SCI Библиотека

Сборник посвящен вопросам построения гравитационное модели земной коры и верхней мантии. Освещаются основные методические приемы решения проблемы и некоторые результаты по глубинному строению территории Украины и других районов Советского Союза.

Рассчитан на геофизиков-гравиметристов, занимающихся изучением строения земной коры и верхней мантии.

На фоне современных способов проведения масс-анализа статические масс-анализаторы иногда считаются безнадёжно устаревшими и пригодными для решения лишь узкоспецифичных задач. Однако новые технологические решения (в частности, использование сильных постоянных магнитов со сложными профилями наконечников, использование параллельных детекторов высокого пространственного разрешения типа микроканальных пластин и фотодиодных матриц, и т. п.) вполне способны придать новое дыхание этому направлению. В данной статье рассматриваются теоретические способы, как на основе неоднородных статических магнитных полей, однородных по Эйлеру, можно разрабатывать схемы статических масс-спектрографов нового типа. Важно, что указанные массспектрографы характеризуются большим диапазоном масс в спектре, обладают строго линейной линией фокусов и демонстрируют одинаково высокое качество фокусировки (а именно, двойную фокусировку второго порядка по углу, энергии и дополнительно по вертикальному смещению) в любой точке линии фокусов.

Проведено комплексное теоретическое исследование, позволившее оценить степень влияния взаимосвязи сигналов многорядного крупноформатного фотоприемного устройства (ФПУ) на его характеристики. Предложено классифицировать виды взаимосвязи следующим образом, а именно, выделить два вида фотоэлектрической связи: “внутриканальную фотоэлектрическую связь” и “межканальную фотоэлектрическую связь”, а также два вида электрической связи: “взаимосвязь в схеме ВЗН-суммирования” (ВЗН — временная задержка и накопление) и “взаимосвязь внутри блока сопряжения”. Представлены формы выходных сигналов ФПУ, характерные для каждого вида взаимосвязи сигналов. Вычисления проведены для двух различных топологий матриц фоточувствительных элементов. Результаты, полученные в работе, применимы для широкого класса инфракрасных (ИК) ФПУ с режимом ВЗН.

Представлены аналитические выражения для коэффициентов лавинного размножения носителей в p–n-структурах. Рассмотрены наиболее характерные ситуации: ступенчатый (резкий) и плавный (линейный) p–n-переходы и тонкая p+–n(p)–n+-структура (типа p–i–n). Выведены формулы для напряжения лавинного пробоя VBD и показателя степени в соотношении Миллера для зависимости коэффициента размножения носителей от приложенного напряжения V. На примере полупроводников Ge, Si, GAP и InSb показано, что полученные аналитические результаты находятся в хорошем количественном согласии с проведенными ранее численными расчетами и экспериментальными данными. Эти результаты позволяют быстро и с хорошей точностью оценивать коэффициенты размножения электронов и дырок при заданном приложенном напряжении V.

Проведен теоретический анализ зависимости межзонного туннельного тока гетероструктуры с p+–n-переходом в ″широкозонном″ слое от параметров используемых полупроводниковых материалов, уровней легирования ″высокоомных″ слоев и их толщин при напряжениях лавинного пробоя гетероструктуры. Показано, что туннельный ток, как правило, немонотонно зависит от концентрации легирующей примеси в ″высокоомной″ части ″широкозонного″ слоя. В наиболее практически интересном случае существует оптимальная концентрация этой примеси, при которой для заданных толщин слоев и уровня легирования ″узкозонного″ слоя туннельный ток достигает абсолютного минимума. Выведена простая формула для определения величины этой концентрации. Получено также аналитическое выражение для определения минимального значения туннельного тока. В реальных случаях перепад токов может составлять несколько порядков. Выяснено, что увеличение уровня легирования ″узкозонного″ слоя во многих случаях приводит к уменьшению туннельного тока. Показано, что при понижении уровня легирования ″высокомных″ слоев гетероструктуры туннельный ток не обращается в нуль, а начиная с некоторой концентрации перестает зависеть от уровня легирования. Аналогичный эффект имеет место и для гомогенного p+–n-перехода. Обсуждаются физические причины такого поведения туннельного тока при напряжениях лавинного пробоя. Разработана методика оптимизации параметров гетероструктуры порогового лавинного фотодиода с разделенными областями поглощения и умножения. Проведены конкретные расчеты, например, для широко используемой системы InP-In0,53Ga0,47As-InP.

Рассмотрена возможность описания переходных процессов в p–i–n лавинных фотодиодах (ЛФД) элементарными функциями, прежде всего, при начальном напряжении V0, большем напряжения лавинного пробоя VBD. Постановка задачи вызвана потребностью знать явные условия возникновения гейгеровской моды работы ЛФД. Выведено несложное выражение, описывающее динамику лавинного гейгеровского процесса. Получена формула для полного времени его протекания. Представлено явное аналитическое соотношение реализации моды Гейгера. Определены условия применимости полученных результатов.

В заключение на основе аналитических вычислений обсуждены и продемонстрированы преимущества лавинных гетерофотодиодов (ЛГФД) с разделенными областями поглощения и умножения (РОПУ) типа ‘‘low-high-low’’ перед классическими образцами.

