Введение 11
1. Устройство спектрометра 12
2. P-i-n диод 14
2.1 Принцип действия p-i-n диода 14
2.2 Рабочие параметры p-i-n диода 16
2.3 P-i-n-диод марки «BPW34» 18
3. Зарядовый усилитель 20
3.1 Усиление с открытой обратной связью 23
3.2 Шум 25
4. Схема формирования импульса 27
4.1 формирование и обработка импульсов 27
4.2 Напряжение и ток в зависимости от времени 29
4.2.1 Разрядка 29
4.2.2 Зарядка 30
4.2 CR дифференциатор или фильтр высоких частот 30
4.3 RC - интегратор или фильтр низких частот 32
4.4 CR - RC формирование 34
5. Аппаратурная форма линии 37
6. Экспериментальная часть 41
6.1 Расчет характеристик 46
7 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение... 49
7.1 Потенциальные потребители результатов исследования 50
7.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 51
7.3 SWOT-анализ
7.4 Планирование научно-исследовательской работы 57
7.4.1 Определение трудоемкости выполнения НИОКР 58
7.4.2 Разработка графика проведения научного исследования 60
7.4.3 Календарный план-график в виде диаграммы Г антта 61
7.5 Бюджет научного исследования 64
7.5.1 Расчет материальных затрат НТИ 65
7.5.2 Основная заработная плата исполнителей темы 67
7.5.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 70
7.5.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 71
7.5.5 Затраты на научные и производственные командировки 72
7.5.6 Контрагентные расходы 73
7.5.7 Накладные расходы 73
7.5.8 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 74
7.6 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования 75
Заключение 78
Список использованных источников 79
Приложение А 82
Приложение Б 83
Приложение В
Актуальность данной работы продиктована тем, что разработка новых детекторов, регистрирующей аппаратуры, методов обработки экспериментальных данных по-прежнему остается важной задачей. Несмотря на то что, к настоящему времени создано множество детекторов различных типов, позволяющих регистрировать излучение любой природы.
Причина этого заключается в том, что решение конкретных задач, как правило, требует предельной оптимизации детектирующих систем. Предъявляемые требования чаще всего противоречивы. Например, необходимо одновременно обеспечить максимальное быстродействие и высокое энергетическое разрешение, либо максимальную эффективность регистрации при минимальном размере и т.д.
Все эти факторы делают актуальной разработку бюджетного переносного спектрометра, обладающего максимально большим возможным разрешением, при минимально возможной стоимости.
Целью данной работы является исследование характеристик, разработка и создание бюджетного спектрометра на основе pin- диода.
Для достижения поставленной цели в рамках выпускной квалификационной работы необходимо решить следующие задачи:
6. Обзор литературы по применению pin-диода для регистрации
излучения.
7. Исследование характеристик pin- диодов в качестве счетчика.
8. Разработка спектрометра на основе pin- диода.
9. Проведение спектрометрических измерений на полученном
приборе.
10. Анализ и сравнение полученных результатов.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были выполнены следующие задачи:
• Изготовлен макет спектрометра на основе pin-диода и проверен на работоспособность.
• Проведены измерения на полученном спектрометре
• Рассчитаны основные характеристики получившегося полупроводникового спектрометра (эффективность, стоимость, разрешение, энергетический диапазон)
• Разработанный спектрометр является малогабаритным,недорогим, обладает хорошим энергетическим разрешением для электронов и гамма квантов, имеет хорошую эффективность регистрации.
1. Цирлин Ю.А., Глобус М.Е., Сысоева Е.П. Оптимизация детектирования гамма - излучения сцинтилляционными детекторами. М.: Энергоатомиздат, 1991г
2. Берковский А.Г., Гаванин В.А., Зайдель И.Н. Вакуумные фотоэлектронные приборы. М.: Радио и связь, 1988г.
3. Акимов Ю.К., Игнатьев О.В., Калинин А.И., Кушнирук В.Ф. Полупроводниковые детекторы в экспериментальной физике. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
4. МеликовЮ.В. Экспериментальные методы в ядерной физике. Курс лекций.- М.: Изд-во Моск. ун.-та, 1996
5. Степанов Ю.М. «Экспериментальные методы ядерной физики»
6. Потапов Л. А. «Электротехнические устройства, Полезная информация, Основы электроники»
7. «Волоконная оптика. Теория и практика» Дэвид Бейли, Эдвин Райт
9. А.И. Абрамов, Ю.А. Казанский, Е.С. Матусевич. Основы экспериментальных методов ядерной физики. Москва, «Атомиздат», 1977, с. 161-207.
10. Столярова Е.Л. Прикладная спектрометрия ионизирующих излучений. Москва, «Атомиздат», 1964, с. 3-20.
11. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982.13. Волков Н.Г., Христофоров В.А. Методы ядерной спектрометрии. -М.: Энергоатомиздат, 1990.
12. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. - . - М.: Энергоатом издат, 2005. - 440с.
13. Миклашевский С. П. Промышленная электроника. - М.: Недра, 1973.]
14. Блоки детектирования спектрометрические 6931-17, 6931-20, БДЭГ2-22, БДЭГ2-23.
15. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ. - Изд. 6-е. - М.: Мир, 2003. - 704с.,
16. Миклашевский С. П. Промышленная электроника. - М.: Недра, 1973.
17. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники. - М.: Сов.радио, 1980.
18. Григорьев О.П., Замятин Б.В., Кондатьев БВ., Пожидаев С.Л. Транзисторы справочник изд-во «Радио и связь»М-1990.
19. Големинов Н.Г. "Спектрометрические методы в радиационной экологии"
,М, МИФИ, 1993г.
20. Гуров Ю.Б. Мохоров П.В. Шафигуллин P.P. Шишков A.B. Выбор формирующих цепей полупроводникового спектрометра заряженных частиц с учетом конечного времени собирания заряда. -М.: изд. МИФИ 1987г.
21. Федеральный закон «Об основах охраны труда» от 17.07.1999 г. №181-ФЗ
22. СанПин 2.2.2/2.4.1340-03. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы «Гигиенические требования к ПЭВМ и организации работы».
23. ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.
24. ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность.
25. Пожаро и взрывобезопасность промышленных объектов.ГОСТ Р12.1.004- 85 ССБТ Пожарная безопасность
26. Инструкция по охране труда при проведении радиомонтажных и настроечных работ на кафедре Прикладной физики (ПФ)
27. ГОСТ 27212-87. Источники ионизирующего излучения радионуклидные закрытые. Общие технические условия.
28. «Общие положения обеспечения безопасности рдиационных источников» (НП-038-11), утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 05.03.2011 г № 104.
29. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). СП 2.6.1.2523-09.
30. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010). СП 2.6.1.2612-10
31. ИНСТРУКЦИЯ № 5 -13 по охране труда для работников, занятых пайкой и лужением изделий паяльником, кафедры Прикладная физика (ПФ) (ТИ Р М-075-2003)