomass (ordinary oak wood – Quercus robur) under static conditions at temperatures of 673, 773 and 873 K. In experiments, biomass samples weighing about 1.4 g were kept in a heating furnace for a certain period, after which their residual weight was measured and the degree of decomposition achieved was determined. A total of 7 series of experiments were performed: two series each at temperatures of 673 and 873 K and three series at a temperature of 773 K. The obtained results were analyzed in the framework of a single-stage chemical reaction (one-step global model), leading to a loss of the initial mass. It was established that from the phenomenological point of view, the pyrolysis of woody biomass under experimental conditions corresponds to the sigmoidal reaction model by Avarami–Erofeev with an exponent n ranging from 0.508 to 0.985. The use of the results of the first series of experiments led to an activation energy value of 57.2 kJ/mol and a pre-exponential factor value of 38 s–1. The other series of experiments gave an activation energy value of 64.9 kJ/mol and a preexponential factor value of 130 s–1. It is shown that the use of these values of the activation energy and the preexponential factor leads to agreement of the calculated values of the degree of decomposition of the studied biomass samples with the experimental ones in the range of values of the degree of decomposition from 0 to 1. The data presented in this work contribute to a more complete understanding of the kinetics of pyrolysis of biomass, which is necessary for the development of effective equipment for the thermochemical processing of vegetable raw materials.Обсуждаются результаты кинетического исследования пиролиза древесной биомассы (древесина дуба обыкновенного – Quercus robur) в статических условиях при температурах 673, 773 и 873 К. В опытах образцы массой порядка 1,4 г выдерживались в нагревательной печи на протяжении некоторого промежутка времени, после чего измерялась их остаточная масса и определялась достигнутая степень разложения. Всего выполнено семь серий опытов: по две серии при температурах 673 и 873 К и три серии при температуре 773 К. Полученные результаты анализировались в рамках одностадийной химической реакции, приводящей к потере исходной массы. Установлено, что с феноменологической точки зрения пиролиз древесной биомассы в условиях опытов соответствует сигмоидальной реакционной модели Аврами–Ерофеева с показателем степени n, изменяющимся в пределах от 0,508 до 0,985. Анализ результатов первых серий опытов привел к значению энергии активации, равному 57,2 кДж/моль, и значению предэкспоненциального фактора, равному 38 с–1. Другие серии опытов дали значение энергии активации, равное 64,9 кДж/моль, и значение предэкспоненциального фактора, равное 130 с–1. Показано, что использование этих значений энергии активации и предэкспоненциального фактора приводит к согласию расчетных значений степени разложения изученных образцов биомассы с экспериментальными в интервале значений степени разложения от 0 до 1. Представленные в работе данные способствуют более полному пониманию кинетики пиролиза биомассы, что необходимо для разработки эффективного оборудования для термохимической переработки растительного сырья

Measurements of Extended Magnetic Fields in Laser-Solid Interaction

Magnetic fields generated from a laser-foil interaction are measured with high fidelity using a proton radiography scheme with in situ x-ray fiducials. In contrast to prior findings under similar experimental conditions, this technique reveals the self-generated, Biermann-battery fields extend beyond the edge of the expanding plasma plume to a radius of over 3.5 mm by t=+1.4 ns, a result not captured in state-of-the-art magneto-hydrodynamics simulations. An analysis of two mono-energetic proton populations confirms that proton deflection is dominated by magnetic fields far from the interaction (>2 mm) and electric fields are insignificant. Comparisons to prior work suggest a new physics mechanism for the magnetic field generation and transport in laser-solid interactions.Comment: 9 pages, 8 figure

Energy transfer from colloidal nanocrystals into Si substrates studied via photoluminescence photon counts and decay kinetics

We use time-resolved photoluminescence (PL) kinetics and PL intensity measurements to study the decay of photoexcitations in colloidal CdSe/ZnS nanocrystals grafted on SiO 2 − Si substrates with a wide range of the SiO 2 spacer layer thicknesses. The salient features of experimental observations are found to be in good agreement with theoretical expectations within the framework of modification of spontaneous decay of electric-dipole excitons by their environment. Analysis of the experimental data reveals that energy transfer (ET) from nanocrystals into Si is a major enabler of substantial variations in decay rates, where we quantitatively distinguish contributions from nonradiative and radiative ET channels. We demonstrate that time-resolved PL kinetics provides a more direct assessment of ET, while PL intensity measurements are also affected by the specifics of the generation and emission processes

