Моделирование процесса конденсации инертных газов на поверхности графита и определение плотности потока радона и тепловых нейтронов

• Автор: Камарзаев, Ахмед Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Глава 1. Адсорбция инертных газов на поверхности графита и методы
измерения потока радона и тепловых нейтронов
1.1. Физическая и химическая адсорбция. Адсорбционные силы
1.2. Адсорбция на гладкой поверхности из газовой фазы
1.3. Метод молекулярной динамики для изучения статистических систем и получения уравнения состояния
1.4. Происхождение радона-222, его дочерние продукты распада и методы определения концентрации радона
1.5. Потоки нейтронов космогенного и некосмогенного происхождения и методы их измерения
1.6. Изучение эволюции термодинамической системы методом молекулярной динамики
Глава 2. Моделирование процесса объемной и поверхностной конденсации инертных газов
2.1. Уравнение состояния инертных газов на границе газ-твердое тело
2.2. Связь уравнения Ланжевена с теплообменом между системой термостатом
2.3. Монослойная адсорбция инертных газов на поверхности графита
2.4. Результаты моделирования адсорбции инертных газов на поверхности графита методом молекулярной динамики
2.5. Возможные двумерные структуры, образуемые инертными газами на поверхности графита
2.6. Уравнение состояния инертных газов в присутствии внешнего электрического поля
Глава 3. Метод определения концентрации радона по гамма-спектрам дочерних продуктов распада

3.1 Система дифференциальных уравнений для дочерних продуктов распада радона на фильтре
3.2 Сравнение эксперимента и расчета
3.3 Непрерывный мониторинг радона методом аэрозольных фильтров
Глава 4. Прецизионное измерение потока тепловых и быстрых нейтронов
4.1. Аналитическая модель взаимодействия потока тепловых нейтронов цилиндрическим детектором
4.2. Статистическое моделирование работы нейтронного детектора в конструктиве нейтронного монитора НМ
4.3. Нейтронный счетчик в конструктиве нейтронного монитора
4.4. Совместный мониторинг тепловых нейтронов и радона
Выводы
Список литературы
Изучение процессов конденсации газовой фазы и адсорбции ее компонентов на поверхностях жидких и твердых тел не нашло до настоящего времени аналитического описания в рамках физики неравновесной термодинамики, что связано со сложностью учета многочастичных взаимодействий в современных вариантах кинетической теории. Сложность решения задачи возрастает при рассмотрении двумерных конденсированных систем. Монослой инертного газа на базальной плоскости графита (0001) представляет интерес как двухмерная система с большим разнообразием поверхностных структур и фазовых переходов между ними. Метод молекулярной динамики дает возможность получить для этой системы уравнение состояния, которое удается аппроксимировать ван-дер-ваальсовской зависимостью. Такой подход позволяет выразить критические параметры системы, а именно, температуру, давление и объем через две постоянные Ван-дер-Ваальса. До настоящего времени остается открытым вопрос о корректном учете взаимодействия адсорбированных атомов с подложкой и термостатом.
Для решения этой задачи нами развивается подход, связанный с заменой уравнений движения Ньютона на уравнения Ланжевена путем введения в функцию Лагранжа адатомов диссипативной части. При этом взаимодействие адатомов с термостатом учитывается посредством введения сил трения, направленных вдоль и противоположно скорости в случаях подвода и отвода тепла соответственно. Это также позволяет регуляризовать процедуру решения дифференциальных уравнений, избегая разогрева (охлаждения) системы из-за дискретности численных схем интегрирования.
Решение задачи эманационно-термического анализа для изучения адсорбционных и транспортных характеристик углеродных материалов, исследование прозрачности нанофильтров и молекулярных сит с проточной

10 12 14 16 18
1 2 А2

Рис. 2.6. Уравнение состояния криптона на поверхности графита при р = 0.0224, Т = 65 К .Верхняя кривая соответствует идеальному газу, нижняя
учитывает взаимодействия.

Рис. 2.7. Уравнение состояния криптона на графите при температуре 112 К.