Transport model for hot positrons in layered structures

The transport of hyperthermal, monoenergetic (≤10-eV) positrons injected in metal bilayer structures is investigated. The transport is modeled using the Boltzmann equation and the two-flux approximation. Analyzing reported experimental data in terms of the developed model enables us to separate the different scattering channels and to estimate the mean free paths for these events. Our study is the first quantitative treatment of hot positrons, and the extracted transport parameters agree with theoretical predictions.Peer reviewe

Электрохимическое хром-алмазное покрытие

Приведены основные закономерности и результаты нанесения электрохимических хром-алмазных покрытий с детонационными наноалмазами различных типов и наноалмазами статического синтеза. Исследована кинетика процесса, состояние наноалмазов в универсальном электролите хромирования, показано влияние наноалмазов на микро- и макроструктуру, физико-меха–ни–ческие свойства хром-алмазных покрытий, морфологию поверхности покрытий, возможность использования модифицированной алмазосодержащей шихты. Проведено сопоставительное хромирование с детонационными наноалмазами различных производителей, достигнута микротвердость 1400 кГ/мм², износостойкость возросла в 6 раз, коррозионная стойкость увеличена более чем в 8 раз.Наведено основні закономірності та результати нанесення електрохімічних хром-алмазних покриттів з детонаційними наноалмазами різних типів і наноалмазами статичного синтезу. Досліджено кінетику процесу, стан наноалмазів в універсальному електроліті хромування, показано вплив наноалмазів на мікро- і макроструктуру, фізико-механічні властивості хром-алмазних покриттів, морфологію поверхні покриттів, можливість використання модифікованої алмазовмісної шихти. Проведено порівняльне хромування з детонаційними наноалмазами різних виробників, досягнуто мікротвердість 140 кГ/мм², зносостійкість зросла в 6 разів, корозійна стійкість збільшена більш ніж у 8 разів.In the given work basic regularities and results of deposition of electrochemical chrome-diamond coatings with detonation nanodiamonds of different sorts and static synthesis nanodiamonds have been presented. Kinetics of the process and state of nanodiamonds in universal chrome-plating electrolyte have been investigated; an influence of the nanodiamonds on micro- and macro structure, physical-mechanical properties of chrome-diamond coatings, morphology of coating surface, and usability of modified diamond-containing blend have been demonstrated, chrome-plating processes based of detonation nanodiamonds of different producers have been compared. Microhardness of 1400 kG/mm² has been reached, wearresistance 6-fold increased, corrosion rose more than 8 time

Vacancy recovery and vacancy-hydrogen interaction in niobium and tantalum studied by positrons

Positron-lifetime measurements in electron-irradiated pure Nb and Ta show that monovacancy migration occurs at 220 and 260 K, respectively. Hydrogen impurities can be bound to vacancies, as is experimentally observed in Ta at 70 K after low-temperature α-particle irradiation. The vacancy-hydrogen complex formation shifts the vacancy migration to higher temperatures. Vacancy-hydrogen complexes retain the capability to trap positrons. Theoretical calculations performed for hydrogen and positron states at vacancies are in agreement with experimental findings.Peer reviewe

Temperature dependence of positron trapping at voids in metals

We report positron-lifetime measurements in void-containing aluminum samples, which show strong temperature dependence for the positron trapping probability. A theory is presented for the positron motion and trapping in a three-dimensional array of large voids, which compares favorably with the experimental data. It is shown that at low temperatures the trapping is transition limited and strongly temperature dependent with a crossover to diffusion-limited and weakly-temperature-dependent behavior at high temperatures.Peer reviewe

Влияние состава водной бронировки заряда из сплава тротила с гексогеном на выход и качество детонационного наноалмаза и алмазной шихты при детонационном синтезе

Приведены факторы детонационного синтеза, определяющие выход детонационных наноалмазов, алмазной шихты и их качество. Описано влияние такого важного фактора, как состав бронировки (оболочки) заряда взрывчатого вещества. Рассмотрены три различных варианта подрыва заряда взрывчатого вещества – газовый, водный, ледяной, их преимущества и недостатки. Показано влияние состава смесей водных растворов различных веществ (органических и неорганических) на результат детонационного синтеза.Наведено фактори детонаційного синтезу, що визначають вихід детонаційних наноалмазів, алмазної шихти та їх якість. Описано вплив такого важливого чинника, як склад бронювання (оболонки) заряду вибухової речовини. Розглянуто три різні варіанти підриву заряду вибухової речовини – газовий, водний, крижаний, їх переваги і недоліки. Показано вплив складу сумішей водних розчинів різних речовин (органічних і неорганічних) на результат детонаційного синтезу.This paper presents the factors of detonation synthesis, determining detonation nanodiamonds and the diamond blend yield and their quality We describe the effect of such an important factor as the composition of armor protection (shell) of the explosive charge. We consider three different ways of undermining an explosive charge – gas, water, ice, their advantages and disadvantages. We also shows the influence of the aqueous solutions composition of various mixtures of substances (organic and inorganic) on detonation synthesis result in details

