Seznam anotací:

1. Vliv hustoty defektů na fázové složení plazmově nitridovaných kovových materiálů (ÚFM)
2. Struktura, vysokoteplotní vlastnosti a aplikační možnosti intermetalických slitin (ÚFM)
3. Cyklická plastická odezva a životnost austenitických ocelí(ÚFM)
4. Vysoce saturovaný rentgenový laser na vlnové délce 21,2 nm a jeho aplikace v Centru PALS (Společné pracoviště ÚFP a FZÚ)
5. Plazmochemická oxidace nízkých koncentrací organických látek ve vodě (ÚFP)
6. Střižná rotace plazmatu na tokamaku CASTOR (ÚFP)
7. Modelování povodňového režimu v povodích s rozdílnými přírodními podmínkami - včetně účinků antropogenní činnosti (ÚH)
8. Dopady změny klimatu na systém stratifikovaných nádrží (ÚH)
9. Vírová struktura zatopených proudových paprsků v příčném unášivém proudění (ÚH)
10. Laserový normál vlnové délky 633 nm (ÚPT)
11. NMR spektrotomograf nové generace (ÚPT)
12. Stabilita fázového posunu mezi systolickým krevním tlakem a tepovými intervaly (ÚPT)
13. Mnohavrstvá rentgenová optika pro rentgenové lasery (ÚPT)
14. Vláknový sigma laser založený na modulační nestabilitě (ÚRE)
15. Katalyzovaný růst dopovaných monokrystalů síranu triglycinia pro optoelektronické aplikace (ÚRE)
16. Matematický model soustavy pánev-stehenní kost z dat z počítačové tomografie (ÚTAM)
17. Apriorní integrační metoda pro analýzu, podobnost a optimalizaci svahů (ÚTAM)
18. Aplikace dynamické odezvy na identifikaci stavebních konstrukcí a jejich poškození (ÚTAM)
19. Křehce-tvárné chování a-železa obsahujícím měděné nečistoty (ÚT)
20. Měření tepelné vodivosti argonu a metanu (ÚT)

---

2.1.  Vliv hustoty defektů na fázové složení plazmově nitridovaných kovových materiálů.

Y. Jirásková, O. Schneeweiss

Podrobnou fázovou analýzou za pomoci mikroskopických jaderných metod - pozitronové anihilace a Mössbauerovy spektroskopie - se podařilo prokázat vzájemný vztah mezi distribucí defektů v povrchových vrstvách materiálů a rozložením implantovaných atomů dusíku. Bylo zjištěno, že defekty, které vznikají při mechanickém opracování povrchu (např. broušení nebo leštění), působí jako záchytná centra implantovaných iontů dusíku a současně jako místa nukleace zárodků nových fází. V povrchových vrstvách s vysokou hustotou defektů v porovnání se žíhaným (bezdefektním) stavem vzniká vyšší obsah fází bohatých na dusík (XXXg'-Fe₄N, XXXe-Fe₂N). Tento poznatek umožnil vysvětlení závěrů pozorování implantovaných povrchů reálných konstrukčních materiálů, např.  austenitické korozivzdorné oceli, a prokázal, že kontrolovanou přípravou povrchu materiálu lze ovlivnit koncentrační profil implantovaného prvku a omezit tak případné negativní vedlejší vlivy procesu implantace na užitné vlastnosti materiálu. Následným tepelným zpracováním lze pak dosáhnout požadovaných fyzikálně-mechanických vlastností.

• Jirásková, Y., Blawert, C., Schneeweiss, O., Peřina, V., Macková, A.: Defects and magnetic phases at nitrided iron surfaces, vyjde v Phys. Stat. Sol. (a)

• Jirásková, Y., Brauer, G., Schneeweiss, O., Blawert, C., Anwand, W., Coleman, P.G.: The migration of defects and nitrogen atoms in nitrided surface layers of austenitic stainless steel followed by microscopic methods, vyjde v Applied Surface Science.

---

2.2.  Struktura, vysokoteplotní vlastnosti a aplikační možnosti intermetalických slitin.

Antonín Dlouhý, Květa Kuchařová

Nízká hustota některých materiálů vykazujících pravidelné uspořádání dvou a více typů atomů v krystalické mřížce, tzv. intermetalických slitin, a jejich mimořádně dobrá odolnost vůči creepu (plastické deformaci za vysokých teplot) vytvářejí předpoklad pro aplikace těchto slitin v nových typech plynových turbín a spalovacích motorů pracujících s vyšší účinností při nižší zátěži životního prostředí. Širšímu uplatnění intermetalických slitin v technické praxi však brání jejich křehkost v oboru nízkých teplot. Cílem výzkumu je proto nalézt vhodný kompromis mezi chemickým složením slitin, jejich vlastnostmi a náklady na výrobu příslušných strojních komponent. Byla zkoumána zejména souvislost mezi mikrostrukturou a pevností čisté intermetalické fáze Ti-52at%Al. Pomocí kombinace elementárních mikrostrukturních mechanizmů byla vysvětlena ostrá maxima creepové pevnosti v průběhu deformace. Při studiu aplikačně významných materiálů byla získána základní creepová a mikrostrukturní data pro slitinu Ti-48Al-2Cr-2Nb-1B a podařilo se rovněž nalézt strukturní příčiny rozptylu creepové pevnosti litých verzí slitiny Ti-46Al-2W-0,5Si určené pro dlouhé lopatky stacionárních plynových turbín.

• Dlouhý, A., Kuchařová, K.: Microstructurally based understanding of the Ti-52at%Al creep strength - In: Proceedings of the 9th Int. Conference on Creep and Fracture of Eng. Materials, The Inst. of Metals, London 2001, p. 321.
• Dlouhý, A., Kuchařová, K., Březina, J.: Dislocation slip and deformation twinning interplay during high temperature deformation in XXXg-TiAl base intermetallics - Mater. Sci. Eng. A 319-321 (2001) 820.

---

2.3.  Cyklická plastická odezva a životnost austenitických ocelí.

J. Polák

K optimálnímu návrhu strojů a konstrukcí se zaručenou životností je třeba důkladných znalostí vlastností použitých materiálů, zejména jejich únavové odolnosti. Únavová odolnost je určena především napěťově deformační odezvou. Analýza této odezvy je založena na původní zobecněné statistické teorii hysterézní smyčky, vypracované v ÚFM AV ČR na počátku 90-tých let. Tato teorie byla nyní aplikována na cyklicky namáhané austenitické, feritické i duplexní oceli s cílem analyzovat hlavní zdroje cyklické plastické odezvy. Provedenou aplikací byly identifikovány zdroje efektivního a interního napětí v jednotlivých materiálech a hustota pravděpodobnosti interních kritických napětí byla korelována s mikrostrukturou jednofázových ocelí i dvoufázové duplexní struktury. Zároveň byla objasněna úloha legujícího dusíku, který podstatně zvyšuje pevnost zejména měkké austenitické fáze. Získané výsledky umožňují optimalizaci složení nerezových ocelí a zároveň dovolují zlepšit postupy návrhu náročných částí strojů a zařízení podrobených proměnnému zatěžování, usnadňují kontrolu a predikci jejich životnosti i odhad jejich provozní spolehlivosti.

