Sub-nanosecond Pulse Generation from a Two-section Laser-thyristor: Theoretical Analysis

We have developed a theoretical model of a two-section laser-thyristor. It is shown that using a 4 µm weakly doped p-base can increase blocking voltage up to 50 V, which makes it possible to generate 2 ns 10 A current pulses. It is demonstrated that the proposed device utilizes passive Q switching to generate high-power short optical pulses that account for up to 80% of output power. By picking the optimal passive section length, we have achieved optical pulses of ∼30 ps full width at half maximum (FWHM) and ∼100 W peak power.     Keywords: pulsed laser, semiconductor N-p-N-i-P heterostructure, laser-thyristor, dynamic model of pulsed lase

Cr/Sc multilayer radiator for parametric EUV radiation in "water-window" spectral range

The results of experimental investigation of parametric radiation generated by 5.7 MeV electrons in a multilayer structure consisting of 100 Cr/Sc bi-layers deposited on a Si[3]N[4] membrane are presented. The multilayer structure was specially created for generation of parametric radiation with photon energy in "water-window" spectral range. First test measurements of angular distributions of radiation have been done and discussed

Мониторинг поломок резцов исполнительного органа горного комбайна по параметрам механических колебаний. Часть 1. Методика исследований

Vibromonitoring is the most methodologically developed and technically equipped with recording tools and data processing approach. However, in the sources of scientific and technical information about mining it is presented much less than other monitoring methods. One of the promising ways to solve this problem, in particular monitoring the breakage of cutting disc cutters of an executive body, is to use parameters of natural oscillations of the parts of gearboxes that occur during impulse loading due to such breakages. It should be noted that in the technically complex equipment of the mining industry, in particular in mining machines, there are many sources of vibration, the vibtaions of which are superimposed on each other. And it is not always possible to isolate and identify the required informative signal with the source. With this in mind the paper presents a research methodology on the possibility of monitoring the breakage of the executive body cutters on the example of the continuous miner “Universal 600” according to the parameters of natural vibrations of the executive body cutting discs arising from the breakage of the cutters. The place of registration of these vibrations is determined – the gearbox handles, on the output shafts of which cutting discs are placed. The frequency of such vibrations is set equal to ~5 Hz. The possibility of using the AGAT-M vibration analyzer with M/AC102-1A vibration sensors as a means of further research has been substantiated in the paper. The paper considers an option of placing vibration sensors on non-rotating gear housings of the executive body drive. An algorithm for recording vibration parameters has been developed, which makes it possible to separate its sources.Вибромониторинг – наиболее методически развитый и технически обеспеченный средствами регистрации и обработки полученных данных подход. Однако в источниках научно-технической информации о горной технике он представлен гораздо реже, чем иные методы мониторинга. Один из перспективных путей решения этой проблемы, в частности мониторинга поломок резцов режущих дисков исполнительных органов, – использование параметров собственных колебаний частей редукторов, возникающих при импульсном нагружении, обусловленном такими поломками. Следует отметить, что в технически сложном оборудовании горной отрасли, в частности в горных комбайнах, существует немало источников вибрации, колебания которых накладываются друг на друга. И не всегда можно выделить и идентифицировать с источником требуемый информативный сигнал. С учетом этого в статье приведена методика исследований о возможности мониторинга поломок резцов исполнительного органа на примере горного комбайна «Универсал 600» по параметрам возникающих при поломке резцов собственных колебаний режущих дисков исполнительного органа. Определено место регистрации этих колебаний – рукояти редуктора, на выходных валах которых размещены режущие диски. Установлена частота таких колебаний, равная ~5 Гц. Обоснована возможность использования в качестве средств дальнейших исследований виброанализатора «АГАТ-М» с датчиками вибрации M/АС102-1А. Рассмотрен вариант размещения датчиков вибрации на невращающихся корпусах редукторов привода исполнительного органа. Разработан алгоритм регистрации параметров вибрации, позволяющий разделить ее источники

Мониторинг поломок резцов исполнительного органа горного комбайна по параметрам механических колебаний. Часть 2. Методика создания системы мобильного мониторинга поломок резцовпо параметрам механических колебаний редуктора с собственной частотой

