Архив статей журнала

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ НА ПРАКТИКУМЕ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ОПТИКЕ В НОВОСИБИРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Краснопевцев Спартак Евгеньевич
Описана разработка программы на языке Python для анализа изображений интерференций и формирования графика спектра источника света для практикума по физической оптике. Предусмотрена калибровка преобразования Фурье и определение частотных составляющих в составе света. Строится график видности, оценивается ширина видности.

Сохранить в закладках
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ВОЛНОВОГО ПОЕЗДА В ПРОДОЛЬНОМ СЛЕДЕ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНЫ ПРИ ЧИСЛЕ МАХА 2,5 (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Питеримова Марина Владимировна, Косинов Александр Дмитриевич, Семёнов Николай Васильевич, Яцких Алексей Анатольевич, Шмакова Александра Валерьевна, Ермолаев Юрий Геннадьевич, Смородский Борис Владимирович
В работе рассматриваются экспериментальные результаты по развитию волнового поезда в продольном следе в пограничном слое плоской пластины при числе Маха 2,5. Выполнен анализ пространственно-временных распределений и частотно-волновых спектров пульсаций, а также их волновых характеристик в линейной и слабонелинейной фазе развития волнового поезда в однородном и неоднородном пограничном слое при фиксированной мощности источника контролируемых возмущений. В ходе анализа результатов субгармонический резонанс не наблюдался. Разложение по волновому спектру стационарной неоднородности и экспериментальные данные о волновых характеристиках и спектрах возмущений позволили предложить варианты взаимодействия волн для режима наклонного перехода.

Сохранить в закладках
О ВЛИЯНИИ УСЛОВИЙ ФОКУСИРОВКИ НА ЭМИССИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ ЛАЗЕРНО-ПЛАЗМЕННОГО ИСТОЧНИКА ИОНОВ (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Вовченко Евгений Дмитриевич, Козловский Константин Иванович, Полозов Сергей Маркович, Шиканов Александр Евгеньевич, Морозова Елена Алексеевна, Исаев Антон Алексеевич

Рассмотрены вопросы влияния геометрических условий фокусировки лазерного излучения на поверхность плазмообразующей мишени лазерно-плазменного источника ионов. В частности, экспериментально установлено наличие двух максимумов ионной эмиссии в области плотности потока лазерного излучения, превышающего 1015 Вт/м2. Предложена возможная интерпретация этого эффекта.

Сохранить в закладках
НОВЕЙШИЕ МОДЕЛИ УСКОРИТЕЛЕЙ ЭЛВ С ЭНЕРГИЕЙ ДО 4 МЭВ (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Воробьев Денис Сергеевич, Куксанов Николай Константинович, Домаров Евгений Вадимович, Голубенко Юрий Иванович, Корчагин Алексей Иванович, Салимов Рустам Абельевич, Фадеев Сергей Николаевич, Чакин Иван Константинович, Семенов Алексей Вячеславович, Лаврухин Александр Владимирович, Потапова Юлия Эдуардовна

В статье рассматриваются новые модели ускорителей серии ЭЛВ: ЭЛВ-15 с максимальной энергией до 3 МэВ, ЭЛВ-16 с максимальной энергией до 4 МэВ, ускоритель ЭЛВ-18 с энергией до 2 МэВ, и модификация ускорителя ЭЛВ-4Б. Даны детали процесса проектирования, расчета и тестирования. Рассматриваются особенности эксплуатации и вывода на рабочие параметры. Помимо этого, уделяется внимание текущему состоянию дел, связанных с ускорителями электронов серии ЭЛВ: разработкой, исследованиями, применением и поставками.

Сохранить в закладках
РАБОТА ВЧ-СИСТЕМ В ХОДЕ СОВМЕСТНЫХ СЕАНСОВ БУСТЕРА И НУКЛОТРОНА (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Бровко Олег Игоревич, Володин Антон Акмалович, Лебедев Валерий Анатольевич, Сыресин Евгений Михайлович, Сидорин Анатолий Олегович, Фатькин Георгий Александрович
В статье обсуждаются результаты пусконаладочных работ ВЧ-систем инжекционного комплекса NICA и планы по их дальнейшему развитию. Подготовка инжекционного комплекса к инжекции в коллайдер требует увеличения интенсивности пучка на выходе нуклотрона примерно на два порядка. Получение требуемой интенсивности будет достигнуто накоплением пучка на энергии инжекции с использованием электронного охлаждения и уменьшением потерь при ускорении. Это потребует оптимизации всех систем комплекса, и в том числе значительного уменьшения потерь, связанных с ВЧ-системами. Полученный опыт позволяет выбрать оптимальную стратегию для дальнейшего развития ВЧ-систем. Основными направлениями являются: (1) накопление пучка в продольном фазовом пространстве при инжекции в бустер, (2) уменьшение роста продольного эмиттанса при ускорении, (3) перепуск пучка сгусток-в-сгусток из бустера в нуклотрон без роста продольного эмиттанса и (4) минимизация потерь при ускорении и перепусках пучка. Последнее требует согласования темпа ускорения с возможностями существующих ВЧ-систем.