• Polák, J., Fardoun, F., Degallaix, S.: Analysis of the hysteresis loop in stainless steels I. and II.a - Mater. Sci. Eng. A 297: 144-153 and 154-161 (2001).
• Kruml, T., Polák, J.: Fatigue softening of X10CrA124 ferritic steel, vyjde v Mater. Sci. Eng.

---

2.4.  Vysoce saturovaný rentgenový laser na vlnové délce 21,2 nm a jeho aplikace v Centru PALS.

Badatelské centrum PALS

Jedním z nosných témat Badatelského centra PALS je vývoj a aplikace laserů v oboru spektra měkkého rentgenového záření. Aktivním prostředím nutným k činnosti rentgenových laserů je laserové plazma, v daném případě sloupec o délce 30 mm a šířce zhruba 150 XXXmm, který je generován na povrchu zinkového terče dvěma následnými laserovými impulsy. Předpuls s energií pouze několika joulů vytvoří na povrchu terče slabě ionizované plazma. To je druhým impulsem s energií o dva řády vyšší konvertováno na plazma vysoce ionizované s inverzí populace mezi excitovanými stavy. Svazek rentgenového záření je generován a zesílen podél osy plazmatu. Účinnost kriticky závisí na parametrech předpulsu, zejména na jeho energii a předstihu před hlavním pulsem. Řada technologií potřebných k realizaci takového plazmatu byla vyvinuta a většinou i realizována v rámci aktivit Výzkumného centra laserového plazmatu a projektu Adaptool Programu Shared Cost RTD.

Bylo dosaženo silné laserové akce na vlnové délce 21,2 nm. V unikátním dvouprůchodovém uspořádání poskytuje tento rentgenový laser pulsy o okamžitém výkonu 40 MW, což jej řadí mezi nejsilnější současné laboratorní zdroje měkkého rentgenového záření s extrémním jasem.

Vysoká koherence rentgenového svazku byla demonstrována v prvním aplikačním experimentu, uskutečněném ve spolupráci s francouzskými kolegy z Université Paris-Sud, LULI, LSAI a Commisariat ? l´Energie Atomique. Jeho cílem bylo testování materiálů pro injektory budoucích urychlovačů metodou rentgenové interferometrie.

• Jungwirth, K., Cejnarová, A., Juha, L., Králíková, B., Krása, J., Krouský, E., Krupičková, P., Láska, L., Mašek, K., Mocek, T., Pfeifer, M., Präg, A., Renner, O., Rohlena, K., Rus, B., Skála, J., Straka, P. and Ullschmied, J.: The Prague Asterix Laser System, Phys. Plasma 8, 2495-2501 (2001).
• Rus, B., Mocek, T., Präg, A., Lagron, J. C., Hudeček, M., Jamelot, G.  and Rohlena, K.: X-ray laser facility at the PALS Centre, J. Phys. IV 11 (PR2), 589-596 (2001).
• Jungwirth, K.: Research and development program for the PALS facility, Invit. Proc. Int. PLASMA 2001, Warsav, Sept. 19-21 bude publikováno.
• Rus, B.: Saturovaný rentgenový laser na vlnové délce 21 nm a jeho aplikace, Čs. cas. fyz. 51, 272-274 (2001)

---

2.5.  Plazmochemická oxidace nízkých koncentrací organických látek ve vodě.

P. Šunka.a kol.

Bylo prokázáno, že plazmochemická oxidace pulzním elektrickým výbojem ve vodě představuje perspektivní metodu úpravy vody s možným využitím pro likvidaci nízkých koncentrací organických látek ve vodě. Určujícím procesem chemické aktivity výboje je oxidace hydroxylovými radikály, nicméně na účinnost degradace organických látek výbojem má významý vliv peroxid vodíku a UV záření generované výbojem. Rychlost plazmochemické oxidace je výrazně vyšší za přítomnosti železnatých iontů v roztoku, které vedou k rozkladu H₂O₂ generovaného výbojem na další OH. radikály. Při vyšších vodivostech roztoku jsou produkovány další OH. radikály také fotolýzou peroxidu vodíku UV zářením emitovaným výbojem. Světelný výkon UV záření pulzního koronového výboje výrazně stoupá se zvyšující se vodivostí roztoku. Produkce peroxidu vodíku výbojem závisí především na dodávané energii a vodivosti roztoku přičemž mechanizmus produkce H₂O₂ výbojem byl rozdělen na dva základní současně probíhající procesy - peroxid vodíku je kontinuálně generován výbojem s rychlostní konstantou nultého řádu a zároveň je ovlivňován procesy vedoucím k jeho rozkladu. Jako prvotní produkty plazmochemické oxidace fenolu výbojem byly identifikovány katechol, hydrochinon, 1,4-benzochinon a resorcinol. V případě chlorfenolů byly detekovány jako prvotní produkty plazmochemické oxidace především chlorované dihydroxybenzeny a chinony, v malém množství pak také nechlorované oxidační produkty. Účinnost odstranění jednotlivých fenolů závisela na přítomnosti a poloze chlorované skupiny na aromatickém kruhu. Rychlost degradace klesala v řadě 3-chlorfenol> 2-chlorfenol> 4-chlorfenol> fenol.