The development of research in the field of creating a mobile monitoring system for diagnosing the technical condition of mining equipment in terms of mechanical vibration parameters is one of the most science-intensive areas. The paper presents the results of investigations on the possibility of isolating the mechanical vibrations of the handles with a natural frequency  of 5 Hz, which occur with a greater or lesser amplitude in almost all registered spectra, arising from breakages  of cutters on the cutting discs of double-flow drives of the executive body of a mining machine. Therefore, it can be used for operational mobile monitoring of breakages in the cutters of the executive bodies of mining machines. An analysis of vibrations has confirmed the fact that they are transmitted to almost all non-rotating parts of the combine, where they can be registered, which allows them to be used for mobile automated monitoring of cutter breakages on cutting discs. On the example of the combine “Universal-600” it has been found that the most convenient when registering these vibrations from the standpoint of the absence of the need to introduce a signal transmission module from the rotating parts of the combine into the measuring path can be considered the placement of a vibration sensor on the body of the input gearbox of the executive body drive with its orientation in the direction combine movements, where oscillations with a frequency of  5 Hz are prevalent and it is quite simple to isolate them from the low-frequency range using standardized low-frequency one-third octave filters. The paper proposes a technique for creating a system for automated mobile monitoring of cutter breakages based on the parameters of mechanical vibrations of cutting discs with natural frequency. Создание системы мобильного мониторинга для диагностики технического состояния объектов горной техники по параметрам механических колебаний является одним из самых наукоемких направлений. В статье приведены результаты изучения возможности выделения возникающих при поломках резцов на режущих дисках двухпоточных приводов исполнительного органа горного комбайна механических колебаний рукоятей с собственной частотой »5 Гц, которая с большей или меньшей амплитудой присутствует практически во всех зарегистрированных спектрах. Поэтому ее можно использовать для оперативного мобильного мониторинга поломок резцов исполнительных органов горных комбайнов. Анализ колебаний подтвердил, что они передаются практически на все невращающиеся части комбайна, где могут быть зарегистрированы, что позволяет использовать их для мобильного автоматизированного мониторинга поломок резцов на режущих дисках. На примере комбайна «Универсал-600» установлено, что наиболее удобным при регистрации этих колебаний с позиции отсутствия необходимости введения в измерительный тракт модуля передачи сигнала с вращающихся частей комбайна можно считать размещение датчика вибрации  на корпусе входного редуктора привода исполнительного органа с ориентацией его в направлении движения комбайна, где колебания частотой 5 Гц являются превалирующими и их достаточно просто выделить из низкочастотного диапазона с использованием стандартизированных низкочастотных третьоктавных фильтров. Предложена методика создания системы автоматизированного мобильного мониторинга поломок резцов по параметрам механических колебаний режущих дисков с собственной частотой

Supplementary descriptions and DNA barcodes of two rarely encountered Trisetacus species (Eriophyoidea, Phytoptidae) associated with Tertiary relict conifers from the Mediterranean region

New records and supplementary morphological descriptions of two rarely encountered Trisetacus species from Pinaceae, T. abietis Postner 1968 and T. cedri (Nalepa 1920), are reported. Trisetacus abietis was found in Abkhazia under the needle epidermis of Abies nordmanniana (Steven) Spach, a conifer endemic to the mountainous Asian coast of the Black Sea. Trisetacus cedri was found in buds of introduced Cedrus deodara(Roxb. ex D. Don) G. Don in Abkhazia and South Africa. It is the only member of Trisetacus known from Cedrus spp. For the first time we provide sequences of two genes (COI and D1–D2 28S) of T. abietis(MN022221, MN025333) and T. cedri (MN022222, MN022223, MN025334, MN025335), along with microphotographs of the damage caused by these mites on their coniferous hosts. Sequences of D1–D2 28S of T. cedri from Abkhazian and South African populations are identical; COI sequences from different populations differ by only one synonymous substitution in a codon for asparagine. Females of T. abietis have long asymmetrical 8/7-rayed empodia, whereas males have shorter symmetrical 6/6-rayed empodia and shorter solenidia ω I. Similar sexual dimorphism in tarsal appendages was previously reported in Novophytoptus, representing an endoparasitic lineage of phytoptids on monocots. In T. cedri, a “long form” and a “short form” of both males and females were detected, suggesting a complex life cycle in this species. The evolution of Trisetacus is discussed within the broader context of the molecular phylogenies of Pinaceae and Eriophyoidea, including estimations of divergence times.The Russian Foundation for Basic Research; ZIN RAS (project АААА-А19-119020790133-6) and the Russian Science Foundation.https://www.biotaxa.org/saaam2019Forestry and Agricultural Biotechnology Institute (FABI

Тенденции развития компьютерной томографии в Российской Федерации в 2011–2021 гг.