Влияние состава бронировки стандартного заряда тротил–гексоген (50/50) на содержание примесей в детонационных наноалмазах

Рассмотрена возможность влияния на выход детонационных наноалмазов (ДНА), алмазосодержащей шихты (АШ), содержание и состав несгораемых примесей в АШ и ДНА изменения состава водной бронировки классического заряда тротил-гексоген (50/50). В качестве соединений, влияющих на указанные параметры, использовали гидразин, уротропин, аммиак, мочевину, Трилон Б, аминотетразол и борную кислоту. Оптимальным по комплексу параметров оказался уротропин; в результате получен максимальный выход ДНА (6,9%) и АШ (13,4%); близкий выход АШ и ДНА получен при использовании в бронировке гидразина и мочевины. При использовании в бронировке борной кислоты существенно сократилась номенклатура элементов примесей в АШ и ДНА при приемлемом выходе АШ (11,1%) и ДНА (6,13%).Розглянуто можливість впливу на вихід детонаційних наноалмазів (ДНА), алмазовмістної шихти (АШ), вміст і склад неспалених домішок в АШ і ДНА зміни складу водного бронювання класичного заряду тротил-гексоген (50/50). В якості з'єднань, що впливають на зазначені параметри, використовували гідразин, уротропін, аміак, сечовину, Трилон Б, амінотетразол і борну кислоту. Оптимальним за комплексом параметрів виявився уротропін; в результаті отримано максимальний вихід ДНА (6,9%) і АШ (13,4%); близький вихід АШ і ДНА отриманий при використанні в бронюванні гідразину і сечовини. При використанні в бронюванні борної кислоти істотно скоротилася номенклатура елементів домішок в АШ і ДНА при прийнятному виході АШ (11,1%) і ДНА (6,13%).The paper considers the possibility to influence the yield of detonation nanodiamonds (DND), diamond blend (DB), the content and composition of incombustible impurities in DB and DND by changing the aqueous armoring composition of the classical charge TNT-RDX (50/50 As the compounds influencing the above parameters were used: hydrazine, urotropin, ammonia, urea, Trilon B, aminotetrazole and boric acid. Optimal for the complex of parameters was the use of urotropine, the maximum yield of DND (6.9%) and DB (13.4%) was obtained, a close yield of DB and DND was obtained when hydrazine and urea were used in the armoring. The use of boric acid in armor protection can significantly reduce the nomenclature of impurity elements in the DB and DND with an acceptable yield of DB (11.1%) and DND (6.13%). Using clean water for booking is not effective

High-Intensity and High-Brightness Source of Moderated Positrons Using a Brilliant gamma Beam

Presently large efforts are conducted towards the development of highly brilliant gamma beams via Compton back scattering of photons from a high-brilliance electron beam, either on the basis of a normal-conducting electron linac or a (superconducting) Energy Recovery Linac (ERL). Particularly ERL's provide an extremely brilliant electron beam, thus enabling to generate highest-quality gamma beams. A 2.5 MeV gamma beam with an envisaged intensity of 10^15 s^-1, as ultimately envisaged for an ERL-based gamma-beam facility, narrow band width (10^-3), and extremely low emittance (10^-4 mm^2 mrad^2) offers the possibility to produce a high-intensity bright polarized positron beam. Pair production in a face-on irradiated W converter foil (200 micron thick, 10 mm long) would lead to the emission of 2 x 10^13 (fast) positrons per second, which is four orders of magnitude higher compared to strong radioactive ^22Na sources conventionally used in the laboratory.Using a stack of converter foils and subsequent positron moderation, a high-intensity low-energy beam of moderated positrons can be produced. Two different source setups are presented: a high-brightness positron beam with a diameter as low as 0.2 mm, and a high-intensity beam of 3 x 10^11 moderated positrons per second. Hence, profiting from an improved moderation efficiency, the envisaged positron intensity would exceed that of present high-intensity positron sources by a factor of 100.Comment: 9 pages, 3 figure

Процесс электрохимического осаждения цинка в присутствии модифицированных бором детонационных наноалмазов