• P. Šunka, V. Babický, M. Člupek, P. Lukeš, M. Šimek, J. Schmidt, M. Černák: Generation of chemically active species by electrical discharges in water, Plasma Sources, Sci. Technol. 8, (1999) 258-265
• Lukeš P., Šunka P., Clupek M., Babický V., Janda V. (2001): Effect of the solution conductivity on production of H2O2 by pulsed corona discharge in water, in: Proceedings of the 13th Symposium On Application of Plasma Processes, ed. Ráhel' J., Tále, Slovakia, 25-21 January 2001, p. 54-55 (invited special report) ISBN: 80-223-1573-7
• Lukeš P., Šunka P., Clupek M., Babický V., Janda V. (2001): Water treatment by pulsed corona discharge using ceramic coated wire in coaxial electrode system, in: The 7th International Conference on Advanced Oxidation Technologies for Water and Air Remediation - Abstracts, Niagara Falls, Ontario, Canada, 25-29 June 2001, p. 218-220 bez ISBN
• P. Šunka: Pulse electrical discharges in water and their applications, Phys. of Plasmas, 8 (May 2001), No 5, 2587 - 2594

---

2.6.  Střižná rotace plazmatu na tokamaku CASTOR.

J. Stöckel, M. Hron, I. Ďuran, J. Horáček, J. Adámek, J. Jakubka, L. Kryška, F. Žáček

Střižná rotace plazmatu v tokamacích je nezbytná podmínka k vytváření transportních barier v tokamacích. Na tokamaku CASTOR se podařilo vyvolat střižnou rotaci plazmatu nabíjením pomocné elektrody vnořené ne hlouběji než je poslední uzavřený magnetický povrch - separatrix. Přitom se vytvořilo radiální elektrické pole a to nejen mezi elektrodou a stěnou tokamaku, jak se předpokládalo, nýbrž i před elektrodou. Ke střižné rotaci plazmatu a vytváření transportní bariery tedy dochází v oblasti, která není narušena přítomností materiálního objektu [1],[2]. Pro měření vzniklého radiálního elektrického pole a odpovídající rychlosti rotace plazmatu bylo vyvinuto několik typů orientovaných elektrických sond, jako rotující Machova sonda, sonda typu Gundestrup [3],[4] a sonda emitující elektrony pro přímé měření potenciálu plazmatu [5]. Byly vypracovány příslušné analytické a numerické modely pro interpretaci jejich údajů [4]. Ukázalo se, že tímto způsobem lze v oblasti separatrix dosáhnout střihu poloidální rychlosti plazmatu dv/dr~5x10⁶ s^-1, což je řádově více nežli inkrement nejvíce nestabilních modů. Proto se pozoruje dekorelace turbulentních struktur a vytvoření transportní bariéry na separatrix. Řetězec jevů probíhajících při generaci radiálního elektrického pole se podařilo numericky modelovat pomoci magnetohydrodybanického modelu [6].

1. G. Van Oost, Gunn J., Melnikov A., Stockel J., Tendler M.: "The role of radial electric fields in the tokamaks TEXTOR-94, CASTOR, and T-10, Czech. J. Phys, 51, 2001, 957.
2. G. Van Oost, J. Stockel, M. Hron, P. Devynck, K. Dyabilin, J. Gunn, J. Horacek, E. Martines, M. Tendler: "Potential Structures and Flow Measurements with Separatrix Biasing in the CASTOR tokamak", Journal of Fusion Research SERIES, Vol. 4 , 2001
3. Gunn J.P., Boucher C., Devynck P., Duran I., Dyabilin K., Horacek J., Hron M., Stockel J., Van Oost G., Van Goubergen H., Zacek F.: Edge flow measurements with Gundestrup probes, Phys. of Plasmas, 8, No 5, 2001, 1995-2001
4. Gunn J., Stockel J., Adamek J., Duran I., Horacek J., Hron M., Jakubka K., Kryska L., Zacek F., Van Oost G.: Direct measurements of ExB flows and its impact on edge turbulence in the CASTOR tokamak using an optimized Gundestrup probe, Czech. J. Phys, 51, 2001), 1001.
5. R.Schrittwieser, J.Adámek, P.Balan, M.Hron, C.Ionita, K.Jakubka, L.Kryška, E.Martines, V.Pohoata, J.Stöckel, M.Tichý, G.Van Oost: "Plasma Potential Measurements with Emissive Probes in the CASTOR Tokamak"28^th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics, Funchal, Portugal, 18-22 June 2001
6. Dyabilin K., Klima R., Duran I., Horacek J., Hron M., Pavlo P., Stockel J., Zacek F.: Modelling of the effect of the sheared poloidal flow on the electrostatic turbulence on the  CASTOR tokamak, Czech. J. Phys, 51, 2001, 1107.

---

2.7.  Modelování povodňového režimu v povodích s rozdílnými přírodními podmínkami - včetně účinků antropogenní činnosti.

J.Buchtele, M.Buchtelová, M.Fořtová

Byly realizovány simulace srážko-odtokového procesu pro řadu vodohospodářsky významných povodí s rozdílnými geomorfologickými poměry, které poskytly podklady pro predikce odtoků ve sledovaných povodích v reálném čase a podklady pro kvantifikaci účinků antropogenní činnosti na průběh povodní. Pro implementaci testovaných deterministických modelů byla použita historická data, v nichž se odrážejí změny ve způsobech využívání krajiny - jako je odlesňování, intenzivní zemědělská činnost a urbanizace. Pro hodnocení citlivosti modelů na takové změny byla provedena srovnání s podobnými postupy pro tuzemská i zahraniční experimentální povodí. Byly využity např. údaje o odtokovém režimu z povodí s relativně přirozeným režimem na Šumavě a v kontrastu k tomu z odlesněného povodí v Jizerských horách. V rámci dvoustranné spolupráce s univerzitou v Alléé v jižní Francii byl postup uplatněn pro tři sousední malá povodí s rozdílným vývojem vegetačního krytu.

Srovnání všech těchto výsledků umožňuje posoudit relativní významnost klimatických, vegetačních a geologických poměrů pro formování odtoku.

• M. Dubrovský, R.Huth, J. Kyselý, Z. Žalud, J. Hejzlar, J.Buchtele, D. Marvan: Interdiurnal and Interannual Variability in Stochastic Daily Weather Generator - Modelling and its Performance in Impact Studies. Climate Research. V tisku.
• J. Buchtele, M. Buchtelová, A. Kulasová, M. Tesař, M. Šír: Monitoring and Modeling of  Runoff Changes in Two Hilly Areas in Czech Republic. Conf. FRIEND 2002, Cape Town, 18-22 March 2002. V tisku.
• J. Buchtele, M. Buchtelová, M. Fořtová.: Vliv změn hospodaření v krajině na povodňový režim - simulace srážko-odtokovým modelem.  In: Vaishar,A.-Munzar,J. (eds.): Povodně, krajina a lidé v povodí řeky Moravy, III. díl. Regiograph Brno 2001, str. 95-98.
• Z. Hrkal, J. Buchtele, S. Čurda: An  estimate of regional variation in groundwater runoff from hard rock area using the GIS. Proc. 31st IAH Congress on Groundwater and Human Development. Oct. 21-25, 2002, Mar del Plata, Argentina. V tisku.