The article presents the analysis of the structure of computed tomography diagnostics according to the forms of the federal state statistical observation (radiation-hygienic passports in 2011–2021, forms № 3-DOZ in 2011-2021 and forms № 30 in 2014–2020) in order to assess the status of CT diagnostics in the Russian Federation and identify the main trends in the development of this type of radiation diagnostics and patient doses. In 2011–2021, there was a sharp development of CT diagnostics in the Russian Federation – an increase in the number of CT examinations per 1000 people (up to a factor of 5.9 – from 32 CT examinations per 1000 people to 189 CT examinations per 1000 people) and the contribution of CT in the collective dose from medical diagnostic exposure (3 times from 26% to 77%). The number of CT examinations per 1 CT device from 2014 to 2019 increased by 2 thousand (52%), and in 2020 by another 1.85 thousand (32% compared to 2019) and reached 7.7 thousand. The increase in the number of CT examinations was mainly due to the increased use of CT equipment. The main contribution to the structure and collective dose of computed tomography in 2021 is made by examinations of chest (58%/65%), abdomen (8%/14%), pelvis and hips (3%/4%), skull and maxillofacial area (18%/7%). In 2011-2021 for chest CT examinations, the average effective dose was in the range from 4.2 to 5.9 mSv per examination, for abdomen – from 6.5 to 9.2 mSv, for pelvis and hips – 5 to 6.7 mSv, for skull and maxillofacial area – 1.5 to 2.4 mSv. The COVID-19 pandemic in 2020-2021 caused a change in the structure of CT examinations and collective dose in the Russian Federation – the chest CT examinations occupied the first place of the contribution to the number of examinations and the collective dose. The number of CT examinations per 1000 people and the contribution of CT to the collective dose from medical diagnostic exposure in the Russian Federation were significantly lower than those in foreign countries (up to a factor of 3.5 in the number of CT examinations per 1000 people and up to a factor of 1.6 of the contribution of CT to the collective dose).В статье представлен анализ структуры компьютерно-томографической диагностики по данным форм федерального государственного статистического наблюдения (радиационно-гигиенических паспортов за период 2011–2021 гг., формы № 3-ДОЗ за период 2011–2021 гг. и формы № 30 за период 2014–2020 гг.) с целью оценки состояния КТдиагностики в Российской Федерации для выявления основных трендов развития данного вида лучевой диагностики и доз облучения пациентов. Результаты анализа показали, что за период с 2011 по 2021 г. наблюдалось значительное развитие КТ-диагностики в Российской Федерации, а именно: увеличение общего числа КТ-исследований в 6 раз с 4,6 млн до 27,6 млн, увеличение числа КТ-исследований на 1000 человек в 5,9 раз (с 32 КТ-исследований до 189 КТ-исследований на 1000 человек) и вклада КТ в коллективную дозу от медицинского диагностического облучения в 3 раза (с 26% до 77%). Число КТ-исследований на 1 КТ-аппарат в год с 2014 по 2019 г. увеличилось на 2 тыс. (52%), а в 2020 г. еще на 1,85 тыс. (32% по сравнению с 2019 г.) и достигло 7,7 тыс. Рост числа КТ-исследований был обусловлен главным образом более интенсивным использованием оборудования для КТ. Основной вклад в структуру и коллективную дозу компьютерной томографии на 2021 г. вносят исследования органов грудной клетки (58%/65%), органов брюшной полости (8%/14%), таза и бедра (3%/4%), черепа и челюстно-лицевой области (18%/7%). За период с 2011 по 2021 г. для КТ-исследований органов грудной клетки средняя эффективная доза находились в диапазоне от 4,2 до 5,9 мЗв за исследование, для органов брюшной полости – от 6,5 до 9,2 мЗв, для таза и бедра – 5 до 6,7 мЗв, для черепа и черепно-лицевой области – 1,5 до 2,4 мЗв. Несмотря на пандемию COVID-19 и ассоциированный с ней рост КТ-диагностики в Российской Федерации, частота проведения КТ-исследований и вклад компьютерной томографии в коллективную дозу остаются более низкими по сравнению с зарубежными странами (до 3,5 раза по числу КТ-исследований на 1000 человек и до 1,6 раза по вкладу КТ в коллективную дозу)

