📄Работа №202008
Тема: Расчет магнитного поля при реконструкции основной обмотки электромагнита циклотрона У400М
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Физика
Объем:
121 листов
Год:
2022
Просмотров:
62
5900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
РЕФЕРАТ 9
Введение 13
1. Теоретическая часть 14
1.1. История развития циклотронов 14
1.2. Основные виды циклических ускорителей 16
1.2.1. Классический циклотрон 16
1.2.2. Синхроциклотрон 17
1.2.3. Циклотроны с азимутальной вариацией магнитного поля 18
1.2.4. Циклотроны с разделенными секторами 18
1.2.5. Сверхпроводящие циклотроны 18
1.3. Принцип работы циклотронов 19
1.3.1. Компоненты циклотрона 20
1.4. Базовые уравнения и формулы 31
2. Практическая часть 37
2.1. Изохорный циклотрон У-400М 37
2.2. Назначение и область применения 37
2.3. Построение компьютерной модели магнита 39
2.4. Магнитные свойства стали 46
2.5. Построение сетки 47
2.6. Расчет магнитного поля циклотрона 48
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 53
3.1 Предпроектный анализ 53
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 53
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений 54
3.1.3 SWOT-анализ 55
3.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 58
3.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования 59
3.2 Инициация проекта 60
3.3. Реестр рисков проекта 62
3.4. Планирование научно-исследовательского проекта 63
3.5. Бюджет научного исследования 65
3.6. Оценка абсолютной эффективности НИ 71
3.6.1. Чистая текущая стоимость 71
3.6.2. Дисконтированный срок окупаемости 73
3.6.3. Внутренняя ставка доходности 74
3.7. Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности научного исследования 75
Выводы по разделу 78
4. Социальная ответственность 79
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 79
4.1.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя)
правовые нормы трудового законодательства 79
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя 80
4.2 Производственная безопасность 83
4.2.1 Анализ вредных и опасных факторов 83
4.2.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
вредных и опасных факторов 84
4.2.3 Отклонение показателей микроклимата 84
4.2.4 Повышенный уровень электромагнитного излучения 85
4.2.5 Недостаточная освещенность рабочей зоны 86
4.2.6 Превышение уровня шума 91
4.2.7 Психофизиологические факторы 91
4.2.8 Поражение электрическим током 92
4.3 Экологическая безопасность 94
4.4 Пожарная и взрывная безопасность 95
4.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 97
4.5.1 Анализ типичной ЧС при проведении исследования 97
Выводы по разделу 99
Выводы 100
Список использованной литературы 101
Приложение А 106
Введение 13
1. Теоретическая часть 14
1.1. История развития циклотронов 14
1.2. Основные виды циклических ускорителей 16
1.2.1. Классический циклотрон 16
1.2.2. Синхроциклотрон 17
1.2.3. Циклотроны с азимутальной вариацией магнитного поля 18
1.2.4. Циклотроны с разделенными секторами 18
1.2.5. Сверхпроводящие циклотроны 18
1.3. Принцип работы циклотронов 19
1.3.1. Компоненты циклотрона 20
1.4. Базовые уравнения и формулы 31
2. Практическая часть 37
2.1. Изохорный циклотрон У-400М 37
2.2. Назначение и область применения 37
2.3. Построение компьютерной модели магнита 39
2.4. Магнитные свойства стали 46
2.5. Построение сетки 47
2.6. Расчет магнитного поля циклотрона 48
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 53
3.1 Предпроектный анализ 53
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 53
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений 54
3.1.3 SWOT-анализ 55
3.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 58
3.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования 59
3.2 Инициация проекта 60
3.3. Реестр рисков проекта 62
3.4. Планирование научно-исследовательского проекта 63
3.5. Бюджет научного исследования 65
3.6. Оценка абсолютной эффективности НИ 71
3.6.1. Чистая текущая стоимость 71
3.6.2. Дисконтированный срок окупаемости 73
3.6.3. Внутренняя ставка доходности 74
3.7. Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности научного исследования 75
Выводы по разделу 78
4. Социальная ответственность 79
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 79
4.1.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя)
правовые нормы трудового законодательства 79
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя 80
4.2 Производственная безопасность 83
4.2.1 Анализ вредных и опасных факторов 83
4.2.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
вредных и опасных факторов 84
4.2.3 Отклонение показателей микроклимата 84
4.2.4 Повышенный уровень электромагнитного излучения 85
4.2.5 Недостаточная освещенность рабочей зоны 86
4.2.6 Превышение уровня шума 91
4.2.7 Психофизиологические факторы 91
4.2.8 Поражение электрическим током 92
4.3 Экологическая безопасность 94
4.4 Пожарная и взрывная безопасность 95
4.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 97
4.5.1 Анализ типичной ЧС при проведении исследования 97
Выводы по разделу 99
Выводы 100
Список использованной литературы 101
Приложение А 106
📖 Аннотация
В данной работе представлен расчет магнитного поля, выполненный в рамках проекта реконструкции основной обмотки электромагнита циклотрона У400М в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Исследование актуально в связи с необходимостью модернизации установки для повышения эффективности ускорения и вывода пучков заряженных частиц, что критически важно для поддержания её конкурентоспособности в ядерно-физических экспериментах. Основные результаты включают создание детальной трехмерной компьютерной модели магнитной системы, демонстрирующей преимущества нового расположения катушек, и расчет, показавший, что замена обмотки приводит к изменению радиального наклона среднего магнитного поля до 75 Гс, что нарушает условия изохронизма. Научная значимость заключается в развитии методов моделирования магнитных систем ускорителей, а практическая – в предоставлении конкретных инженерных решений для компенсации возмущений поля и настройки новых рабочих режимов циклотрона. Теоретическая база исследования опирается на фундаментальные труды по теории циклических ускорителей (Коломенский, Лебедев), принципам их работы (Ливингуд) и транспортировке пучков (Мешков).