---

2.8.  Dopady změny klimatu na systém stratifikovaných nádrží.

M.Růžička, J.Buchtele, D.Kafková, M.Balejová

Pro hluboké stratifikované nádrže byl popsán a kvantifikován vliv změn klimatu definovaný globálními cirkulačními modely (GCM) pro podmínky dvojnásobného nárůstu koncentrace CO₂ v atmosféře. Scénáře změn klimatu byly sestaveny dle predikce klimatickými modely ECHAM4 a NCAR. Na základě výstupu z těchto modelů byly provedeny simulace změn odtoku z povodí modelem SAC-SMA a odhad kvality vody odtékající z povodí. Pozornost byla věnována především transportu organických látek, znečištění a živin z povodí. Ve scénářích byla uvažována využitelnost povodí na úrovni současného stavu včetně bodových i plošných zdrojů znečištění. To znamená, že nebyl uvažován případný vliv budoucí antropogenní činnosti na změny kvality využití a odtoku z povodí. Pomocí podrobných reálných dat naměřených v letech 1999-2000 v povodí nádrže Římov byla zpřesněna kalibrace a provedena úprava hydrodynamické části modelu. Modelem CE-QUAL-W2 byla rovněž otestována vybraná ekotechnická opatření pro zlepšování kvality vody na vodárenské nádrži. Na základě vyhodnocení scénářů byl prokázán nárůst organického znečištění, zvýšený počet překročení limitů kvality pro surovou vodu (chemická spotřeba kyslíku, rozpuštěný kyslík) a nárůst výskytu oblastí s deficitem kyslíku v nádrži. Tyto změny jsou však malé ve srovnání se změnami, které mohou být způsobeny antropogenní činností v povodí či řízením odtoku z nádrže.

• Růžička M., Hejzlar J, Dubrovský M., Buchtele J. - A scenario study of water quality in a drinking water supply reservoir in response to climate change. Proc. Conf. Detecting Environmental Change - Science and Society, 17-20 July 2001, London, UK, pp.149-150 (2001).
• Hejzlar J, Dubrovský M., Buchtele J., Růžička M. - The effect of climate change on the concentration of dissolved organic matter in a temperate stream (Malše, South Bohemia). Proc.Conf. Detecting Environmental Change - Science and Society, 17-20 July 2001, London, UK, p. 96-97 (2001).
• Růžička M., Hejzlar J., Kafková D., Balejová M., Thébault J. M. -  Mathematical modeling of reservoir ecosystems, J. Hydrol. Hydromech., 49, 2, 109-124 (2001).
• Hejzlar J, Dubrovský M., Buchtele J., Růžička M. - The effect of climate change on the concentration of dissolved organic matter in a temperate stream (the Malše River, South Bohemia). Science of Total Environment, submitted (Sep. 2001).

---

2.9.  Vírová struktura zatopených proudových paprsků v příčném unášivém proudění.

V.Kolář

Ve spolupráci s University of Surrey, Guildford, UK a Shibaura Institute of Technology, Tokyo, Japan byla získána, zpracována a interpretována experimentální data popisující vírovou strukturu dvojnásobného zatopeného proudového paprsku v příčném unášivém proudění (tzv. twin jets in crossflow). Proudění bylo studováno pro dvě základní geometrické konfigurace, a to pro případ dvojice vstupních proudů v uspořádání za sebou a vedle sebe vzhledem ke směru unášivého proudění. Pro výslednou dominantní časově střední vírovou dvojici vzniklou de facto interakcí dvou jednotlivých zatopených proudů byly studovány změny vířivosti a intenzity víru podél toku ve směru unášivého proudění v přímé vazbě na transport vířivosti. Transport vířivosti byl zviditelněn pomocí vektoru hustoty efektivního turbulentního toku časově střední vířivosti orientované ve směru unášivého proudění. Pro daný 3D problém bylo provedeno stanovení přibližných hodnot rychlosti rozpadu vírové struktury určených z turbulentních charakteristik na základě 3D modifikace již dříve vypracované 2D metody. Získané výsledky umožnily zrekonstruovat proces formování a interakce při směšování vírových struktur příslušejících původním jednotlivým zatopeným proudům. Studovaný typ proudění figuruje v celé řadě technických oborů (letectví, technologické a chemické procesy, znečišťování životního prostředí aj.).

• V.Kolář, H.Takao, T.Todoroki, E.Savory, S.Okamoto, N.Toy - Vorticity transport associated with the dominant vortical structure of twin jets in crossflow. 14Australas. Fluid Mech. Conf., Adelaide (Australia), Dec. 2001, 741-744 /CD-ROM/.

---

2.10.  Laserový normál vlnové délky 633 nm.

František Petrů, Josef Lazar, Ondřej Číp

K nejpřesnějšímu měření délek, úhlů a dalších geometrických veličin se v současné době používají laserové interferometry. Pokud mají laserové interferometry sloužit k přesnému měření délek, např. pro kalibraci obráběcích strojů, pro řízení posuvů v elektronových litografech a v krokovacích kamerách pro výrobu mikroelektronických obvodů, musejí mít přesně určenou vlnovou délku světla laseru, která tvoří základní měřítko, k němuž je měřená délka vztažena. Kontrola a pravidelné testování vakuové vlnové délky světla laserů v laserových interferometrech se provádí pomocí laserových normálů délek. Tento laserový normál je tvořen He-Ne laserem s jódovou kyvetou uvnitř optického rezonátoru a pro stabilizaci frekvence  je využita hyperjemná struktura absorpčních čar molekulárního jódu. Stabilizace frekvence se provádí pomocí elektronického systému pracujícího na třetí harmonické kmitočtu, kterým se délka rezonátoru moduluje.

Nový typ laserového normálu délek používá jódovou kyvetu plněnou superčistým jódem a stabilní invarový rezonátor s piezoelementy s tepelnou kompenzací. Speciální konstrukce nové dvouplášťové laserové trubice omezuje na minimum difuzi helia z vnitřní části výbojové trubice, a tím zajišťuje její dlouhodobý stabilní provoz, který je navržen na delší dobu než 10 let. V elektronickém systému stabilizace frekvence je aplikována kmitočtová syntéza s obsahem nežádoucích harmonických kmitočtů nižším než 82 dB tak, aby nedocházelo k frekvenčním posuvům vůči středům komponent absorpční čáry. Celý laser je navržen jako kompaktní dvoudílný celek s možností snadného transportu.

Laserový normál délek je realizován v rámci projektu cíleného výzkumu č. S2065013 a je určen hlavně ke kalibraci vlnové délky laserových interferometrů, které jsou v ČR v současné době vyráběny a v průmyslu používány s povinností pravidelné kalibrace vlnové délky. Kromě toho normál umožňuje měření subnanometrových posuvů s vysokou přesností a s vysokou linearitou, a další aplikace při transformaci délkových změn na změny frekvence.