Time evolution of stimulated Raman scattering and two-plasmon decay at laser intensities relevant for shock ignition in a hot plasma

Laser–plasma interaction (LPI) at intensities 1015–1016 W cm2 is dominated by parametric instabilities which can be responsible for a significant amount of non-collisional absorption and generate large fluxes of high-energy nonthermal electrons. Such a regime is of paramount importance for inertial confinement fusion (ICF) and in particular for the shock ignition scheme. In this paper we report on an experiment carried out at the Prague Asterix Laser System (PALS) facility to investigate the extent and time history of stimulated Raman scattering (SRS) and two-plasmon decay (TPD) instabilities, driven by the interaction of an infrared laser pulse at an intensity 1:2 1016 W cm2 with a 100 mm scalelength plasma produced from irradiation of a flat plastic target. The laser pulse duration (300 ps) and the high value of plasma temperature (4 keV) expected from hydrodynamic simulations make these results interesting for a deeper understanding of LPI in shock ignition conditions. Experimental results show that absolute TPD/SRS, driven at a quarter of the critical density, and convective SRS, driven at lower plasma densities, are well separated in time, with absolute instabilities driven at early times of interaction and convective backward SRS emerging at the laser peak and persisting all over the tail of the pulse. Side-scattering SRS, driven at low plasma densities, is also clearly observed. Experimental results are compared to fully kinetic large-scale, two-dimensional simulations. Particle-in-cell results, beyond reproducing the framework delineated by the experimental measurements, reveal the importance of filamentation instability in ruling the onset of SRS and stimulated Brillouin scattering instabilities and confirm the crucial role of collisionless absorption in the LPI energy balance

Guided electromagnetic discharge pulses driven by short intense laser pulses:Characterization and modeling

Strong electromagnetic pulses (EMPs) are generated from intense laser interactions with solid-density targets and can be guided by the target geometry, specifically through conductive connections to the ground. We present an experimental characterization by time- and spatial-resolved proton deflectometry of guided electromagnetic discharge pulses along wires including a coil, driven by 0.5 ps, 50 J, 1019 W/cm2 laser pulses. Proton-deflectometry allows us to time-resolve first the EMP due to the laser-driven target charging and then the return EMP from the ground through the conductive target stalk. Both EMPs have a typical duration of tens of ps and correspond to currents in the kA-range with electric-field amplitudes of multiple GV/m. The sub-mm coil in the target rod creates lensing effects on probing protons due to both magnetic- and electric-field contributions. This way, protons of the 10 MeV-energy range are focused over cm-scale distances. Experimental results are supported by analytical modeling and high-resolution numerical particle-in-cell simulations, unraveling the likely presence of a surface plasma, in which parameters define the discharge pulse dispersion in the non-linear propagation regime.</p

Экспериментальное исследование кинетики термического разложения белорусских доломитов

Results of the experimental study of the kinetics of thermal decomposition of natural Belarusian dolomites are discussed. А kinetic equation of this process in the conditions of the performed experiments is determined. The energy activation and pre-exponential factor of the Arrhenius equation corresponding to the established kinetic equation are determined.Обсуждаются результаты экспериментальных исследований кинетики термического разложения природных доломитов Беларуси. Определено кинетическое уравнение, описывающее процесс термического разложения в условиях опытов. Определены энергия активации и предэкспоненциальный фактор аррениусовской зависимости, соответствующие установленному кинетическому уравнению

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ КАРБОНИЗАЦИИ ОКСИДА КАЛЬЦИЯ В ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