Сохранить в закладках
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ ЭМИТТАНСА ПУЧКОВ ИОНОВ УГЛЕРОДА В КАНАЛЕ РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА УСКОРИТЕЛЬНОМ КОМПЛЕКСЕ У-70 (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Максимов Александр Васильевич, Новоскольцев Фёдор Николаевич, Синюков Роман Юрьевич, Янович Андрей Антонович

Описана методика определения эмиттанса пучков ионов углерода путем измерения их поперечных размеров в конце воздушного промежутка канала. Рассмотрено обратное преобразование фазовых эллипсов с учетом многократного кулоновского рассеяния частиц и наличия дисперсии в пучке ионов углерода. Приведены значения бетатронного эмиттанса перед первой квадрупольной линзой, которые сравниваются с данными, полученными прямым расчетом, начиная от внутренней мишени. Обсуждаются неточности в расчетных и измеренных значениях эмиттанса. Моделирование и измерение проводились при энергиях пучков перед мишенью 200, 300 и 400 МэВ/нуклон.

Сохранить в закладках
ПРОЕКТ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ОБЛУЧЕНИЯ ДВУМЯ ПУЧКАМИ ИОНОВ НА БАЗЕ УСКОРИТЕЛЯ ТИПР ДЛЯ ИМИТАЦИИ НЕЙТРОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Федин Петр Алексеевич, Прянишников Кирилл Евгеньевич, Кулевой Тимур Вячеславович, Зиятдинова Альбина Валерьевна, Козлов Александр Владимирович, Семячкин Вячеслав Кириллович, Куйбида Ростислав Петрович

Ионный ускоритель - это многофункциональный инструмент, который, в том числе, может быть использован для моделирования эффектов нейтронного облучения в реакторных материалах. Под действием нейтронов в конструкционных материалах ядерных установок возникают дефекты кристаллической решетки и происходит накопление продуктов трансмутации (гелия и водорода) в структуре материала. В Курчатовском комплексе теоретической и экспериментальной физики (ККТЭФ) ускоритель тяжелых ионов ТИПр (тяжелоионный прототип) используется для моделирования радиационных повреждений в сталях и сплавах с помощью пучка ионов Fe2+ 5,6 МэВ. Для одновременной имплантации гелия (или водорода) в область дефектов на установке ТИПр проектируется второй канал, обеспечивающий пучок ионов гелия с энергией до 300 кэВ. В статье представлено описание проектируемой установки.

Сохранить в закладках
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ ЦИКЛОТРОНА Ц-250 (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Горбунов Илья Васильевич, Галчук Анатолий Васильевич, Григоренко Сергей Викторович, Осина Юлия Константиновна, Цыганков Сергей Степанович

Рассмотрены особенности моделирования центральной области и динамики пучка ионов водорода для циклотрона Ц-250, предназначенного для работы в широком диапазоне регулирования энергии 30-250 МэВ. На основе моделирования динамики пучка ионов в диапазоне регулирования энергии определена оптимальная конфигурация центральной области ускоряющей системы циклотрона Ц-250. В разработанной центральной области выполняются требования по обеспечению достаточной вертикальной фокусировки частиц электрическим полем при захвате пучка в широком фазовом диапазоне. Отклонение центров орбит частиц от геометрического центра циклотрона составляет 2-3 мм для всего диапазона регулирования магнитного поля циклотрона.