• Petrů, F., Lazar, J., Číp, O., Popescu, G., Chartier, J.-M.: Frequency comparison of He-Ne/iodine lasers at lambda = 633 nm between the NILPRP and the ISI, and traceability trough the BIPM. Metrologia 34 [6] 515-518 (1997).
• Petrů, F., Číp, O.: Problems regarding linearity of data of a laser interferometer with a single-frequency laser. Precision Engineering 23 [1] 39-50 (1999).
• Číp, O., Petrů, F.: A scale-linearization method for precise laser interferometry. Measurement Science and Technology 11 [2] 133-141 (2000).

---

2.11.  NMR spektrotomograf nové generace.

Josef Halámek, Vlastimil Vondra, Miroslav Kasal

Tomografie a spektroskopie jaderné magnetické rezonance (NMR) je zdrojem moderních vysoce účinných diagnostických metod v medicíně a analytických metod v chemii a fyzice. V ÚPT byl pro vývoj výše zmíněných metod vyvinut a sestaven experimentální spektrotomograf 200 MHz s otevřenou architekturou, představující základní přístroj Centra NMR. Spektrotomgraf ÚPT je z hlediska technické konstrukce novým zařízením, které v sobě integruje moderní principy z oblasti elektroniky a zpracování signálu, jaké doposud v NMR nebyly používány. Jedná se zejména o koncepci digitální generace a digitální modulace signálů, včetně použití kvadraturních způsobů analogového i digitálního zpracování signálů. Podařilo se dosáhnout kvalitativního zvýšení parametrů excitačních signálů a výrazného rozšíření možností modulace signálů. Na straně přijímače byly aplikovány metody převzorkování signálu, umožňující zvýšení dynamického rozsahu a tím i citlivosti přístroje. Rovněž jsou pomocí digitální filtrace potlačeny parazitní signály a aliasing. Byly vyvinuty metody analýzy vlastností rf rezonátorů se sedlovými cívkami a ověřeny úspěšnými realizacemi. Teoreticky byl navržen, realizován a otestován systém pro generaci a měření gradientů magnetického pole včetně nastavení preemfázové kompenzace vířivých proudů. Celkovým výsledkem je realizace plně funkčního experimentálního spektrotomografu, umožňujícího výzkum a vývoj přístrojové části NMR i vývoj a testování nových principů v NMR spektroskopii a tomografii.

• Halámek, J., Kasal, M., Serra, A., Villa, M.: Harmonic distortion and ADC. In: XVI. World Congress IMEKO 2000 - Proceedings Vol. X. - Vienna, Austrian Society for Measurements and Automation 2000. - p. 147-152.
• Halámek, J., Kasal, M., Villa, M., Cofrancesco, P.: Reproducibility of the jitter measurement. In: XVI. World Congress IMEKO 2000 - Proceedings Vol. X. - Vienna, Austrian Society for Measurements and Automation 2000. - p. 153-157.
• Bělohrad, D., Kasal, M.: Saddle Coil Magnetic Field Calculations. In: Proceedings of the 11th International Czech - Slovak Scientific Conference Radioelektronika 2001. Brno, Brno University of Technology 2001. - p. 262-265.
• Viščor, I., Halámek, J.: Phase Noise Measurement. In: Proceedings of the 11th International Czech - Slovak Scientific Conference Radioelektronika 2001. Brno, Brno University of Technology 2001. - p. 131-134.
• Halámek, J., Kasal, M., Húsek, V., Villa, M., Cofrancesco, P.: Phase Coherence and Digital Receiver. In: Proceedings of the 11th International Czech - Slovak Scientific Conference Radioelektronika 2001. Brno, Brno University of Technology 2001. - p. 86-89.
• Halámek, J., Viščor, I., Kasal, M.: Dynamic Range and Acquisition System. In: Proceedings of the 3nd International Conference on Measurement - Measurement 2001. Bratislava, Institute of Measurement Science SAS 2001. - p. 45-48.
• Halámek, J., Viščor, I., Kasal, M.: Dynamic Range and Acquisition System. Measurement Science Review 1 [1] 71-74 (2001).

---

2.12.  Stabilita fázového posunu mezi systolickým krevním tlakem a tepovými intervaly.

Pavel Jurák, Josef Halámek, Vlastimil Vondra, Jan Chládek

Na základě teoretických rozborů a výsledků měření, publikovaných v předešlých letech, se stabilita fázového posunu mezi systolickým krevním tlakem a tepovými intervaly stala důležitým parametrem rychlé regulace krevního oběhu a predikce náhlé srdeční smrti. Řízené dýchání na rezonanční frekvenci spontánní baroreflexe bylo zahrnuto do diagnostických protokolů na spolupracujících pracovištích (CZ-Brno, USA-Rochester, Cincinnati). Toto vyšetření umožňuje přesné stanovení základní úrovně baroreflexe a variability srdeční frekvence. Významným přínosem je vysoká míra reproducibility měření.
  Průběžně byla vyhodnocována měření na 4 skupinách dobrovolníků: mladí zdraví, staří zdraví, pacienti s essentiální hypertenzí a pacienti s ICD defibrilátorem. Výsledky potvrdily teoretický předpoklad, že největší rozdílnost mezi skupinou ICD a ostatními spočívá ve variabilitě fáze. Analýza dat byla rozšířena o prostředky statistického vyhodnocení velkého množství automaticky generovaných numerických údajů. Tyto prostředky jsou též využívány k analýze stimulovaných synchronizací a desynchronizací segmentovaných signálů EEG.

Spolupráce: I. kardioangiologická klinika, I. neurologická klinika, Fak. nemocnice u Sv. Anny Brno; Mayo Clinic, Rochester, MN, USA; Children´s Hospital, Cincinnati, USA; National Heart and Lung Institute, Londýn, GB.

• Jurák, P., Kára, T., Halámek, J., Souček, M., Francis, D., Davies, L., Toman, J.: Breathing and Testing of Autonomic Nervous System. Journal of Hypertension 18 [1-Suppl.] 59 (2000).
• Kára, T., Jurák, P., Souček, M., Novák, M., Nováková, Z., Halámek, J., Šumbera, J., Toman, J.: Assesment of baroreflex feedback system. Physiologist 43 [4] S284 (2000).
• Jurák, P., Halámek, J., Kára, T.: Coupling between breathing and heart rate and breathing and systolic blood pressure - two new parameters for autonomic nervous system analysis. In: Proceedings of the 15-th International EURASIP Conference EuroConference Biosignal 2000. Brno, Brno University of Technology 2000. - p. 12-14.
• Halámek, J., Jurák, P., Kára, T., Souček, M.: Transfer Function and Biosignal Analysis. In: Proceedings of the 3nd International Conference on Measurement - Measurement 2001. Bratislava, Institute of Measurement Science SAS 2001. - p. 321-324.
• Halámek, J., Jurák, P., Kára, T., Souček, M.: Transfer Function and Biosignal Analysis. Measurement Science Review 1 [1] 51-54 (2001).
• Jurák, P., Halámek, J., Kára, T., Souček, M.: Blood Pressure and Heart Beat Short Time Oscillation Coherency Analysis by XYt Graphs. In: Proceedings of the 3nd International Conference on Measurement - Measurement 2001. Bratislava, Institute of Measurement Science SAS 2001. - p. 243-246.

