Применения атмосферной оптической связи на объектах атомной энергетики (2023)
Проведен анализ перспектив применения на объектах использования атомной энергии атмосферных оптических линий связи. Показано, что современные российские терминалы атмосферной связи позволяют реализовать высокоскоростной обмен данными внутри периметра атомных и тепловых электростанций, а также обеспечить внешний резервный канал связи, защищенный по технологии квантового распределения ключей. Представлена методика для оценки целесообразности использования атмосферной оптической связи на объектах использования атомной энергии, и на основе многолетних метеорологических наблюдений в районе размещения Курской АЭС построены графики доступности атмосферной лазерной
связи. Показана высокая перспективность применения атмосферной лазерной связи на объектах использования атомной энергии и промышленных комплексах, расположенных в центральном и южных ФО России.
The analysis of the prospects for the use of atmospheric optical communication lines on the territory of the nuclear facilities was carried out. It is shown that modern Russian atmospheric communication terminals make it possible to implement high-speed data exchange within the perimeter of a nuclear power plant, as well as to provide an external backup communication channel protected by quantum key distribution technology. A tech-nique for assessing the feasibility of using atmospheric optical communication at nuclear power plants is presented. Based on long-term meteorological observations for the Kursk nuclear power plant, graphs of the availability of atmospheric communication are constructed
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.51368/2307-4469-2023-11-6-530-539
В настоящее время для проверки зрелости технологии, выявления основных тенденций в конкретной научной области с успехом при-меняются методики наукометрического анализа [10]. Для оценки общего потенциала технологий АОЛС был проведен анализ потока научно-технической литературы на вре-менном отрезке с 2010 по 2022 годы с использованием инструментов анализа базы данных SCOPUS. При этом в область поиска включа-лись рецензируемые издания и патенты, индексируемые в БД SCOPUS (https://www.scopus.com). Поиск проводился по ключевым словам, в которых должна содержаться фраза «free space optical communication» (оптическая связь в свободном пространстве). В дальнейшем, были использованы инструменты анализа БД для выделения публикаций с наибольшим числом цитирований, а также авторов, организаций и стран с наибольшим вкладом в публикационную активность по тематике АОЛС. Анализ обзорных и исследовательских статей с наибольшим уровнем цитирований за последние 5 лет позволил вы-делить основные платформы, на которых строятся наиболее эффективные АОЛС.
The analysis of the prospects for the use of atmospheric optical communication lines on the territory of the nuclear facilities was carried out. It is shown that modern Russian
atmospheric communication terminals make it possible to implement high-speed data
exchange within the perimeter of a nuclear power plant, as well as to provide an external backup communication channel protected by quantum key distribution technology. A tech-nique for assessing the feasibility of using atmospheric optical communication at nuclear power plants is presented. Based on long-term meteorological observations for the Kursk nuclear power plant, graphs of the availability of atmospheric communication are con-structed. High prospects for the use of atmospheric laser communication at industrial power complexes located in the central and southern federal districts of Russia are shown.
Список литературы
- Ghorbanian M. et al. / IEEE Systems Journal. 2019. Vol. 13. № 4. P. 4001–4014.
- Abrahamsen F. E., Ai Y., Cheffena M. / Sensors. 2021. Vol. 21. № 23. P. 8087.
- Xi W. et al. / Energy Reports. 2020. Vol. 6. P. 580–587.
- Trichili A. et al. / JOSA B. 2020. Vol. 37. № 11.
P. A184–A201. - Chowdhury M. Z. et al. / IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2020. Vol. 22. № 2. P. 930–966.
- Sangeetha R. G., Hemanth C., Jaiswal I. / Optik. 2022. Vol. 254. P. 168675.
- Боев А. А., Воробей С. С., Казанцев С. Ю., Кер-
носов М. Ю., Колесников О. В., Кузнецов С. Н., Миро-нов Ю. Б., Паршин А. А., Рудавин Н. В. / Письма в журнал технической физики. 2022. Т. 48. № 15. С. 15–18. - Bolotov D. V., Kazantsev S. Y., Pchelkina N. V., Kuznetsov S. N., Kernosov M. Y. / 2023 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunica-tion Systems (WECONF). – St. Petersburg, 2023. Р. 1–5.
doi: 10.1109/WECONF57201.2023.10148017 - Petrenko A., Maksimov A., Katalevich A. / Nu-clear Engineering and Design. 2022. Vol. 386. P. 111547.