The results of experimental studies of kinetics of the reaction CaO + CO2 = CaСО2 performed at isothermal conditions at temperatures of 773, 873, 973 and 1123 K are being discussed. Pyrolysis gas, containing approximately 14.5% vol. of CO2 was fed during the experiments into the reaction zone, which housed the sample of calcinated dolomite. The extent of the reaction was determined from the weight gain of the sample kept at a constant temperature. Analysis of the data has shown that the kinetics of the CaO carbonation reaction is characterized by typical periods of heterogeneous processes, such as periods of induction, reaction acceleration and deceleration. The rate-determining step of the overall process for small degrees of conversion is a chemical reaction of CaO and CO2 . Activation energy and pre-exponential factor of the Arrhenius equation were estimated for this stage on the basis of the performed study. They are 29.6 kJ / mol and 0.36·10–1 min-1 (6.0·10–3 s-1 ) respectively. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований кинетики реакции СаО + СО2 = СаСО2 , выполненные в изотермических условиях при температурах 773, 873, 973 и 1123 К. В опытах пиролизный газ, содержащий примерно 14,5 мас.% СО2 , подавался в реакционную зону, в которой размещался образец отожженного доломита. Степень протекания реакции определялась по приросту массы образца, выдерживаемого при постоянной температуре. Анализ полученных данных показал, что кинетика карбонизации СаО характеризуется наличием типичных для гетерогенных процессов периодов, таких как индукция, ускорение и замедление. Для малых степеней превращения стадией, определяющей скорость суммарного процесса, является химическое взаимодействие СаО и СО2 . Для данной стадии на основании выполненного исследования определены энергия активации (29,6 кДж/моль) и предэкспоненциальный фактор аррениусовской зависимости (0,36·10–1 мин-1 или 6,0·10–3 с-1).

Экспериментальное и расчетное исследования пиролиза биомассы в цилиндрическом реакторе

The article features an experimental study of thermally thin biomass samples (beech wood particles 17×8×6 mm) pyrolysis in a laboratory scale batch reactor. The reactor was a cylindrical steel body with internal diameter of 200 mm and height of 500 mm. The temperature of a lateral surface of the cylinder during the experiment was being kept constant (550 °C) due to electrical heating. The initial loading of the apparatus was about 4 kg with moisture content of about 14 % by weight. During the experiment, the temperature values of the material being pyrolyzed were recorded at two points of the radial coordinate, viz. at the wall of the apparatus and on its axis. A one-dimensional numerical model of the nonstationary process of biomass conversion (heat and mass transfer in combination with the Avrami – Erofeev reaction model) has been proposed and verified. The reactor is represented as a set of a countable number of cylindrical layers, considered as cells (representative meso-volumes) with an ideal mixing of the properties inside. The cylindrical surfaces that form cells are considered to be isothermal. The size of the cells is chosen to be sufficiently large in comparison with the individual particles of the layer, which makes it possible to consider the temperature field inside the cell volume as monotonic. The evolution of the temperature distribution over the radius of a cylindrical reactor is determined on the basis of a difference approximation of the process of non-stationary thermal conductivity. The calculated forecasts and experimental data showed a good agreement, which indicates the adequacy of the developed mathematical model of pyrolysis and makes it possible to recommend it for engineering calculations of biomass pyrolysis. This model can also be useful in improving the understanding of the basic physical and chemical processes occurring in the conditions of biomass pyrolysis.В статье представлено экспериментальное исследование пиролиза термически тонких частиц биомассы (березовая щепа 17´8´6 мм) в лабораторном аппарате периодического действия. Реактор установки имеет вид стального цилиндра с внутренним диаметром 200 мм и высотой 500 мм. Во время эксперимента температура наружной боковой поверхности аппарата поддерживалась постоянной (550 °C) за счет электрического нагрева. Масса начальной загрузки составляла около 4 кг при влагосодержании материала порядка 14 % по массе. В процессе эксперимента фиксировались значения температур материала в двух точках радиальной координаты: у стенки аппарата и на его оси. Предложена и верифицирована одномерная численная модель нестационарного процесса конверсии биомассы (тепломассообмена, совмещенного с реакционной моделью Аврами – Ерофеева). Реактор представлен как набор из счетного числа цилиндрических слоев, рассматриваемых как ячейки (представительные мезообъемы) с идеальным перемешиванием свойств внутри. Цилиндрические поверхности, образующие ячейки, считаются изотермическими. Размер ячеек выбран достаточно большим по сравнению с отдельными частицами слоя, что позволяет считать температурное поле внутри объема ячейки монотонным. Эволюция распределения температуры по радиусу цилиндрического реактора определяется на основе разностной аппроксимации процесса нестационарной теплопроводности. Расчетные прогнозы и экспериментальные данные показали хорошее соответствие, что свидетельствует об адекватности разработанной математической модели и позволяет рекомендовать ее для проведения инженерных расчетов пиролиза биомассы. Данная модель может оказаться полезной и в отношении углубления понимания основных физических и химических процессов, протекающих в условиях пиролиза биомасс