---

2.13.  Mnohavrstvá rentgenová optika pro rentgenové lasery.

Jaroslav Sobota

V rámci zakázky pro CNRS, Francie, byly připraveny mnohavrstvé povlaky s vysokou účinností a velice nízkou drsností rozhraní, sloužící jako rentgenová zrcadla pro extrémní výkonové zátěže pulzními rentgenovými lasery.  
Byla zhotovena planární mnohavrstvá zrcadla pro pulsní lasery pracující v oblasti měkkého rentgenového záření. Tato zrcadla byla použita v projektu PALS/16 -  Implementation of fully automated half-cavity for soft X-ray lasers, feasibility  test of a neon-like Zr laser at 15nm (vedoucí týmu -Gérard Jamelot). Jejich použitím se intenzita emitovaného rentgenového záření  zvýšila jedenáctinásobně. Tím vznikl vysoce saturovaný rentgenový laser, v němž je prakticky  veškerá energie, uložená v inverzi populace, vyzářena ve formě stimulované emise v úzkém kolimovaném svazku. Okamžitý výkon 20-40 MW řadí tento laser mezi nejintenzivnější soudobé laboratorní zdroje měkkého rentgenového záření. Jas lze vyčíslit na řádově 10¹⁷ Wcm^-2sr^-1,což představuje jednu z nejvyšších hodnot dosahovaných laboratorními zdroji elektromagnetického záření v kterékoli části spektra.
 

---

2.14.  Vláknový sigma laser založený na modulační nestabilitě.

Pavel Honzátko, Pavel Peterka, Jiří Kaňka

Lasery s vysokým opakovacím kmitočtem jsou klíčovým prvkem ultrarychlých technologií. Opakovací kmitočty řádu stovek GHz jsou obtížně dosažitelné obvyklými metodami aktivní či pasívní vidové synchronizace. Pro dosažení vysokého opakovacího kmitočtu s dobře definovaným opakovacím kmitočtem lze použít mechanismus modulační nestability. Modulační nestabilita byla studována v synchronně čerpaném pasívním rezonátoru (např. M. Nakazawa, K. Suzuki, and H.A. Haus, Phys. Rev. A 38, 5193, 1988) a v kruhovém laseru (např. E. Yoshida and M. Nakazawa, Opt. Lett. 22, 1409, 1997).
  Skalární modulační nestabilita označuje spontánní růst spektrálních bočních pásů na úkor čerpací nosné kontinuální vlny díky čtyřvlnnému směšování v nelineárním dispersním médiu. Fázové synchronizace nezbytné pro účinnou konverzi energie z nosné vlny do bočních pásů je zde dosaženo vzájemnou kompenzací automodulace fáze, křížové modulace fáze a chromatické disperze. V sestaveném vláknovém laseru bylo s ohledem na stabilitu stavu polarizace zvoleno sigma uspořádání rezonátoru. Bylo dosaženo generace stabilního sledu optických pulsů s opakovacím kmitočtem 107 GHz, definovaným Fabryovým-Perotovým etalonem. Podařilo se při tom dosáhnout pulsů o délce 1.7 ps. Experimentálně byly pozorovány dva režimy tohoto laseru, s lichým spektrem a se sudým spektrem. Tyto režimy byly na základě teoretického studia ztotožněny s režimem skalární modulační nestability, v němž mají dva po sobě následující pulsy stejný průběh fáze a s režimem indukované modulační nestability, v němž dva po sobě následující pulsy mají průběh fáze posunutý o XXXp.

Pro účely teoretického studia byl odvozen zjednodušený třívlnný resp. čtyřvlnný model model laseru, který byl pomocí pohybových integrálů zredukován na dvě vázané obyčejné diferenciální rovnice. Byly nalezeny fixní body této soustavy a provedena lineární analýza stability.

• Honzátko, P., Peterka, P., Ka?ka, J.:  Modulational instability XXXs-resonator fiber laser. Opt. Lett. vol. 26, pp. 810 ? 812 (2001).
• Kaňka, J., Honzátko, P., Peterka, P.: Characterisation of a modulational-instability sigma-cavity fibre laser. In Proc. 6^th Optical Fibre Measurement Conference (OFMC'01), Cambridge, United Kingdom, September 26-28, 2001, 255-258.

---

2.15.  Katalyzovaný růst dopovaných monokrystalů síranu triglycinia pro optoelektronické aplikace.

J. Novotný

Monokrystaly síranu triglycinia (TGS) byly pěstovány s příměsemi komplexotvorných kovů Pr³⁺, Pd²⁺, Co²⁺, a Pt⁴⁺ a s příměsí L-alaninu pro stabilizaci doménové struktury. Na základě experimentálních výsledků kinetiky růstu byl vytvořen nový model katalyzovaného růstu monokrystalů TGS s příměsí Pt⁴⁺ pro využití v detektorech infračerveného záření. Vypěstované monokrystaly se vyznačují vysokým pyroelektrickým koeficientem a nízkými dielektrickými ztrátami. Tento materiál byl využit ve spolupráci s a.s. TESLA BLATNÁ k přípravě nekompenzovaných širokopásmových detektorů záření pro oblast vlnových délek 2-25XXXmm. Zhotovené detektory záření byly testovány  ve spojení s vysokoimpedančním hybridním zesilovačem v režimu, který je perspektivně určen ke konstrukci infrasenzorů pro aplikace v chemii a ekologii při monitorování kvality ovzduší a detekci škodlivých chemických zplodin.

• J.Novotný, L.Prokopová, Z.Mi?ka: TGS Single Crystals Doped by Pd(II) Ions. Journal of Crystal Growth vol. 226,  p. 333 (2001)
• J.Novotný: Technology of Catalysed Growth of Doped TGS Single Crystals for Infrared Applications, Int. Congress "Materials Week 2001". FRG Munich, 2001.
• J.Novotný, J.Zelinka, J.Franc: Technology of Material Preparation for the High Sensitivity Infrared Detectors. Int. Conf. "Applied Electronics 2001", Czech Republic, Plzeň 2001.
• L.Prokopová, J.Novotný, Z.Mička a V.Malina: Growth of Triglycine Sulphate Single Crystal Doped by Cobalt(II) Phosphate. Crystal Research and Technology vol. 36 p. 1189 (2001).