Сравнительная оценка доз облучения и радиационных рисков у обучающихся и сотрудников некоторых детских учреждений Ленинградской области в зависимости от методов и подходов к измерению содержания радона в воздухе помещений

According to the annual information packet “Radiation exposure doses to the population of the Russian Federation”, internal exposure to radon has been the main contributor to the annual dose for the population for many years. The paper presents results of a comparative assessment of doses and health risks for students (pupils) and employees of four educational institutions in the Kingiseppsky district of the Leningrad region due to exposure to radon and its progeny. Evaluation of the doses and risks was based on results of instant and long-term measurements of indoor radon concentrations published earlier. Individual annual effective doses to students (pupils) and employees due to exposure to radon while in the building of an educational institution, calculated on the basis of the results of instant measurements of radon EEC, ranged from 0.34 to 4.87 mSv/year for different institutions. However, calculation on the basis of the results of long-term measurements of radon concentration resulted in the dose values 2-4 times higher (from 1.40 to 14.79 mSv/year). These results do not reflect the real exposure scenario, since solid-state nuclear track detectors were exposed continuously, including nights, weekends and holidays (i.e. periods of actual absence of people in the buildings of the educational institutions). Based on the results of instant measurements of radon EEC, the contribution of radon and its progeny to the individual annual effective dose due to all natural sources of ionizing radiation to students (pupils) and employees was 59% (2.21 mSv/year) in the kindergarten of Opol’e, 61% (2.41 mSv/year) in the kindergarten of Falileevo, 82% (6.81 mSv/year) in the school of Falileevo, and 82% (7.11 mSv/year) in the school of Bol’shaya Pustomerzha. According to the classification established in sanitary rules and norms OSPORB 99/2010, the exposure of students and employees of the surveyed schools is classified as “increased” (from 5 to 10 mSv/year) when using the results of instant measurements of radon EEC, and is classified as “high” when using the results of long-term measurements of radon concentration (more than 10 mSv/year). The average individual lifetime risk of radon-induced lung cancer death (based on the results of instant measurements of radon EEC) for students (pupils) and employees was 3.8∙10–4 in the kindergarten of Opol’e, 4.1∙10–4 in the kindergarten of Falileevo, 1.2∙10–3 in the school of Falileevo, and 1.2∙10–3 in the school of Bol’shaya Pustomerzha. However, calculation on the basis of the results of long-term measurements of radon concentration resulted in the risk values from 1.5 to 2.4 times higher. The results obtained can be used to improve the method of monitoring of indoor radon concentration in existing operated public buildings in the Russian Federation, which in turn will make it possible to obtain correct values of doses and health risks.По данным ежегодного информационного сборника «Дозы облучения населения Российской Федерации», в течение многих лет основным дозообразующим фактором для населения является внутреннее облучение за счет ингаляции изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов распада. В статье приведены результаты сравнительной оценки доз внутреннего облучения и радиационных рисков у обучающихся и сотрудников 4 детских учреждений Кингисеппского района Ленинградской области за счет ингаляции изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов распада в различных сценариях облучения, основанные на опубликованных ранее результатах измерений содержания радона в воздухе помещений экспрессным и интегральным методами. Индивидуальные годовые эффективные дозы внутреннего облучения обучающихся и сотрудников за счет ингаляции изотопов радона при нахождении в здании детского учреждения, рассчитанные на основе результатов экспрессных измерений эквивалентной равновесной объемной активности изотопов радона, составляют от 0,34 до 4,87 мЗв/год для разных учреждений. Однако при расчете аналогичных доз облучения на основе результатов интегральных измерений объемной активности радона были получены значения в 2–4 раза выше (от 1,40 до 14,79 мЗв/год), что не соответствует реальному сценарию облучения, поскольку трековые детекторы экспонировались непрерывно, включая ночное время, выходные дни и каникулярный период (т.е. периоды фактического отсутствия людей в зданиях детских учреждений). Вклад изотопов радона и их дочерних продуктов распада в индивидуальную годовую эффективную дозу облучения обучающихся и сотрудников детского сада д. Ополье за счет всех природных источников ионизирующего излучения при использовании результатов экспрессных измерений содержания радона составил 59% (2,21 мЗв/год), детского сада д. Фалилеево – 61% (2,41 мЗв/год), школы д. Фалилеево – 82% (6,81 мЗв/год), школы д. Большая Пустомержа – 82% (7,11 мЗв/год). Таким образом, при использовании результатов экспрессных измерений содержания радона в воздухе помещений детских учреждений облучение учащихся и сотрудников обследованных школ по классификации ОСПОРБ 99/2010 является повышенным, а при использовании результатов интегральных измерений – высоким (более 10 мЗв/год). Значение среднего индивидуального пожизненного риска смерти от радон-индуцированного рака легкого (на основе результатов измерений содержания радона в воздухе помещений детских учреждений экспрессным методом) для обучающихся и сотрудников детского сада д. Ополье составило 3,8∙10–4, детского сада д. Фалилеево – 4,1∙10–4, школы д. Фалилеево – 1,2∙10–3, школы д. Большая Пустомержа – 1,2∙10–3, а использование в расчетах результатов измерения содержания радона в воздухе помещений детских учреждений интегральным методом приводит к увеличению показателей риска от 1,5 до 2,4 раз. Полученные данные могут быть использованы для усовершенствования методики радиационного контроля содержания радона в воздухе помещений эксплуатируемых общественных зданий в Российской Федерации, что в дальнейшем позволит получать корректные значения доз облучения и радиационных рисков

