Nº 2 (2025)

Проведен анализ массива экспериментальных данных по выводу в атмосферу электронных пучков большого сечения при помощи низкоэнергетических (80–300 кэВ) электронных ускорителей, основанных на различных типах эмиссии: на термоэлектронной эмиссии, на взрывной электронной эмиссии, на основе различных разрядов с плазменным катодом и на основе высоковольтного тлеющего разряда. Ретроспективно показан и количественно оценен “эффект больших площадей”, заключающийся в уменьшении максимальной плотности тока электронного пучка, выведенного в атмосферу, при увеличении площади сечения пучка, но при сохранении условий стабильной генерации. Анализ полученных данных показывает наличие технологического ограничения по средней плотности мощности электронных пучков большого сечения, генерируемых низкоэнергетическими электронными ускорителями, которое составляет до 40 Вт / см² и связано со стойкостью тонких фольг для вывода электронных пучков из вакуума в атмосферу.

Описана конструкция прототипа карты измерительной электроники (КИЭ) фотонного спектрометра (ФОС) эксперимента ALICE / CERN. Разработка новой КИЭ связана с повышением светимости пучков Большого адронного коллайдера и необходимостью повысить точность измерения времени пролета для лучшей идентификации регистрируемых частиц. Существующая КИЭ ФОС не отвечает новым требованиям и должна быть заменена по плану модернизации ФОС. Улучшение измерительных характеристик КИЭ ФОС достигается за счет аппаратного измерения времени пролета вместо офлайн-обработки кодов оцифровки формы сигнала фотодетектора. Прототип КИЭ содержит восемь измерительных каналов и все функциональные блоки, необходимые для работы в ФОС. Приведено описание функциональных блоков. Представлены результаты измерений характеристик прототипа КИЭ в лаборатории и на электронной компоненте вторичных пучков частиц протонного синхротрона PS в ЦЕРНе в диапазоне импульсов от 1 до 10 ГэВ / с. По полученным результатам сделан вывод, что прототип КИЭ полностью соответствует требованиям к КИЭ модернизированного ФОС. На основе данной конструкции начата разработка полномасштабной КИЭ ФОС на 32 измерительных канала.

Разработан метод определения стартового импульса для времяпролетной методики, который существенно повышает точность временной привязки к импульсу протонного пучка. Измерен энергетический спектр импульсного источника нейтронов РАДЭКС и проведено сравнение с результатами моделирования. Описана процедура определения формы импульса нейтронов от времени на базе измеренной формы импульса протонного пучка при замедлении нейтронов в мишени. Описан метод абсолютной калибровки спектрометра с учетом эффекта изменения энергии нейтрона вследствие многократного упругого рассеяния нейтрона в образце. Разработана процедура восстановления сечений радиационного захвата нейтрона ядром при многократном упругом рассеянии нейтронов в образце. Представлены результаты калибровочных измерений сечений радиационного захвата нейтрона ядром Au на времяпролетном спектрометре установки ИНЕС. Проведено сравнение измеренных сечений с расчетными сечениями на основе известных параметров резонансов и сечениями, полученными ранее в эксперименте с тонким образцом.

Рассматривается актуальная проблема автоматизации спектроскопических измерений на базе спектрометра ДФС-24. Разработана универсальная система, состоящая из блока управления, блока сбора и регистрации данных и пользовательского интерфейса. Все задачи и соответствующие механизмы, связанные с применением спектрометра, контролируются через интерфейс, разработанный в среде LabVIEW. Использование цифровых методов обработки и управления позволяет увеличить разрешающую спектральную способность приборов и делают доступной регистрацию слабых сигналов. Представлены результаты применения разработанной системы управления.

Представлено описание методики разработки аналоговых электронных узлов с использованием необходимых звеньев и ее применение для конкретных задач. Приводится обоснование важности предлагаемой методики для создания радиотехнических систем. Применение теоретических расчетов позволяет осуществлять синтез аналоговых устройств и проводить необходимые экспериментальные исследования. По результатам анализа литературных источников было сделано заключение о том, что для реализации новой методики проектирования необходим математический аппарат на основе применения систем дифференциальных уравнений, которые будут описывать базовые аналоговые устройства. Это позволит выделить наиболее часто встречающиеся математические функции и рассматривать их в качестве элементарных звеньев.

Представлен волноводно-микрополосковый переход, предназначенный для соединения прямоугольного волновода WR-15 сечения 3.759×1.889 мм2 с микрополосковой линией на подложке из оксида алюминия толщиной 0.127 мм. Приведены результаты электромагнитного моделирования конструкции и измерения S-параметров макета, включающего в себя два перехода, соединенных “спина к спине”. В рабочем диапазоне частот с перекрытием 1:1.5 значения прямых и возвратных потерь измеряемого макета не превышают –2.7 дБ и –10 дБ соответственно. Устройство можно использовать как интегрированный элемент конструкции различных функциональных блоков радиотехнических систем.