---

2.16.  Matematický model soustavy pánev-stehenní kost z dat z počítačové tomografie.

O. Jiroušek, J. Jírová, J. Kult, R. Matlach, J. Máca

Pro napěťovou analýzu implantátu, zejména pak jeho vlivu na napjatost okolních tkání je nutné sestrojit podrobný matematický model vybrané části lidského skeletu. Vhodným zdrojem dat pro vytvoření takový model je počítačová tomografie (CT), u měkkých tkání je to magnetická rezonance (MRI). Byly implementovány algoritmy umožňující automatickou tvorbu geometrických modelů ze série snímků CT či MRI.

Povrch modelovaného orgánu byl mapován pomocí tzv. "Marching Cubes Algorithm", který zpravidla produkuje řádově milióny trojúhelníků. Tento počet je třeba snížit tak, aby přitom původní geometrie zůstala zachována. K tomu byly použity tzv. "decimační algoritmy". Pro získání prostorové diskretizace daného objemu byla užita Delaunayova prostorová triangulace. Tímto způsobem lze získat velmi dobrou geometrickou aproximaci původního tvaru orgánu. Další nespornou výhodou tohoto postupu je, že tomografický snímek obsahuje i informaci o tzv. relativní hustotě dané tkáně, ze které lze odvodit i materiálové charakteristiky. Závislost modulu pružnosti a pevnosti kostní tkáně odvozenou J.C. Ricem a S.C. Cowinem jsme využili při konstrukci modelu pánevního spojení (soustava pánev-femur) pro napěťovou analýzu pomocí metody konečných prvků.

• Jiroušek, O.: Biomechanical models in forensic medicine. - Proc. VIIIth Bilateral German / Czech Symposium: Advances of Measurement Techniques and Experimental Methods in Engineering Sciences, Bonn - Bad Honnef, Germany, 27 - 30 March 2001: 50-52 (2001)
• Jiroušek, O.: Development of Finite Element Models from CT Scans for the Use in Biomechanics. - Review of results and the set of selected publications achieved on IBM RS 6000/SP, 1(1): 155-160 (2001).
• Jiroušek, O., Máca, J., Jíra, J.: Biomechanical analysis of a new type of compressive splint used in carpal arthrodesis.- Acta of Bioengineering and Biomechanics, 3(1): 59-73 (2001).
• Jiroušek, O., Jíra, J., Jírová, J., Kult, J.: Using Ansys FEM System for Solution of Nonlinear Problems in Biomechanics. - Proc. 9. ANSYS User's Meeting, Třešť, 24 - 26 September 2001: 1-6 (2001).
• Jiroušek, O., Jírová, J., Matlach, R.: The assessment of mechanical properties of long bones from the forensic medicine point of view. - Proc. GESA Symposium 2001, Chemnitz, Germany, 17 - 18 May 2001: 191-196 (2001).
• Jiroušek, O., Jírová, J., Matlach, R.: Determination of ultimate strength of bones for the need of forensic medicine using computer tomography data. - Proc. 39th Experimental Stress Analysis 2001, Tábor, 4 - 6 June 2001: 145-148 (2001).
• Jiroušek, O., Jírová, J., Matlach, R.: Computer simulation of stress state of bones in forensic medicine using parallel approach. - Computer Methods in Biomechanics & Biomedical Engineering ( Edited by J.Midleton, M.L.Jones, N.G.Shrive and G.N.Pande) - 3: in print

---

2.17.  Apriorní integrační metoda pro analýzu, podobnost a optimalizaci svahů.

Koudelka Petr, Procházka Petr

První monografie o metodě apriorní integrace byla vydána česky nakladatelstvím Academia jako Studie 1/1993. Tato studie se zaměřila i do teoretické oblasti, zejména na podstatu metody apriorní integrace, která byla vyvinuta pro úlohu stability svahu. Od doby zpracování první publikace se oba autoři věnovali dalšímu výzkumu a ukázalo se, že metoda apriorní integrace je použitelná a výhodná mimo stability svahu při řešení jiných geotechnických problémů.

Autoři proto připravili druhou monografii  v anglickém jazyce, která vychází z první české práce, avšak zahrnuje výsledky posledních výzkumů. Jde zejména o výsledky komplexní minimalizace funkcionálů základních modelů stability svahů bez pórového tlaku, které mohou být využity k lepšímu chápání chování zemních těles a pro optimalizaci.

Průkazy a definice podobností svahů, které jsou odvozeny v monografii, umožňují zjednodušit analýzy a jejich využití je ukázáno přímo v monografii (např. analýzy návrhových teorií). Dále je to oblast návrhových teorií s podrobnější kritickou analýzou použití současné teorie mezních stavů při návrhu svahů, která byla zpracována nově, uvádí poslední výsledky výzkumu a dochází k formulaci paradoxu náhradních vlastností.

• Koudelka P., Procházka P.: Apriori Integration Method - Analysis, Similarity and Optimization of Slopes. Academia, Prague, p.168, (2001).

---

2.18.  Aplikace dynamické odezvy na identifikaci stavebních konstrukcí a jejich poškození.

Pirner M., Urushadze S.

Publikace má tři části :

• Identifikace nosného systému,
• Identifikace imperfekcí a jejich lokalizace a
• Příklady užití některých metod.

Myšlenka použití změn dynamických charakteristik, jako jsou vlastní frekvence, vlastní tvary kmitání, mohutnost vynuceného kmitání, utlum, k stanovení velikosti a místa poškození nebo jiných imperfekcí je stará asi 30 let.Ale teprve existence přesných elektronických čidel, spolu s teoretickými nástroji a výpočetní technikou tuto myšlenku pomohly realizovat v nástroj použitelný při řešení nejen jednoduchých, ale i složitých konstrukcích.

Většina metod zde uvedených byla odvozena v ÚTAM v laboratoři na velkých i malých modelech a na skutečných konstrukcích ;  jsou to metody SWLEC I, SWLEC II, stanovení matic tuhosti ze změřených vlastních tvarů a frekvencí a  metoda CAMOSUC.

Nejspolehlivější metodou se jeví lokalizace imperfekcí pomocí změn křivostí ploch vlastních tvarů kmitání (CAMOSUC).Základním předpokladem zjištění imperfekcí je, že známe odezvu konstrukce v jejím počátečním a v jejím změněném (poškozeném) stavu.Matematické vyjádření je jednoduché pomocí rozdílu druhých derivací ve vyšetřovaném bodě. Při experimentech na železobetonových konstrukcích  již v 80.letech byly pozorovány změny křivostí v poškozených  místech trhlinami; při řešení v posledních čtyřech letech mohly být využity již zmíněné teoretické a experimentální nástroje k zpřesnění metodik.

