Введение 2
1 Литературный обзор 3
1.1 Устройство
1.2 Основы теории порошковых дифрактометров. Формулы Кальоти . . . . . . . 4
1.3 Формула Хьюита, переменные U; V; W
1.4 Оптимальное значение α3
1.5 Множественность выбора
1.6 Задача оптимизации. Компромисс между светосилой и разрешением. Фактор
качества
1.7 Вертикальная фокусировка
1.10 Тенденции в построении приборов
2 Новый метод оптимизации 17
2.1 Физичность переменных
2.2 Выбор монохроматора
2.3 Проблема выбора переменных
2.4 Результаты, полученные от экспериментаторов
2.5 Статистический подход
2.6 Анализ статистики
2.7 Моделирование приборов по выбранным параметрам
3 Заключение 27
Литература 2
Нейтронная дифракция является мощным инструментом исследования, использующимся главным образом для определения структуры вещества. В 1994 году Клиффорд Шалл был удостоен Нобелевской премии по физике за разработку данного метода. Сегодня нейтронная дифракция востребована в кристаллохимии, материаловедении, геологии, макромолекулярной биологии и многих других областях. В связи с этим в мире имеется большое количество порошковых дифрактометров, каждый из которых настроен на решение конкретного типа задач.
В настоящее время в Петербургском Институте Ядерной Физике (ПИЯФ НИЦ КИ) завершается строительство мощнейшего источника нейтронов — реактора ПИК. В рамках оснащения его приборной базой планируется строительство ряда дифрактометров, в том числе трех порошковых дифрактометров. Существенными вопросами при этом являются оптимизация параметров приборов и компьютерное моделирование установок для проверки полученных результатов.
В данной работе были поставлены цели исследовать новые пути оптимизации порошкового дифрактометра, а так же описать возможность оценки качества дифрактометра с помощью математической абстракции. Конечной целью работы являются рекомендации к созданию порошковых дифрактометров на базе реактора ПИК.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав и заключения.
В первой главе содержится обзору существующих методик оптимизации, а так же существующим решениям по постройке порошковых дифрактометров.
Во второй главе содержится идея нового метода оптимизации, анализ кристаллографической базы, а так же дизайн высокоинтенсивного порошкового дифрактометра.
Положениями выносимыми на защиту являются:
• новый метод оптимизации
• новый метод оценки качества приборов
• дизайн высокоинтенсивного порошкового дифрактометра для реактора ПИК.
Результаты работы были представлены на следующих международных конференциях:
ФКС-2017 Рощино, Россия.
CETS-2017 Budapest, Hungary
Ключевым вопросом данной работы должно стать предложение дизайна для порошкового диффрактометра для реактора ПИК. Одной из важных проблем, рассмотренной в этой работе стала возможность обоснованно оценивать тот или иной прибор. Предложенный для этого алгоритм оптимизации хорошо работает, как с данными, которые могут предоставить учёные, работающие с образцами, так и с достаточно абстрактными объектами. Так, полученные исходя из статистического анализа образцов входные данные предоставили хорошее решение для высокоинтенсивного порошкового диффрактометра.
Результатами данной работы стали:
• Метод оптимизации, позволяющий выбирать дизайн порошкового дифрактометра исходя из поставленной задачи.
• Был предложен новый фактор качества прибора, основанный на возможности дифрактометра описывать тот или иной образец.
• Был проведён анализ кристаллографической базы данных, который позволил генерировать дифрактограммы и аналитически получать величину качества прибора, исходя из его параметров.
• Основываясь на этом был предложен дизайн высокоинтенсивного порошкового дифрактометра для реактора ПИК.
Выражаю благодарности научному руководителю, к.ф.-м.н., доценту Москвину Е.В. за развитие концепции предложенных методов, Конику П.И. за многочисленные плодотворные дискуссии, позволившие сделать методы более точными, Довженко Г.Д. за помощь в технической части реализации статистического анализа, Павлову К.А. за важные замечания об идеях работы, Гукасову А.Г. за предложенные замечания, позволившие нам быть более обоснованными в вопросах связи с экспериментаторами и Rosta L. за многие критические замечания