Влияние пандемии COVID-19 на структуру лучевой диагностики и коллективные дозы населения Российской Федерации при медицинском облучении в 2020 г.

Computed tomography has become the main method of early diagnostics of COVID-19 during the pandemic of the novel coronavirus infection. Based on results of computed tomography of the chest it is possible to diagnose viral pneumonia associated with COVIS-19, to quickly assess the lung damage volume and severity of changes, to perform quick routing of patients and to start antiviral treatment. Hence, 2020 was associated with a rapid increase in the number of computed tomography examinations with corresponding changes in the structure of X-ray diagnostics. The aim of the current study was to evaluate the impact of the pandemic of the novel coronavirus infection on the structure of X-ray diagnostics and collective doses from medical exposure in the Russian Federation in 2019-2020. The study was based on the results of analysis of the federal state statistical surveillance forms №3-DOZ and №30 as well as on the data on Covid-19 morbidity in the regions of the Russian Federation. The results of the study indicate that there were no significant changes in the structure of X-ray diagnostics in 2020 compared to 2019 except for the increase in the number of computed tomography examinations. Their contribution to the total number of X-ray examinations has increased to 8,2% in 2020 compared to 4,6% in 2019. Contribution of other imaging modalities to the total number of X-ray examinations has not changed significantly. In 2020 the number of X-ray examinations decreased by 20% in average, varying from 6% for diagnostic nuclear medicine to 42% for interventional examinations. At the same time, the number of computed tomography examinations has rapidly increased by 60%. The structure of collective dose from medical exposure has significantly changed in 2020. Contribution of computed tomography to the collective dose in 2020 accounted for to 74% compared to 57% in 2019. Contribution of other imaging modalities has decreased by the factor of 1,5-2. Contribution of radiography examinations has decreased to 10,5% compared to 19% in 2019. Collective doses have correspondingly decreased by 20-30% for all imaging modalities except for computed tomography. Collective dose from computed tomography has increased by 71% compared to 2019. The number of all X-ray examinations in the Russian Federation has decreased by 12%: from 294 million in 2019 to 258 million in 2020. Collective dose from medical exposure has rapidly increased in 2020 by 30% to 115 thousand man. -Sv compared to 88 thousand man. -Sv in 2019. In average, in regions of the Russian Federation in 2020 each second computed tomography examination has been performed as a part of COVID-19 diagnostics with 2,3 computed tomography examinations per person infected with COVID.Компьютерная томография в период пандемии новой коронавирусной инфекции COVID-19 стала основным методом ранней первичной диагностики COVID-19. По результатам компьютерной томографии органов грудной клетки возможно предположить диагноз вирусной пневмонии, вызванной COVID-19, быстро оценить объем поражения легочной ткани и степень тяжести изменений, проводить быструю маршрутизацию пациентов и начинать противовирусную терапию. Таким образом, 2020 г. охарактеризовался резким ростом числа компьютерных томографий на фоне изменения структуры лучевой диагностики. Целью данной работы являлась оценка степени влияния эпидемии