АННОТАЦИЯ 11
ВВЕДЕНИЕ 13
1 Теория синхротронного излучения 15
1.1 Теоретические основы синхротронного излучения 15
1.2 Дипольные магниты и источники синхротронного излучения 25
2 Численное моделирование характеристик излучения электронов от короткого
магнита на микротроне 31
2.1 Описание эксперимента по исследованию излучения в коротком магните 31
2.2 Применение SPECTRA для численного моделирования синхротронного излучения 33
2.3 Результаты моделирования характеристик излучения от короткого магнита 39
Заключение 51
Выводы 51
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 53
3.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 54
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 54
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений 55
3.1.3 SWOT-анализ 57
3.2 Планирование научно -исследовательских работ 60
3.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 60
3.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ 62
3.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 64
3.2.4 Бюджет научно -технического исследования (НТИ)
3.2.5 Расчет материальных затрат НТИ 65
3.2.6 Основная заработная плата исполнителей темы 67
3.2.7 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 69
3.2.8 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 70
3.2.9 Затраты на научные и производственные командировки 71
3.2.10 Контрагентные расходы 71
3.2.11 Накладные расходы 72
3.2.12 Формирование бюджета затрат научно -исследовательского проекта .. 73
3.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 74
4 Социальная ответственность 76
4.1 Анализ опасных и вредных факторов 76
4.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и
вредного воздействия и устранению их влияния при работе на ПЭВМ 78
4.2.1. Организационные мероприятия 78
4.2.2. Технические мероприятия 79
4.2.3. Условия безопасной работы 81
4.3 Электробезопасность 83
4.4 Противопожарная безопасность 85
Список литературы 87
Приложение А 90
Приложение Б 97
Все более широкое научное и техническое использование находит синхротронное излучение, сопровождающее движение электронов в поворотных магнитах синхротронов и накопительных кольцах. В настоящее время СИ используется в основном как источник электромагнитного излучения и имеет широкое применение [1]. Однако СИ применяется и как средство для диагностики пучков заряженных частиц [2].
СИ можно использовать в качестве источника когерентного излучения в сантиметровом диапазоне, но т.к. основная мощность излучения сосредоточена в более жёстких областях спектра — вакуумной ультрафиолетовой и рентгеновской — в них и развиваются основные применения синхротронного излучения.
Применения СИ можно отметить следующие:
• Структурный и химический анализ для создания новых материалов;
• Медицинская диагностика и терапия.
Синхротронное излучение в рентгеновской области позволяет проводить рентгеноструктурные и рентгеноспектральные измерения, благодаря которым можно не только исследовать структуру молекул, но и наблюдать динамику процессов образования и изменения конформации молекул и кластеров, и даже процессы разрыва и образования химических связей. Высокая интенсивность синхротронного излучения позволяет уменьшить размеры исследуемых объемов вещества до субмикронных размеров (менее 100 нм), благодаря чему возможно изучать свойства веществ с негомогенным составом и наноструктур.
Большое достоинство СИ заключается в том, что оно имеет малую угловую расходимость. Поэтому, кроме обычного метода поглощения, для получения изображений можно использовать рефракцию (преломление) или рассеяние фотонов на границах раздела сред. При этом оказывается, что рефракция более чувствительна к изменению плотности среды, чем поглощение. Благодаря этим уникальным параметрам использование СИ весьма эффективно в различных диагностических процедурах, например в ангиографии, маммографии, денситометрии, — то есть там, где требуется высокое качество снимков. В результате становится возможной диагностика онкологических заболеваний на ранней стадии их развития [3].
Однако при всех своих положительных качествах СИ не может полностью удовлетворить все возрастающие требования, предъявляемые к характеристикам излучения: интенсивности, спектральному диапазону, монохроматичности, возможности оперативной перестройки вида поляризации. Излучение, в значительной степени удовлетворяющее всем этим требованиям, может быть получено путем пропускания релятивистских заряженных частиц через ондулятор. В ондуляторе испускается электромагнитное излучение, порождаемое колебательным движением быстрых заряженных частиц. Движение такого типа реализуется, например, в пространственно - периодическом статическом магнитном поле (магнитный ондулятор) в кристаллах (природный ондулятор), в поле электромагнитной волны и в ряде других структур.
Большой прогресс в области создания новых источников на основе СИ требует проведения обширного моделирования характеристик СИ от различных магнитных устройств для различных параметров пучка ускорителя. Заметим, что точные аналитические решения для синхротронного излучения существуют только для одночастичного приближения и узкого класса задач. Уже для расчётов излучения от поворотных или подстроечных магнитов необходимо использовать численные методы решения, не говоря о такой разновидности СИ как ондуляторное излучение. Данное обстоятельство вызвало появление различных программ по моделированию свойств СИ [4].
