Анализируются спектрально-угловые характеристики поляризованного черенковского излучения релятивистских частиц в кварцевом стекле в ультрафиолетовом, оптическом и терагерцовом спектральных диапазонах при наклонном влете в мишень. Излучение, генерируемое в тонких кварцевых мишенях, может найти применение как для создания монохроматических направленных источников излучения в различных спектральных диапазонах, так и для диагностики угловых характеристик пучков ускоренных релятивистских частиц. Ключевые слова: черенковское излучение, переходное излучение, релятивистские частицы, кварцевое стекло.

The features in the scattering of accelerated neutral atoms during sliding interactions with crystalline surfaces are discussed. Particular attention is paid to the phenomenon of Rainbow Scattering of neutral atoms upon their reection from an oriented crystalline surface. The physical causes of the eects and the possibility of reconstructing from the experimental data the two-particle polarization and dynamic ion-atom interaction potentials are considered.

На основе уравнений макроскопической электродинамики рассмотрены спектрально-угловые характери-стики электромагнитного излучения, возникающего при прохождении быстрых заряженных частиц через погло-щающую среду конечных размеров. Исследовано изменение углового распределения излучения при переходе через порог излучения Вавилова – Черенкова, проанализирован вклад возникающего переходного излучения при высоких энергиях частиц и спектральные характеристики излучения Вавилова – Черенкова в рентгеновском диа-пазоне частот. DOI: 10.17223/00213411/62/3/31

AbstractSpecific features of the angular distributions of accelerated neutral nitrogen atoms at the grazing angles of incidence on the Al(001) crystal surface have been investigated by the computer simulation method. The N–Al pair interaction potential is approximated by the three-parameter Morse potential with the energydependent coefficients. The angular distributions of scattered atoms have been simulated taking into account the interaction between atoms and several atomic layers in the lattice and the atomic displacement during thermal oscillations. The parameters of the pair potential of accelerated neutral nitrogen atoms in the energy range from 10 to 70 keV have been determined according to the best agreement between the calculated dependence of the rainbow scattering angle on the energy of particles incident on the crystal surface and the available experimental data.

Анализируется способ идентификации зарядовых распределений релятивистских многозарядных ионов, заключающийся в регистрации углового распределения черенковского излучения ионов с предварительным разделением по скоростям ионов с разными зарядами во внешней мишени с большим зарядовым числом. В результате при влете пучка ионов в черенковский радиатор разные заряды будут излучать под разными углами к направлению движения ионов, а интенсивность излучения будет пропорциональна доле ионов с заданным зарядом в пучке.

The contribution of spallation reactions on protons and neutrons to the production of the cosmogenic isotope 7Be is analyzed on the basis of calculations of a nuclear-electromagnetic cascade in the atmosphere in the analytical model PARMA, along with its latitude and altitude dependences. It is shown that the main contribution to 7Ве production comes from the reaction 14N7(n, X)7Be4. It is determined that 7Ве production increases as one approaches the poles. Results of the PARMA model are in overall agreement with earlier empirical and semi-empirical models.

The content and the seasonal behavior of the natural radionuclide 40K in the lower atmosphere of the industrial center (for example, the city of Rostov-on-Don, Russia) have been made. The 40K activity concentration in the atmospheric aerosols was determined by the instrumental gamma spectrometry radionuclide analysis. The content of 40K in atmospheric aerosols of Rostov-on-Don is in the range from 1.8 to 95.5 µBq/m3. The behavior of 40K (average for the period 2002–2011) in the lower atmosphere of the region differs by maximum in summer (June to October) and a minimum in winter. Such seasonal variation is typical for many radionuclides in the atmosphere of different regions in the world. The content of 40K in fractions of a roadside dust and atmospheric aerosols has been evaluated. The contents of 40K in an aerosol and dust roadside is close to mean contents for soils of Rostov region.

Проведена оценка мощности эквивалентной дозы гамма-излучения природных и урбанизированных территорий Ростовской области, Краснодарского края и республики Адыгея. Представленные результаты в целом соответствуют среднемировым значениям гамма-фона. В отдельных районах были выявлены отклонения от типичных значений. Приведено объяснение полученных результатов для природных и урбанизированных территорий. В районах проведения исследований на территории республики Адыгея были обнаружены аномалии, в которых измеренные значения сильно отличались от средних показателей. Оценены годовые значения эквивалентной дозы для исследованных территорий. На основании полученных сведений был сделан вывод о необходимости дальнейших радиоэкологических наблюдений в данном регионе. Подчеркнута важность работы по выявлению радиоактивных аномалий с целью предотвращения получения излишней дозовой нагрузки населением.

A systematic study of the content and vertical distribution of natural (40K, 210Pb, 224Ra, 226Ra, 232Th, 234Th, 238U) radionuclides in the soil several districts of the Rostov region (Volgodonsk, Azov, Aksay, Tsimljansky, Zimovnikovskogo, Dubovsky and Rodionovo-Nesvetaiskaya) in the period 2000-2011 years are performed. Radionuclide instrumental soil composition was determined by gamma spectrometry using standard techniques and selection of preparing soil samples for measurement. Found that in most cases the total radionuclide content corresponds to the natural level and is characteristic of the region´s soil research. The distribution of natural radionuclides in the soil, mostly uniform. The maximum concentration of radionuclides of the uranium series recorded in chernozems and chestnut soils, the minimum in alluvial soils.

Проведены исследования особенностей сезонного поведения 7Be, используемого в качестве трассера при изучении и описании различных экологических и метеорологических процессов в приземной атмосфере г. Ростова-на-Дону. Приведенные данные охватывают вторую половину 23-го (2001–2007 гг.) и первую половину 24-го (2007–2011 гг.) циклов солнечной активности. Установлено, что содержание (объемная активность) 7Ве в атмосферных аэрозолях варьируется в пределах от 0,025 до 27,0 мБк/м3 при среднем содержании за все время наблюдений 5,107 мБк/м3, при этом наблюдаются максимум в весенне-летний период и минимум – в осенне-зимний. Полученные зависимости подтверждают наличие процессов вымывания радиоактивных аэрозолей из атмосферы осадками и обратную зависимость среднегодовой концентрации 7Ве от солнечной активности. Данные результаты являются характерными для средних широт и умеренно-континентального климата.

Dynamic effects that have been recently discovered in the rainbow scattering of neutral atoms from crystal surfaces at grazing incidence are interpreted. It is shown that these features can be explained by the electron drag of scattered atomic particles near the crystal surface.

Special features of reflection of neutral atoms from crystal surfaces are considered in the case of grazing incidence. It is shown that polarization effects and the long-range part of the potential of interaction of ions with atomic chains and planes can play an important role in describing processes of reflection of atoms from the surface. The analysis in this paper shows that the polarization of accelerated neutral atoms in the case of grazing incidence on the surface can lead to the formation of bound surface states. The threshold condition for the angle of arrival of atoms at the plane at which the capture by such states is possible is obtained.

The effect of charge exchange processes on the angular distributions of quasi-isotropic beams of multiply charged ions passed through oriented crystals has been numerically simulated and the recently found effects of cooling and heating of the ion beams have been interpreted.

Correlation phenomena occurring in Cherenkov radiation are considered which are related to fluctuations of the charge states of multiply charged accelerated ions in a medium. The additional correlation contribution to the radiation is determined by the root-mean-square deviation of the ion charge from its equilibrium value and is responsible for the nonzero radiation yield in the event that the threshold condition is not fulfilled. Numerical estimates of the radiation yield of heavy ions in the optical and X-ray frequency ranges are given.