Конденсаторная ячейка 120 кДж, 50 кВ предназначена для работы в емкостном накопителе энергии с запасаемой энергией в несколько мегаджоулей. Предложена и обоснована двухконтурная схема ячейки, состоящая из “быстрого” и “медленного” разрядных контуров. Быстрый разрядный контур, включающий в себя конденсатор с относительно небольшой запасаемой энергией и быстродействующий псевдоискровой коммутатор разрядного тока, обеспечивает заданную длительность фронта напряжения на нагрузке, не превышающую 100 нс. Медленный контур с основной конденсаторной батареей и вакуумным разрядником способен генерировать импульс тока амплитудой до 500 кА при заданной длительности фронта тока до 10 мкс. Описана конструкция конденсаторной ячейки и представлены результаты исследования переходных процессов при ее разряде, в том числе высокочастотных колебаний в кабельной линии длиной 20 м, соединяющей ячейку с нагрузкой. Приведены результаты испытаний прототипа конденсаторной ячейки.

Была разработана, собрана и введена в работу система циркуляции газа, используемого в качестве импульсной струйной мишени для лазерно-плазменного источника излучения. Была проведена пробная эксплуатация системы, также была продемонстрирована ее работоспособность. Описаны как основной циркуляционный, так и вспомогательные (откачка вакуумной камеры, откачка системы) режимы работы. Продемонстрирована высокая герметичность системы, что гарантирует малые потери рабочего газа и его чистоту. При условии использования одного рода газа сконструированная система может работать месяца без повторной откачки системы. Данная конструкция системы подачи газа позволяет многократно использовать рабочий газ в качестве мишени ЛПИ, что дает возможность расходовать дорогостоящие газы более рационально и экономно. Таким образом, использование систем циркуляции газа дает дополнительное преимущество для развития ЭУФ-литографии с использованием ЛПИ на газоструйной мишени.

Описана одна из возможных модификаций времяанализирующего электронно-оптического пре­образователя модели ПИФ-01. Показано, как, не меняя габаритов устройства и требований к обеспечивающей его электронике, можно улучшить временное разрешение преобразователя. Проведено математическое моделирование основных технических параметров модифицированного электронно-оптического преобразователя и приведены результаты экспериментов, подтверждающие проведенные расчеты.

Описан волоконно-оптический датчик температуры с чувствительным элементом на основе кремниевого микроинтерферометра Фабри–Перо, температура которого измеряется по сдвигу интерференционных полос вследствие зависимости коэффициента преломления кремния от температуры. Интерферометр Фабри–Перо представляет собой кремниевую пластину размерами 500×500 мкм₂ толщиной 20 мкм, расположенную на торце одномодового волокна. Коэффициент преобразования такого интерферометра равняется примерно 1 нВт / °С при чувствительности порядка 5 · 10_–3 °С.

In this work, a method for smooth flow regulation during the circulation cleaning of noble gas used as the working medium in a two-phase emission detector has been developed. Experimental studies showed that the circulation cleaning using the modified version of the KNF N143SV.12E circulation pump is effective, ensures the necessary safety of the pump operation, and can be used in long-term experiments with emission detectors on liquefied noble gases.

Метод импульсно нагреваемого зонда отвечает новым возросшим требованиям, предъявляемым к теплофизическому эксперименту. В сочетании с компьютерным сбором и обработкой информации он обеспечивает комплексность измерений в одном эксперименте, прецизионность результатов, решение разнообразных задач в теплотехнике. Реализация в описанном виде позволяет проводить измерение теплопроводности жидкостей и газов при температурах 293–593 К и давлениях до 30 МПа, а также твердых тел при атмосферном давлении.

The split-type ultra-high-pressure die with a prism-type cavity is studied by numerical simulation and destructive experiments, which is used for synthesizing super-hard materials and scientific research. The relationship between the split angle and cylinder stresses, stress characteristics, and ultimate pressure-bearing capacity is analyzed. In split-type dies, the divided bodies are pressed together, providing significantly improved massive and lateral support effects, which effectively minimize cylinder stress. The simulation results demonstrate that an increase in the split angle of the cylinder leads to a corresponding decrease in cylinder stress. The stresses in the radial split-type cylinder with a prism-shaped cavity are significantly lower compared to those in belt-type and tangential split-type cylinders. The inner wall of the split-type cylinder, which is flat, bears compressive stresses in the circumferential, radial, and axial directions, resulting in a stress condition that closely resembles the hydrostatic stress state, which is an optimal condition for tungsten carbide material. The pressure-bearing capacities have been verified through destructive experiments and the results indicate that the split-type dies are capable of bearing higher pressures. The split-type ultra-high-pressure die introduces a novel idea and approach to achieving a higher ultimate pressure-bearing capacity and a larger cavity.