Všechny experimentální a teoretické práce byly umožněny podporou grantů GA ČR 103/96/K034 a GA AV ČR A2071103:

• Pirner, M., Urushadze, S.: Aplikace dynamické odezvy na identifikaci stavebních konstrukcí a jejich poškození. ÚTAM AV ČR, ISBN 80-86246-14-0, 49 s., (2001).

---

2.19.  Křehce-tvárné chování XXXa-železa obsahujícím měděné nečistoty.

Machová A.

Motivací práce bylo přispět k pochopení křehnutí starších reaktorových ocelí, obsahujících Cu-nanoprecipitáty. Problém byl studován pomocí numerických simulací metodou molekulární dynamiky (MD) s N-částicovými potenciály, včetně výpočtů napětí na atomární úrovni [1].  
MD simulace [2] za podmínek rovinné deformace a nízkých teplot ukazují, že díky charakteru vnitřních pnutí uvnitř a v okolí Cu-nanočástic, se mechanická odezva v systému Fe-Cu po zatížení odlišuje od čistého XXXa-Fe. Koherentní Cu-nanočástice s orientací podél rovin {110} a {001} jsou v XXXa-Fe pod velkým tlakem (několik GPa), což stěžuje nukleaci mikrotrhlin u rozhraní Fe-Cu. Dvojčatění se v systému Fe-Cu objevuje při nižších tahových zatíženích (7,5 GPa) než v čistém Fe, kde se objevuje při 10 GPa. To může přispívat ke křehnutí materiálu a to mechanizmy vzniku mikrotrhlin po protnutí tenkých dvojčat, nebo po nakupení dislokací u rozhraní dvojče-matrice, což je známé z experimentů. Rovněž se zjistilo, že vnitřní tlaková pnutí, ale i vyšší smykový modul v Cu, znemožňují průchod dislokací většími (6nm) i menšími (2nm) Cu precipitáty, což snižuje tvárnost materiálu. Prostorové simulace v krystalu Fe-Cu [1, 3, 4], obsahujícím Cu (2nm) částici s orientací {100} ukazují, že při teplotě 600 K, což je pracovní teplota v reaktorech typu VVER, si Cu-částice zachovají kubickou prostorově středěnou strukturu a zbytková pnutí v nezatíženém krystalu Fe-Cu klesnou proti nízkým teplotám zhruba na polovinu. To by mělo zlepšit průchodnost dislokací Cu-precipitáty. Kritickým namáháním je kombinace tahového a tlakového zatížení, kdy při úrovních cca 4 GPa, dochází k fázové transformaci Cu do tzv. 9R struktury, což vede k porušení vazeb uvnitř Cu i u rozhraní Fe-Cu. Přítomnost vakancí v Cu poněkud snižuje práh pro fázovou transformaci.

ZMD simulací nevyplývá, že by Cu-částice v starších reaktorech typu VVER, kde je pracovní zatížení řádově nižší - cca 100MPa, představovaly vážné nebezpečí. Zjištěné snadnější dvojčatění, nekoherentní (porušené) rozhraní Fe-Cu a blokování dislokací Cu-částicemi, však vysvětlují křehnutí pozorované v lomových experimentech (s vysokým zatížením) po ozáření.

1. Machová A.: Stress calculations on the atomistic level. Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 9 (2001) 327-337
2. Machová A.: Brittle-ductile behavior in bcc iron containing copper nano-particles. Materials Sci. Eng. A 319-321 (2001) 574-577
3. Machová A.: Influence of temperature on residual stress and damage in bcc iron containing Cu nano-particles. In: CD ROM Proceedings of the 3-rd International Conference on Materials Structure and Micromechanics of Fracture (MSMF-3), Brno, June 2001, 160-166
4. Machová A.: Residual stress in Fe-Cu alloys at 0 K and 600 K, odeslané do Computational Materials Science (2001)

---

2.20.  Měření tepelné vodivosti argonu a metanu.

Pátek J., Klomfar J.

Měření součinitelů tepelné vodivosti je součástí širšího programu experimentálního a teoretického výzkumu transportních vlastností směsí plynů. Praktické využití je zaměřeno na rozšíření znalostí o transportních vlastnostech binárních směsí, které jsou hlavními kompo-nentami zemních plynů. Z nich je nedůležitější měření součinitele tepelné vodivosti směsí metan - dusík a směsi  metan - oxid uhličitý.
  Jako úvodní byla provedena měření součinitele tepelné vodivosti argonu a metanu zaměřená na stanovení teplotní závislosti tepelné vodivosti těchto médií v limitě nulové hustoty a teplotní závislosti druhého viriálního součinitele jejich tepelné vodivosti. Měření bylo provedeno na zařízení založeném na nestacionární metodě žhaveného drátku v intervalu teplot 300 K až 425 K pro tlaky do 15 MPa.

Hlavním přínosem práce jsou získané hodnoty druhého viriálního součinitele tepelné vodivosti metanu v oblasti teplot, kde dosud chyběla. Potřeba těchto dat plyne ze skutečnosti, že současný stav teorie druhého viriálního součinitele již umožňuje jeho stanovení v rámci obecně užívaného reziduálního konceptu. Tímto postupem se zvyšuje přesnost a spolehlivost vztahů pro výpočet tepelné vodivosti tekutin pro široký rozsah teplot a tlaků. Měření současně posloužilo jako test použité aparatury. Získané údaje o druhém viriálním součiniteli tepelné vodivosti argonu a metanu jsou v dobrém souhlasu s Reinwaterovou-Friendovou teorií. Porovnání získaných dat s výsledky měření provedených jinými autory a publikovanými formulacemi, které se opírají o teorii, ukázalo, že součinitele tepelné vodivosti bylo možno měřit s chybou XXX.1.2 % při konfidenční pravděpodobnosti 95% pro argon a XXX.0.7 % pro metan.

Získaná data týkající se závislosti součinitele tepelné vodivosti na hustotě jsou porovnána s hodnotami vypočtenými z vlastností čistých složek pomocí výpočetní procedury založené na Thornově-Enskogově rovnici. Zkoumána byla i  možnost rozšíření Reinwaterovy-Friendovy teorie na binární směsi plynů. Výsledkem srovnání jsou navržené korekce těchto modelů.

Vzhledem k tomu, že jak vazkost tak i tepelná vodivost slouží ke stanovení konstant mikroskopických modelů měřených atomů a molekul, je dalším cílem této části výzkumu výstavba  zařízení pro měření dynamické viskozity tekutin metodou vibrujícího drátku.

• Pátek J., Klomfar J.: Measurement of the thermal conductivity of argon and methane: a test of a transient hot-wire apparatus. Fluid Phase Equilibria (přijato k publikaci), 2001