📖 Введение
Циклотрон У400М является базовой экспериментальной установкой в Лаборатории Ядерных Реакций имени Г.Н. Флерова Объединенного Института Ядерных Исследований. Циклотрон У-400М позволяет ускорять частицы различных типов с различными отношениями числа стандартных единиц атомной массы к числу элементарных зарядов A/Z = 2 - 10 до энергии 80-5 МэВ/нуклон. На сегодняшний день проводится реконструкция циклотрона У-400М, основной целью которой является замена основной обмотки электромагнита, проведение измерений и оптимизации магнитного поля с целью повышения эффективности ускорения и вывода пучков заряженных частиц из циклотрона.
В работе проведено исследование, направленное на определение условий коррекции магнитного поля в области вывода пучка заряженных частиц из циклотрона У400М с целью его модернизации.
Представленная работа состоит из следующих этапов:
1. Построение трехмерной компьютерной модели циклотрона У400М.
2. Расчет магнитного поля циклотрона У-400М в случаях исходной и новой основной обмотки электромагнита.
3. Сравнительный анализ полученных результатов, определение способа компенсации полученных изменений магнитного поля циклотрона при замене основной обмотки.
4. Применение результатов расчета магнитного поля для траекторного анализа, который проводится в СФУ ЛЯР.
В работе проведено исследование, направленное на определение условий коррекции магнитного поля в области вывода пучка заряженных частиц из циклотрона У400М с целью его модернизации.
Представленная работа состоит из следующих этапов:
1. Построение трехмерной компьютерной модели циклотрона У400М.
2. Расчет магнитного поля циклотрона У-400М в случаях исходной и новой основной обмотки электромагнита.
3. Сравнительный анализ полученных результатов, определение способа компенсации полученных изменений магнитного поля циклотрона при замене основной обмотки.
4. Применение результатов расчета магнитного поля для траекторного анализа, который проводится в СФУ ЛЯР.
✅ Заключение
1) На базе чертежей двухмерной модели из библиотеки ЛЯР ОИЯИ создана трехмерная компьютерная модель магнитной системы с учетом несимметрии центральной области циклотрона У400М, которая показывает, что размещение новых катушек ближе к центру магнита, позволит значительно сэкономить на технологических и экономических параметрах производства.
2) Проведен расчет магнитного поля основной обмотки электромагнита циклотрона У400М, который показывает, что изменение размеров и смещение центра масс новой обмотки по отношению к исходной изменяет радиальное распределение среднего магнитного поля, так при установке новых катушек радиальный наклон среднего магнитного поля изменится к среднему радиусу вывода Я=1.78м на величину до 75 Гс. в зависимости от уровня основного поля, что в свою очередь меняет условия изохронизма для рабочих режимов циклотрона.
3) Проведен сравнительный анализ полученных расчетных данных для 5 уровней тока возбуждения электромагнита и показано, что они имеют хорошую сходимость с результатами измерений, дают качественную картину поведения магнитного поля, позволяют оценить степень вносимых изменений при замене основной обмотки.
4) С целью подготовки результатов расчета магнитного поля для траекторного анализа рассмотрен способ настройки новых рабочих режимов циклотрона У400М, учитывающий компенсацию, возникающих изменений магнитного поля при замене основной обмотки электромагнита на основе подбора уровня магнитного поля и частоты ускоряющего напряжения.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученные при подготовке магистерской диссертации в ЛЯР ОИЯИ (г. Дубны), могут быть использованы в ходе реконструкции при замене основной обмотки циклотрона У400М
2) Проведен расчет магнитного поля основной обмотки электромагнита циклотрона У400М, который показывает, что изменение размеров и смещение центра масс новой обмотки по отношению к исходной изменяет радиальное распределение среднего магнитного поля, так при установке новых катушек радиальный наклон среднего магнитного поля изменится к среднему радиусу вывода Я=1.78м на величину до 75 Гс. в зависимости от уровня основного поля, что в свою очередь меняет условия изохронизма для рабочих режимов циклотрона.
3) Проведен сравнительный анализ полученных расчетных данных для 5 уровней тока возбуждения электромагнита и показано, что они имеют хорошую сходимость с результатами измерений, дают качественную картину поведения магнитного поля, позволяют оценить степень вносимых изменений при замене основной обмотки.
4) С целью подготовки результатов расчета магнитного поля для траекторного анализа рассмотрен способ настройки новых рабочих режимов циклотрона У400М, учитывающий компенсацию, возникающих изменений магнитного поля при замене основной обмотки электромагнита на основе подбора уровня магнитного поля и частоты ускоряющего напряжения.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученные при подготовке магистерской диссертации в ЛЯР ОИЯИ (г. Дубны), могут быть использованы в ходе реконструкции при замене основной обмотки циклотрона У400М
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.