- Машковцева Л. С., Болотов Д. В., Казанцев С. Ю., Колесников О. В., Миронов Ю. Б., Се-люков А. С. / Научно-техническая информация. Серия 1: Организация и методика информационной работы. 2022. № 1. С. 22–31.
- http://www.moctkom.ru/optical-ground-stations
- Kernosov M. Yu., Kuznetsov S. N., Ognev B. I., Parshin A. A. / Photonics. 2020. Vol. 14. № 5. P. 424–437.
- Uysal M. Optical Wireless Communications. – Springer, 2016.
- Ayoub A., Gjorgiev B., Sansavini G. / Energy. 2018. Vol. 160. P. 1133–1143.
- Wang X. et al. / Scientific Reports. 2023. Vol. 13. № 1. P. 11171.
- Криксунов Л. З. Справочник по основам ИК-техники. – М.: Советское радио,1978.
- Архив погоды в Курске / Восточном (аэро-порт), METAR (rp5.ru)
- Материалы обоснования лицензии на осу-ществление деятельности в области использования атомной энергии «размещение энергоблока № 3 Курской АЭС-2» Книга 3 Предварительные материалы оценки воздействия на окружающую среду энерго-блока № 3. KUR34-MOLR03-BDB0003, https://курчатовский-район.рф/board/650-materialy-ovos-i-mol-i-oprosnyi-list-po-energobloku-4-kurskoi-aes-2.html
- Zargar A., Kodkani A., Peris A., Clare E. et al. / International Journal of Thermofluids. 2022. Vol. 14. P. 100139.
- Ghorbanian M. et al., IEEE Systems Journal 13 (4), 4001–4014 (2019).
- Abrahamsen F. E., Ai Y. and Cheffena M., Sensors 21 (23), 8087 (2021).
- Xi W. et al., Energy Reports 6, 580–587 (2020).
- Trichili A. et al., JOSA B 37 (11), A184–A201 (2020).
- Chowdhury M. Z. et al., IEEE Communications Surveys & Tutorials 22 (2), 930–966 (2020).
- Sangeetha R. G., Hemanth C. and Jaiswal I., Optik 254, 168675 (2022).
- Boev A. A., Vorobey S. S., Kazantsev S. Y., Kernosov M. Y., Kolesnikov O. V., Kuznetsov S. N., Mironov Y. B., Parshin A. A. and Rudavin N. V., Technical Physics Letters 48, 11–14 (2022).
https://doi.org/10.21883/TPL.2022.08.55051.19192 - Bolotov D. V., Kazantsev S. Y., Pchelkina N. V., Kuznetsov S. N. and Kernosov M. Y. 2023 Wave Elec-tronics and its Application in Information and Telecom-munication Systems (WECONF). St. Petersburg, 2023, pp. 1–5
[in Russian]. doi: 10.1109/WECONF57201.2023.10148017 - Petrenko A., Maksimov A. and Katalevich A., Nuclear Engineering and Design 386, 111547 (2022).
https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2021.111547 - Mashkovtseva L. S., Bolotov D. V., Kazantsev S. Y., Kolesnikov O. V., Mironov Y. B. and Selyukov A. S., Scientific and technical information. Series 1: Organiza-tion and methodology of information work, (2022), pp. 22–31 [in Russian]. doi: 10.36535/0548-0019-2022-01-3
- http://www.moctkom.ru/optical-ground-stations
- Kernosov M. Yu., Kuznetsov S. N., Ognev B. I. and Parshin A. A., Photonics 14, 424–437 (2020).
https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2020.14.5.424.436 - Uysal M., Optical Wireless Communications, Springer, 2016.
- Ayoub A., Gjorgiev B. and Sansavini G., Energy 160, 1133–1143 (2018).
- Wang X. et al., Scientific Reports 13 (1), 11171 (2023).
- Kriksunov L. Z., Handbook on the basics of IR technology, Moscow, Soviet radio, 1978 [in Russian].
- Kursk / Vostochny (airport) weather archive, METAR (rp5.ru)
- Materials justifying the licence for activities in the field of atomic energy use. “Nuclear unit № 3 of the Kursk II NPP”. Book 3. Preliminary materials of envi-ronmental impact assessment of nuclear unit № 3. KUR34-MOLR03-BDB0003, https://курчатовский-район.рф/
board/650-materialy-ovos-i-mol-i-oprosnyi-list-po-energobloku-4-kurskoi-aes-2.html - Zargar A., Kodkani A., Peris A., Clare E. et al., International Journal of Thermofluids 14, 100139 (2022). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2022.100139
Выпуск
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Осипов К. А., Варюхин А. Н., Захарченко В. С., Гелиев А. В.
