Дифракционное излучение Вавилова-Черенкова релятивистских электронов
В данной работе проводилось исследование дифракционного излучения Вавилова-Черенкова, возникающего при пролете заряженной частицы вблизи диэлектрической мишени для пучков с энергией от 6 МэВ до 5 ГэВ. Моделирование было проведено в пакете Wolfram Mathematica.
Рассмотренный механизм излучения не сопровождается непосредственным взаимодействием частиц пучка с мишенью, что открывает перспективы невозмущающей диагностики пучков на современных ускорителях
Аннотация…………………………………………………………………………………………………… 12
Реферат ………………………………………………………………………………………………………. 13
Введение …………………………………………………………………………………………………….. 14
1 Дифракционное излучение Вавилова-Черенкова ……………………………………. 15
1.1 Генерация поляризационного излучения ……………………………………….. 15
1.2 Излучение Вавилова-Черенкова ……………………………………………………. 17
1.3 Дифракционное излучение Вавилова-Черенкова ……………………………. 18
2 Дифракционное излучение Вавилова-Черенкова от диэлектрической
призмы ……………………………………………………………………………………………………….. 20
2.1 Спектрально-угловое распределение плотности ДИ и ДИВЧ …………. 20
2.2 Проверка границ применимости ……………………………………………………. 22
2.3 Сравнение моделей распределений плотности ИВЧ ………………………. 26
2.4 Сравнения распределений ДИВЧ с результатами полученными на
микротроне ТПУ ………………………………………………………………………………… 29
2.5 Компоненты поля спектрально-углового распределения ИВЧ и ДИ.. 32
2.6 Моделирование распределений для микротрона ТПУ ……………………. 35
2.7 Моделирование для эксперимента на ускорителе КЕК …………………… 39
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 64
3 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 66
3.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности … 67
3.1.1 Правовые нормы трудового кодекса ………………………………………… 67
3.1.2 Организация рабочего места исследователя …………………………….. 67
3.2 Производственная безопасность ……………………………………………………. 70
3.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………. 70
3.2.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
вредных факторов ……………………………………………………………………………………….. 71
3.2.3 Психофизиологические факторы …………………………………………….. 74
3.2.4 Электробезопасность ………………………………………………………………. 75
3.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………. 79
3.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………. 80
Выводы ……………………………………………………………………………………………… 84
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 85
Введение ………………………………………………………………………………………………. 85
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения … 86
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования…………… 86
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений …………………………… 86
4.1.3 SWOT-анализ………………………………………………………………………….. 88
4.2 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………. 90
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………… 90
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка
графика проведения …………………………………………………………………………………….. 92
4.2.3 Разработка графика проведения научного исследования ………….. 93
4.3 Бюджет научно-технического исследования ………………………………….. 96
4.3.1 Расчет материальных затрат НТИ ……………………………………………. 96
4.3.2 Расчет амортизации специального оборудования …………………….. 97
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы……………………….. 97
4.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы …………….. 99
4.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) … 99
4.3.6 Накладные расходы ………………………………………………………………. 100
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования ……. 100
Выводы по разделу ………………………………………………………………………….. 105
Список используемых источников …………………………………………………………….. 106
Приложение А …………………………………………………………………………………………… 109
Аннотация
Излучение Вавилова-Черенкова было открыто в 1934 году, с того
момента оно было детально рассмотрено во множестве теоретических и
экспериментальных работах, и широко используется во многих областях,
связанных с ядерной физикой и радиоактивностью.
Позже было доказано наличие излучения Вавилова-Черенкова при
прохождении заряда вблизи мишени, но считалось что интенсивность такого
излучения слишком низкая для его регистрации. В 2018 году был проведен
эксперимент, в котором было доказано, что некогерентное оптическое
излучение Вавилова-Черенкова при пролете вблизи мишени обладает
достаточной интенсивностью для его использования. Данный факт послужил
толчком в проведении дальнейших теоретических и экспериментальных
исследований в данной области.
В данной работе проводилось исследование дифракционного излучения
Вавилова-Черенкова, возникающего при пролете заряженной частицы вблизи
диэлектрической мишени для пучков с энергией от 6 МэВ до 5 ГэВ.
Моделирование было проведено в пакете Wolfram Mathematica.
Рассмотренный механизм излучения не сопровождается
непосредственным взаимодействием частиц пучка с мишенью, что открывает
перспективы невозмущающей диагностики пучков на современных
ускорителях
Реферат
Выпускная квалификационная работа 123 с., 91 рис., 20 табл., 32
источник.
Ключевые слова: излучение Вавилова-Черенкова, дифракционное
излучение Вавилова-Черенкова, дифракционное излучение, невозмущающая
диагностика, диэлектрическая призма, моделирование, Wolfram Mathematica.
Объектом исследования является: Дифракционное излучение Вавилова-
Черенкова (ДИВЧ).
Цель работы – Определить оптимальную геометрию и параметры
диэлектрических мишеней для использования ДИВЧ, получить и использовать
компоненты интенсивности поля ДИВЧ и ДИ, провести моделирования для
экспериментов на ускорителях ТПУ и КЕК.
В процессе исследования проводилось моделирование характеристик
дифракционного излучения Вавилова-Черенкова и дифракционного излучения
с помощью математического пакета Wolfram Mathematica и обработки в
Microsoft Excel.
Степень внедрения: Были проведены эксперименты по изучаемому
предмету. В настоящее время ведутся теоретические проработки и подготовка к
будущим экспериментам.
Область применения: Невозмущающая диагностика пучков заряженных
частиц. Определение диэлектрических констант материала мишени.
Экономическая значимость работы на данный момент состоит в
улучшении качества определения характеристик пучков и мишеней, так и в
уменьшении времени работы оборудования.
В данной работе были рассмотрены основные понятия
поляризационного излучения, в частности излучения Вавилова-Черенкова и
некоторые его свойства. Излучение Вавилова-Черенкова возникает при
прохождения заряженных частиц, движущихся с постоянной скоростью, через
оптически прозрачную среду, в которой скорость частиц больше фазовой
скорости света в этой среде.
Излучение Вавилова-Черенкова нашло применение при его
использовании в детектирующих установках. Черенковское излучение не
зависит от химического состава среды, и, следовательно, при его исследовании
можно определять как энергию и скорость, так и направление движения
элементарных частиц от ускорителей, а также и космических лучей. В
частности, детекторы черенковского излучения используют при контроле
герметичности контуров ядерных установок.
В данной работе подробно исследуется так называемое дифракционное
излучение Вавилова-Черенкова, которое возникает, когда пучок заряженных
частиц пролетает около диэлектрической мишени, в отличии от собственно
излучения Вавилова-Черенкова.
Ранее считалось, что излучение Вавилова-Черенкова, возникающее при
пролете частиц вблизи диэлектрика слишком мало для того, чтобы его
учитывать. В последние годы экспериментально и теоретически было показано,
что мощности излучения достаточно чтобы получать информацию о
характеристиках самого пучка и мишени. При прохождении заряженных частиц
в непосредственной близости от мишени, поля частиц поляризуют среду в
области ≈ “#$, т.е. в данном случае излучение генерируется без
непосредственного взаимодействия частиц с средой. Данное свойство
представляет интерес, так как с его помощью возможно использовать
излучение Вавилова-Черенкова в качестве одного из методов невозмущающей
диагностики.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.5 (80 отзывов)
4.6 (522 отзыва)
4.9 (522 отзыва)
4.8 (30 отзывов)
4.7 (96 отзывов)
4.9 (826 отзывов)
4.8 (211 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
4.9 (35 отзывов)