Представляет собой самостоятельный том серии «Справочник геофизика». Первый справочник этой серии «Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика)» вышел в свег в 1976 г., справочник «Разведочная ядерная геофизика» — в 1977 г., «Скважинная ядерная геофизика» — в 1978 г., «Электроразведка» и «Магниторазведка» — в 1980 г., «Сейсморазведка» — в 1981 г. Изложены теория гравитационного поля, методы измерения его элементов, условия применения гравиразведки для решения геологических задач. Описаны устройство гравитационных приборов, работа с ними, методика работ, обработка и интерпретация получаемых материалов.

Справочник предназначен для геофизиков и геологов производственных, научных организаций. Может быть полезен преподавателям и студентам старших курсов вузов.

В первой части учебного пособия рассмотрены классические способы учета влияния рельефа местности при гравиметрической съемке: Лукавченко, Березкина, Немцова-Пришивалко, выполнена их сравнительная оценка на основании способа функционального представления местности, разработанного А. К. Маловичко. Излагаются способы учета влияния центральной (ближней) зоны и вычисления интерполированных значений поправок при представлении рельефа моделями в виде наклонного уступа и параболоидальной поверхности.

Во второй части учебного пособия дается описание современной компьютерной технологии высокоточного определения поправок за влияние рельефа местности при гравиметрической съемке. Ее основными элементами являются: использование в качестве исходных данных векторизованных крупномасштабных топографических карт и цифровых моделей рельефа (GTOPO30, SRTM); построение аналитической модели рельефа путем двухмерного преобразования Фурье; полная автоматизация вычислений поправки во всей области учитываемого влияния рельефа; стохастическая оценка точности получаемых результатов. Рассмотрен вопрос учета плотностных неоднородностей, локализованных в верхней части геологического разреза.

Третья часть учебного пособия посвящена подавлению «эффекта разновысотности» точек измерения, осуществляющегося путем пересчета наблюденных значений поля на горизонтальную плоскость с использованием алгоритмов аналитической аппроксимации.

Издание предназначено для студентов специальности «Геофизика», бакалавров и магистров направления «Геология» в области «Геофизика», а также для аспирантов научной специальности 25.00.10 «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых».

Проведено исследование пространственной структуры и динамики плазмы в разряде сильноточной вакуумной искры методом импульсной тенеграфии. Зарегистрировано формирование полоидальных структур в плазме перетяжки на стадии завершения процесса пинчевания.

Предполагается использовать импульс мягкого рентгеновского излучения для воздействия на мишень, содержащую термоядерное топливо, для ее сжигания и нагрева. Подобные устройства оказываются пригодными для инновационного решения ряда прикладных задач.

Описаны основные виды потенциалов притяжения и магнитных потенциалов на основе единой теории, наиболее важные интегральные теоремы и уравнения теории потенциала. Рассмотрены гравитационные и магнитные поля Земли, представления их в виде рядов сферических функций, аппаратуре для их измерения.

Приведены основные способы преобразования полей, спектральные и энергетические характеристики аномалий. Изложены вопросы определения однозначно определяемых параметров источников полей, закономерности отражения структур месторождений нефти и газа и залежей углеводородов в гравитационных и магнитных полях, а также вопросы методики полевых работ.

Для студентов геофизических специальностей.

Описаны основные виды потенциалов притяжения и магнитных потенциалов на основе единой теории, наиболее важные интегральные тео ремы и уравнения теории потенциала. Рассмотрены гравитационные и магнитные поля Земли, представления их в виде рядов сферических функций, аппаратура для их измерения.

Приведены основные способы преобразования полей, спектральные и энергетические характеристики аномалий. Рассмотрены вопросы определения однозначно определяемых параметров источников полей, закономерности отражения структур месторождений нефти и газа и залежей углеводородов в гравитационных и магнитных полях, а также вопросы ме тодики полевых работ.

Весь материал книги изложен в предельно кратком виде, темы расположены в алфавитном порядке.

Для студентов геофизических специальностей вузов и магистрантов по направлению 553200 «Геология и разведка полезных ископаемых» (программы по разведочной геофизике), а также для инженерно-технических работников геолого-геофизических организаций.

Описаны основные виды потенциалов притяжения и магнитных потен циалов на основе единой теории, наиболее важные интегральные теоремы и уравнения теории потенциала. Рассмотрены гравитационные и магнитные поля Земли.

Приведены основные способы преобразования полей, спектральные и энергетические характеристики аномалий. Изложены закономерности отражения структур месторождений нефти и газа и залежей углеводородов в гравитационных и магнитных полях. Приведен большой фактический материал.

Рассмотрены вопросы применения вариаций гравитационного поля и методика определения и учета влияний за изменения высот пунктов наблюдений, плотности атмосферных масс, уровня грунтовых и пластовых вод. Определены возможные закономерности изменения во времени грави тационного поля над месторождениями нефти и газа.

Приведено решение задачи определения положения водогазонефтяного контакта по значениям гравитационного поля. Полученные выражения по зволяют осуществить мониторинг движения этой границы.

Впервые даны решения гидродинамической задачи отбора газа из замкнутого пласта и задачи определения гидродинамических характеристик фильтрационного потока при плоскорадиальном вытеснении нефти водой через значения гравитационного поля.

Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» и маги странтов по направлению «Геология и разведка полезных ископаемых», а также для инженерно-технических работников геолого-геофизических организаций.