Эквивалентная электрическая схема сверхпроводников с учетом магнитной и инерционных индуктивностей для сверхпроводящих и нормальных электронов
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Туриков В. А.
Параметрический распад и трансформация мод при взаимодействии лазерного излучения с плазмой в неоднородном магнитном поле
491
Костров А. В., Галка А. Г.
Особенности генерации и распространения низкочастотного электромагнитного излучения промышленными линиями электропередач
496
Гавриш С. В., Киреев С. Г., Потапенко А. О., Шашковский С. Г.
Исследование характеристик импульсного источника УФ‑излучения на основе короткодугового разряда в ксеноне
503
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Вильдяева М. Н., Демидов С. С., Демидова Ю. С., Климанов Е. А., Скребнева П. С., Хлызова У. Д.
Влияние кислородных преципитатов на темновой ток кремниевых фотодиодов
511
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Лесков М. Б., Квеглис Л. И., Сакенова Р. Е., Масанский О. А.
Возникновение локализованных микрообластей при экстремальных воздействиях в марганцовистых сталях
515
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Трухачев А. В., Болтарь К. О., Мансветов Н. Г., Седнев М. В., Трухачева Н. С., Зубкова Е. Н., Прахов Н. В.
Исследование профиля краевой металлизации оптически прозрачных окон, формируемого методом магнетронного напыления
522
Казанцев С. Ю., Кузнецов С. Н., Максимов А. Ю., Пчелкина Н. В.
Применения атмосферной оптической связи на объектах атомной энергетики
530
Телегин А. М.
Исследование конструкций датчиков для регистрации параметров высокоскоростных микрочастиц в тракте ускорителя (обзор)
540
ПЕРСОНАЛИИ
Юбилей Сергея Алексеевича Майорова
553
Юбилей Намика Гусейновича Гусейн‑заде
554
ИНФОРМАЦИЯ
Сводный перечень статей, опубликованных в журнале «Успехи прикладной физики» в 2023 г.
555
XXVII Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения
559
GENERAL PHYSICS
Osipov K. A., Varyukhin A. N., Zakharchenko V. S., Geliev A.V.
Equivalent electrical circuit of superconductors taking into account magnetic and inertial inductances for superconducting and normal electrons
473
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
Turikov V. A.
Parametric decay and mode transformation in the interaction of laser radiation with plasma in an inhomogeneous magnetic field
491
Kostrov A.V., Galka A. G.
Features of generation and propagation of low-frequency electromagnetic radiation by industrial power lines
496
Gavrish S. V., Kireev S. G., Potapenko A. O., Shashkovsky S. G.
Investigation of the characteristics of a pulsed UV radiation source based on a short‑arc discharge in xenon
503
PHOTOELECTRONICS
Vildyaeva M. N., Demidov S. S., Demidova Yu. S., Klimanov E. A., Skrebneva P. S., Khlyzova U. D.
The effect of oxygen precipitates on the dark current of silicon photodiodes
511
PHYSICAL MATERIALS SCIENCE
Leskov M. B., Kveglis L. I., Sakenova R. E., Masansky O. A.
The occurrence of localized microblasts under extreme influences in manganese steels
515
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
Trukhachev A.V., Boltar K. O., Mansvetov N. G., Sednev M. V., Trukhacheva N. S., Zubkova E. N., Prakhov N. V.
Investigation of the edge metallization profile of optically transparent windows formed by magnetron sputtering
522
Kazantsev S. Yu., Kuznetsov S. N., Maksimov A. Yu., Pchelkina N. V.
Applications of atmospheric optical communication at nuclear power facilities
530
Telegin A.M.
Investigation of sensor designs for recording parameters of high-speed microparticles in the accelerator path (review)
540
PERSONALITIES
Anniversary of Sergei Alekseevich Mayorov
553
Anniversary of Namik Huseynovich Huseyn‑zadeh
554
information
A summary list of articles published in the journal “Successes of Applied Physics” in 2023
555
XXVII International Scientific and Technical Conference on Photoelectronics and Night Vision Devices
559
Rules for authors
Другие статьи выпуска
Исследуется процесс формирования краевой металлизации на входных окнах (германиевых, кремниевых и других дисках), используемых для ввода принимаемого светового потока фотоприемником, находящимся в защитном герметичном корпусе. В работе представлены результаты экспериментального исследования зависимости профиля краевой металлизации Ge дисков, формируемого магнетронным напылением, от конструктивных параметров загрузочного устройства. Представлены варианты конструкций загрузочных устройств. Экспериментально показано влияние толщины на профили краевой металлизации элементов конструкции загрузоч-ного устройства, маскирующих диски при напылении.