Сохранить в закладках
ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛЯ НЕЙТРОНОВ МОНИТОРАМИ НА ОСНОВЕ ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ СЧЕТЧИКОВ (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Ажгирей Игорь Леонидович, Байшев Игорь Сергеевич, Пикалов Владимир Александрович, Суманеев Олег Валентинович

Нейтронные мониторы на основе газонаполненных пропорциональных счетчиков и первые результаты измерений были показаны на RuPAC-2018 и RuPAC-2021. Предполагается использовать эти детекторы для мониторинга стабильности условий проведения сеансов радиационной терапии. Здесь представлены процедура калибровки мониторов на источнике нейтронов AmBe и новые экспериментальные данные. Мониторы были использованы для измерения флюенса нейтронов за защитой экспериментальной установки «Центр коллективного пользования - радиобиологический стенд на углеродном пучке У-70» с энергией пучка ионов 450 МэВ/нуклон. Измерения сопровождались расчетным моделированием с использованием пакета программ CERN FLUKA. Показано хорошее согласие между результатами измерений и расчетов. Даже одиночный монитор со свинцовой вставкой, откалиброванный на AmBe-источнике, позволяет получать хорошие результаты в реальном нейтронном поле. Продемонстрирована возможность оценки флюенса нейтронов с энергией выше 10 МэВ по показаниям пары мониторов. Для улучшения качества измерений необходимо принимать во внимание разницу между условиями калибровки и измерений.


Сохранить в закладках
ОШИБКА КАЛИБРОВКИ СВЕТИМОСТИ, ОПРЕДЕЛЯЕМОЙ МЕТОДОМ ВАНДЕРМЕЕРОВСКОГО СКАНИРОВАНИЯ, ВОЗНИКАЮЩАЯ ИЗ-ЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПУЧКОВ С Q-ГАУССОВЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ЧАСТИЦ (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Абед Мохамед Атеф, Бабаев Антон Анатольевич, Сухих Леонид Григорьевич
Точность калибровки светимости - важная проблема при эксплуатации коллайдеров, от успешного решения которой зависит точность проводимых экспериментов. В адронных коллайдерах калибровка светимости производится с использованием вандермееровского сканирования, целью которого является измерение перекрытия сталкивающихся пучков. При столкновении двух пучков их электромагнитное взаимодействие приводит к изменению перекрытия и, следовательно, к ошибке калибровки светимости. Как правило, этот эффект учитывается в предположении о гауссовом распределении частиц пучка. Однако известно, что распределение в пучках адронных коллайдеров отличается от гауссова, и, в более общем виде, описывается q-гауссовыми функциями. Точный учет электромагнитного взаимодействия становится актуальной задачей при повышении требований к точности измерений светимости (например, в проекте HL-LHC целью является точность 1 %). В данной работе представлена модель электромагнитного взаимодействия пучков с q-гауссовым распределением частиц, оценивается влияние этого взаимодействия на калибровку светимости методом вандермееровского сканирования. Вычисления проведены для условий экспериментов CMS и ATLAS.

Сохранить в закладках
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ С BPM (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Денисов Вячеслав Сергеевич, Роговский Юрий Анатольевич

Чтобы обеспечить непрерывность работы коллайдера ВЭПП-2000, необходимо точное измерение бетатронной частоты. Для этого в данной работе предлагается использовать уточняющие Фурье-преобразование методики, такие как интерполяция параболой (метод Гассиора), NAFF и оконные функции. Уточненная частота в дальнейшем используется при построении фазовых портретов пучка для контроля наводок магнитных полей высокого порядка. Кроме того, в работе рассмотрены методы выделения сигнала из смеси для последующего анализа - PCA и ICA. Наконец, для повышения точности определения частоты в работе описана простейшая имплементация фильтра Калмана для повышения точности последующего гармонического анализа. В дополнение ко всему вышеизложенному в работе кратко анализируется метод контроля работы самих датчиков положения пучка.

Сохранить в закладках
КОГЕРЕНТНЫЕ БЕТАТРОННЫЕ КОЛЕБАНИЯ ПРИ ИНЖЕКЦИИ В НАКОПИТЕЛЬ (2024)
Выпуск: Том 19 № 2 (2024)
Авторы: Шерстюк Сергей Павлович, Переведенцев Евгений Алексеевич, Тимошенко Максим Вадимович

Однооборотная (и односгустковая) инжекция часто происходит при большой интенсивности инжектируемого пучка, по сравнению с циркулирующим. Коллективные эффекты, возникающие благодаря поперечным импедансам, могут ограничить эффективность инжекции. Были проанализированы условия сохранения дипольного момента при инжекции в присутствии машинной нелинейности, приводящей к расфазировке бетатронных колебаний. Теоретические результаты подкрепляются численным моделированием. Полученные выводы используются для интерпретации поведения реальных дипольных когерентных колебаний, наблюдаемых при инжекции в ВЭПП-2000.


Сохранить в закладках