Новые интернет-ресурсы для изучения и использования ядерных реакций
, C. Ю. Комаров, ,
Центр данных фотоядерных экспериментов, Научно-исследовательский институт ядерной физики им. , Московский государственный университет им. , г. Москва
Научный сервис с использованием Интернет в любой области знаний представляет собой систему созданных для удаленных пользователей возможностей эффективной подготовки, организации и проведения разнообразных научных исследований, а также обработки и использования их результатов на основе достижений и разработок отдельных ученых и организаций, которыми конкретные пользователи на своем компьютере (в данный момент) не располагают.
В Центре данных фотоядерных экспериментов НИИЯФ МГУ для обеспечения такого научного сервиса создана [1 – 3, 5] универсальная электронная справочная система по атомным ядрам и ядерным реакциям (Web-сервер ЦДФЭ – http://depni. sinp. ***** или http://depni. npi. msu. su). Система основана на работах в рамках международной Сети [4] Центров ядерных данных (СЦЯД – Nuclear Data Centres Network) под руководством Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) и представляет собой систему нескольких больших реляционных баз ядерных данных и поисковых систем, в основном не имеющих аналогов. Основу электронной справочной системы составляют база данных по атомным ядрам [3], которая содержит всю накопленную информацию (около 150 Мб) обо всех (свыше 2500) известных в настоящее время ядрах, и база данных по ядерным реакциям, содержащая огромное количество (100000 публикаций, 1000000 наборов данных, около 500 Мб) характеристик (выходы и сечения реакций, энергетические, угловые, зарядовые, массовые распределения продуктов реакций, параметры радиоактивных распадов и др.) ядерных реакций под действием фотонов, нейтронов, заряженных частиц и тяжелых ионов, а также – радиоактивных распадов. Поисковые системы обеих баз данных, созданные (с использованием CGI-сценариев и языков программирования СИ++ и Perl) на основе адаптированной к Интернет СУБД MySQL, позволяют организовать быстрый поиск информации по многим признакам и/или их сочетаниям. В число таких признаков поиска для оригинальной полной реляционной базы данных по ядерным реакциям под действием фотонов, нейтронов, заряженных частиц и тяжелых ионов (Nuclear Reaction Database (EXFOR – Exchange FORmat) [1 – 3, 5] входят не только традиционные сведения о публикации, но и характеристики условий выполненного эксперимента и самих экспериментальных результатов:
- ядро мишень (отдельно для заряда Z и массового числа A);
- налетающая частица;
- вылетающие частицы или процесс (упругое и/или неупругое рассеяние, полное поглощение и т. д.);
- ядро продукт (отдельно для заряда Z и массового числа A);
- исследованная характеристика реакции;
- область энергии налетающей частицы;
- область углов вылета частиц-продуктов;
- экспериментальная установка;
- метод измерений;
- использованный детектор;
- библиографическая ссылка;
- фамилия любого автора работы;
- институт (лаборатория), в котором выполнен эксперимент.
Для ввода каждого из перечисленных параметров поиска предусмотрены специальные формы, для выбора вариантов – выпадающие меню.
Пользователь имеет возможность, просмотрев отобранные данные в графическом и табличном виде, используя стандартные средства Web-браузера, транспортировать их на свой компьютер. Электронная справочная система по ядрам и ядерным реакциям позволяет оперативно решать широкий круг задач подбора данных по совокупности многих признаков. Кроме того, она обеспечивает возможности для эффективного решения [5] многих задач исследовательского характера, которые иными способами решены быть не могут.