Проведено сравнение распределений темновых токов, времени жизни неосновных носителей заряда и микродефектов, выявляемых селективным травлением. Показано, что основной причиной повышенных темновых токов и пониженной фото-чувствительности в кремниевых фотодиодах, изготовленных на кремнии n-типа, изготовленным методом Чохральского, являются генерационно-рекомбинационные процессы на мелких окисных преципитатах.
Для описания переходных процессов при возбуждении токов в сверхпроводниках как при постоянной, так и переменной электродвижущей силе источника тока введе-ны инерционные индуктивности для сверхпроводящих и нормальных электронов
и в эквивалентной электрической схеме в соответствии с двухжидкостной моделью сверхпроводников. В работе представлена эквивалентная электрическая схема сверхпроводников с учетом магнитной и инерционных индуктивностей, которая позволяет оценивать тепловыделение в высокотемпературных сверхпроводниках при переменных токах за счет возбуждения нормальных электронов. Показано, что пренебрежение теми или иными инерционными индуктивностями или приводит к физическим противоречиям с имеющимися экспериментальными данными по сверхпроводникам при переменных токах. Кроме того, в работе получено, что в общем случае суммарная индуктивность для обычных
(несверхпроводящих) проводников с током должна представляться как последовательное соединение магнитной индуктивности, связанной с изменением магнитно-го потока, и инерционной индуктивности для нормальных электронов
Приведен обзор различных конструкций датчиков для регистрации параметров микрочастиц в тракте ускорителей, с помощью которых моделируют воздействие микрометеороидов и частиц космического мусора на элементы конструкции космического аппарата. Более подробно рассмотрена модель цилиндрического датчика индукционного типа (цилиндр Фарадея), а также возможная модификация конструкции данного датчика для измерения распределения микрочастиц в тракте ускорителя.
Проведен литературный обзор и некоторые эксперименты, иллюстрирующие изменения состава, структуры и свойств марганцовистых сплавов, обусловленные иерархически согласованными превращениями в системе возбужденных атомов в условиях экстремальных воздействий. Предлагается рассмотрение изменений в системе возбужденных атомов на различных масштабных уровнях, включая ядерные превращения.
Представлены результаты исследования импульсного короткодугового неограниченного ксенонового разряда высокого давления в качестве источника УФ-излучения. Выполнен теоретический анализ возможности повышения эффективности излучения ксенонового разряда в УФ области спектра, описана конструкция трех-
электродной газоразрядной лампы, изучены электрические, яркостные и спектральные характеристики разрабатываемого источника.
Рассматриваются особенности излучения электромагнитных волн очень низких частот (ОНЧ) промышленными линиями электропередач, в цепи которых установлены тиристорные регуляторы мощности. Для ОНЧ-излучения такая линия из-за бросков тока с фронтом порядка 10 мкс представляет собой антенну бегущей волны – антенну Бевереджа. Из-за дисперсионных свойств подстилающей поверхности угол излучения относительно горизонта зависит от частоты. Обсуждаются эффекты медленного дрейфа во времени частот, промодулированных 50/60 Гц, которые регистрируются как на спутнике, так и на земле. Предлагается использовать дрейфующие частоты для мониторинга состояния нижней ионосферы.
Исследован процесс резонансного взаимодействия лазерной волны на удвоенной
верхнегибридной частоте с плазмой в неоднородном магнитном поле. Для магнитного поля предполагалась линейная зависимость от координаты вдоль направления
распространения лазерного импульса с условием резонанса в центре плазменного
слоя. Показано, что в таком взаимодействии лазерная волна распадается на два
верхнегибридных плазмона с возбуждением мод Бернштейна. Обнаружено возникновение электромагнитной волны на верхнегибридной частоте, отраженной от
границы плазмы. Сделан вывод о том, что отраженная волна возбуждается при
взаимодействии мод Бернштейна с верхнегибридными плазмонами, так как она исчезала в случае слоя холодной плазмы. Исследована зависимость средней энергии
электронов, набираемой при развитии неустойчивости, от градиента внешнего
магнитного поля.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400