новой корона- вирусной инфекции COVID-19 на структуру лучевой диагностики и коллективные дозы населения Российской Федерации от медицинского облучения в период 2019–2020 гг. Для этого были проанализированы формы федеральной государственной статистической отчетности № 3-ДОЗ и № 30, а также статистические данные о заболеваемости COVID-19 в субъектах Российской Федерации. Результаты исследования показали, что структура лучевой диагностики в 2020 г. существенно не изменилась по сравнению с 2019 г., за исключением роста числа выполненных компьютерных томографий, вклад которых в число рентгенорадиологических исследований вырос с 4,6% в 2019 г. до 8,2% в 2020 г. Вклад всех остальных методов лучевой диагностики в общее число рентгенорадиологических исследований значимо не менялся. В 2020 г. число всех рентгенологических исследований сократилось в среднем на 20%: от 6% для радионуклидной диагностики до 42% для интервенционных исследований. На фоне этого выделяется резкий рост числа компьютерно-томографических исследований на 60%. Структура коллективной дозы от медицинского облучения в 2020 г. значительно изменилась. Вклад компьютерной томографии в коллективную дозу в 2020 г. составил 74% (57% в 2019 г.) на фоне сокращения вклада всех остальных рентгенорадиологических исследований в 1,5–2 раза, в первую очередь рентгенографических (10,5% в 2020 г. по сравнению с 19% в 2019 г.). Коллективные дозы также снизились на 20–30% для всех видов лучевой диагностики, за исключением компьютерной томографии. Коллективная доза от компьютерной томографии выросла на 71% по сравнению с 2019 г. В целом, в Российской Федерации число всех диагностических рентгенорадиологических процедур сократилось на 12%: с 294 млн в 2019 г. до 258 млн в 2020 г. Коллективная доза от медицинского облучения в 2020 г. резко увеличилась на 30% до 115 тыс. чел.-Зв (в 2019 г. – 88 тыс. чел.-Зв.). В среднем по субъектам Российской Федерации в 2020 г. каждая вторая компьютерная томография органов грудной клетки была выполнена в связи с COVID-19. При этом в среднем на 1 заболевшего COVID-19 приходилось 2,3 КТ органов грудной клетки

РАДИАЦИОННАЯ ОБСТАНОВКА В ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ СУБЪЕКТАХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПОСЛЕ АВАРИИ НА АЭС «ФУКУСИМА-1» ПО ДАННЫМ ВЕСЕННЕ-ЛЕТНИХ ОБСЛЕДОВАНИЙ 2011 ГОДА

The paper presents analysis of radiological survey data in the Far Eastern territories of the Russian Federation performed by experts of Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-being (Rospotrebnadzor) Administrations and Federal Health Organizations "Centers of Hygiene and Epidemiology" of the Rospotrebnadzor in cooperation with the Saint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene, in the time period from March to June 2011. The authors present preliminary assessment for contribution of the fallout carried by air currents from the Fukushima nuclear power plant in contamination of surveyed areas and population exposure doses.В работе представлен анализ данных радиологического обследования территорий Дальневосточных субъектов Российской Федерации, выполненных специалистами Управлений и ФГУЗ «Центры гигиены и эпидемиологии» Роспотребнадзора совместно с Санкт-Петербургским научно-исследовательским институтом радиационной гигиены в период с марта по июнь 2011 года. Произведена предварительная оценка вклада выпадений, перенесенных с воздушными потоками с АЭС «Фукусима-1», в радиоактивное загрязнение обследованных территорий и доз облучения населения