В дополнение к ранее описанным [1 – 3, 5] возможностям научного сервиса, предоставляемым удаленным пользователям на основе полной реляционной базы данных по ядерным реакциям под действием фотонов, нейтронов, заряженных частиц и тяжелых ионов (Nuclear Reaction Database (EXFOR – Exchange FORmat) был создан новый оригинальный инструмент научного сервиса в области физики ядерных реакций – "Калькулятор значений порога и энергии реакции" (Calculator for Nuclear Reaction Threshold and Energy Values). Калькулятор позволяет быстро и точно рассчитывать значения следующих очень важных энергетических характеристик любых (на любых ядрах мишенях, под действием любых налетающих частиц и для любого количества любых комбинаций вылетающих частиц) ядерных реакций:
- энергия реакции, определяемая разностью масс частиц во входном (ядро мишени (М1) и налетающая частица (М2)) и выходном (конечное ядро и все вылетающие частицы (SUM))
E-REACT = (M1 + M2 – SUM)*C**2,
- энергетический порог, то есть энергия, которую должна иметь налетающая частица, чтобы соответствующая реакция могла осуществляться
E-THR = [(SUM + M1 + M2)*(SUM – M1 – M2) / (2*M1)]*C**2.
Для расчета обеих энергетических характеристик использован хорошо известный и широко применяемый международный массив данных [6] о массах ядер, которые представлены в другой реляционной базе Web-сервера ЦДФЭ ("Параметры основных состояний ядер" – Nucleus Ground State Parameters) [1].
Данные об энергетических характеристиках некоторых ядерных реакций, время от времени включаются в определенные систематики, например [6 – 8], входят в некоторые базы данных, доступные через Интернет, например, "Пороги наиболее важных фотоядерных реакций" (Main Photonuclear Reaction Thresholds) на Web-сервере ЦДФЭ, однако интерактивный калькулятор с такими возможностями не имеет аналогов.
ЛИТЕРАТУРА:
1. , , C. В.Иванов, , . Реляционные базы данных об атомных ядрах и ядерных реакциях в Интернет для исследований в области ядерной физики и смежных областях науки и техники. Труды Всероссийской научной конференции "Научный сервис в сети Интернет". Новороссийск, 24 – 29 сентября 2001 г. ISBN -1. Издательство Московского университета, Москва 2001, стр. 19 – 21.
2. I. N.Boboshin, V. V.Varlamov, E. M.Ivanov, S. V.Ivanov, N. N.Peskov, M. E.Stepanov, V. V.Chesnokov. Relational Nuclear Databases upon the MSU INP CDFE Web-site and Nuclear Data Centres Network CDFE Activities. Report on the IAEA Consultant's Meeting on the Co-ordination of Nuclear Reaction Data Centres (Technical Aspects), 28 – 30 May 2001, Vienna, Austria. INDC(NDS)-427, IAEA NDS, Vienna, Austria, 2001, pp. 49 – 61.
3. I. N.Boboshin, V. V.Chesnokov, E. M.Ivanov, M. E.Stepanov, A. V.Varlamov, V. V.Varlamov. Photon and Charge Particle Reactions and Nuclear Structure Data Bases Upon the MSU INP CDFE Web-site. International Conference on Nuclear Data for Science and Technology. Embracing the Future at the Beginning of the 21st Century (October 7 – 12, 2001). Tsukuba, Japan, Abstracts, Japan Atomic Energy Research Institute, 2001, p. 13-P-1.
4. V. G.Pronyaev. The Nuclear Data Centres Network. IAEA Nuclear Data Section, INDC(NDS)-401, IAEA, Vienna, Austria, 1999.
5. , , . Ядерно-физические исследования и электронные информационные ресурсы в Интернет. Технологии информационного общества – Интернет и современное общество: материалы Всероссийской объединенной конференции. Санкт-Петербург, 20 – 24 ноября 2000 г., - СПб., 2000, ISBN -1, с. 102. Математическая морфология. Электронный математический и медико-биологический журнал – Смоленск: СГМА, 2000, Т. 3, вып. 3, URL: http://www. *****/user/sgma/MMORPH/N-6html/VARLAMOV/varlamov. htm
6. G. Audi, A. H.Wapstra. The 1995 Update to the Atomic Mass Evaluation. Nucl. Phys., A
7. E. G.Fuller, H. Gerstenberg. Photonuclear Data – Abstracts Sheets 1955 – 1982. NBSIR 83-2742, USA NBS, 1986.
8. , , . Фотоядерные данные 1976 – 1995. Указатель. Издательство Московского университета, 1996.