Исследовано влияние детонационных наноалмазов, легированных при детонационном синтезе бором (ДНА–бор), на процесс электрохимического осаждения цинка из цинкатного электролита. Показано, что рассеивающая способность (равномерность покрытия) увеличивается в 2–4 раза в зависимости от концентрации ДНА–бор, электропроводность электролита не меняется, коррозионная стойкость Zn–ДНА–бор-покрытия увеличивается (по токам коррозии) в 2,6 раза в 3 %-ном растворе NaCl и в 3 раза в климатической камере.Досліджено вплив детонаційних наноалмазов, легованих при детонаційному синтезі бором (ДНА–бор), на процес електрохімічного осадження цинку з цінкатного електроліту. Показано, що розсіювальна здатність (рівномірність покриття) збільшується в 2–4 рази в залежності від концентрації ДНА–бор, електропровідність електроліту не змінюється, корозійна стійкість Zn–ДНА–бор-покриття збільшується (за струмами корозії) в 2,6 рази в 3 %-ому розчині NaCl і в 3 рази в кліматичній камері.The effect of detonation nanodiamonds, doped with boron (boron–DND) in detonation synthesis on the process of zinc electrochemical deposition from zincate electrolyte is investigated. It is shown that the scattering power (coating uniformity) increases 2–4 times (depending on the concentration of DND–boron electrolyte conductivity does not change, the corrosion resistance of Zn–DND–boron coating increases 2.6 times in 3 % NaCl solution (corrosion currents) and 3 times in the climatic chamber

Исследование дефектов и примесей в допированных детонационных наноалмазах методами ЭПР, РД и КРС

Исследованы спектроскопическими методами (электронным парамагнитным резонансом, рентгеновской дифракцией и комбинационным рассеянием света) образцы детонационных наноалмазов, модифицированных в момент синтеза введением допирующих элементов различными способами. Впервые косвенно показано присутствие центров Р1 в кристаллах детонационных наноалмазов. Рассмотрены природа и распределение спинов, наблюдаемых методом электронного парамагнитного резонанса, состав фаз и размер области когерентного рассеяния, рентгеновская плотность исследуемых образцов детонационных наноалмазов.Досліджено спектроскопічними методами (електронним парамагнітним резонансом, рентгенівською дифракцією і комбінаційним розсіюванням світла) зразки детонаційних наноалмазів, модифікованих в момент синтезу введенням допіруючих елементів різними способами. Вперше побічно показано присутність центрів Р1 в кристалах детонаційних наноалмазів. Розглянуто природу і розподіл спінів, що спостерігали методом електронного парамагнітного резонансу, склад фаз і розмір області когерентного розсіювання, рентгенівську щільність досліджуваних зразків детонаційних наноалмазів.Samples of detonation nanodiamonds modified during the synthesis by adding doping elements in various ways have been studied by spectroscopic methods (electron paramagnetic resonance, Raman scattering, and X-ray diffraction). For the first time, the presence of P1 centers in detonation nanodiamond crystals has been indirectly demonstrated. The authors discuss the nature and distribution of spins as observed by the electron paramagnetic resonance, the composition of phases and size of the coherent scattering region, and crystal density (calculated by the X-ray method) of the detonation nanodiamond samples at hand

Инфракрасные спектры алмазов различного генезиса и способов очистки

Сопоставлены ИК-спектры алмазов различного генезиса, как природных, так и искусственных – детонационного, динамического и статического синтеза, подвергнутых очистке в различных условиях. Показано, что в ИК-диапазоне имеются полосы поглощения при 421, 945, 1022, 2854, 2920 и 3368 см⁻¹, характерные для большинства исследованных образцов. Установлено, что независимо от генезиса алмазов при их очистке с использованием серной кислоты в ИК-спектрах присутствуют полосы поглощения связей S–S, C–S, а после очистки в азотной кислоте – связей C–N. Подтверждено наличие функциональных групп C–H и –ОН.Зіставлено ІЧ-спектри алмазів різного генезису, як природних, так і синтетичних – детонаційного, динамічного і статичного синтезу, очищених в різних умовах. Показано, що в ІЧ-спектральному діапазоні є частоти, при яких поглинає більшість досліджених зразків (421, 945, 1022, 2 854, 2 920 і 3368 см⁻¹). Встановлено, що незалежно від генезису алмазів при їх очищенні з використанням сірчаної кислоти в ІЧ-спектрах присутні смуги поглинання зв’язків S–S, C–S, а після очищення в азотній кислоті – зв’язків C–N. Підтверджено наявність функціональних груп C–H і –ОН.The authors compare IR spectra of diamonds of different origins, both natural and synthetic ones − produced by detonation, dynamic, and static syntheses, and subjected to purifying treatment under various conditions. It is shown that in the IR-spectral range there are absorption bands at 421, 945, 1022, 2854, 2920, and 3368 cm⁻¹, which are typical of the majority of the samples studied. Whatever the origin of diamonds, their IR spectra have been found to contain absorption bands of S–S, C–S bonds (upon treatment with sulfuric acid), and C–N bonds (after treatment with nitric acid). The presence of functional C–H and –OH groups has been confirmed