Введение 3
1 Формализация и постановка задачи 10
1.1 Основные понятия и определения 10
1.2 Математическое моделирование ЗФС.
Линейный случай 12
1.3 Математическое моделирование ЗФС.
Нелинейный случай 15
1.4 Выбор информационных технологий 16
2 Краевые поля 18
2.1 Начальные условия 18
2.2 Учет краевых полей в математической модели 19
2.3 Управляющие параметры 22
2.4 Параметризация функции Энге 23
3 Вычислительный эксперимент 28
3.1 Оценка точности 28
3.2 Аппроксимация экспериментальных данных 28
3.3 Влияние краевых полей на фокусировку частиц 29
Заключение 34
Литература

Купить

Ускоритель заряженных частиц это установка, предназначенная для
формирования пучка частиц высоких энергий во внешних (управляющих)
электромагнитных полях. Под фокусировкой частиц в ускорителях понимают обеспечение необходимых характеристик пучка на выходе из ускорительной установки. В частности, в отличие от оптики, где под фокусировкой подразумевается сведение пучка в малое пятно, в физике пучков частиц
имеется ввиду удержание пучка в определенных поперечных размерах при
транспортировке на большие расстояния. В зависимости от поставленной задачи как к ускорителю, так и к пучку частиц могут выдвигаться различные
требования. В первую очередь это вид ускорителя (линейные, циклические,
индукционные), характер пучка в ускорителе (непрерывный, импульсный),
тип ускоряемых частиц (электроны, протоны, античастицы), энергия, до которой ускоряются частицы (основная единица измерения эВ (электронвольт),
и в современных ускорителях может доходить до ТэВ) и т д. Сложность и
многопараметричность подобных установок приводит к необходимости моделирования на всех этапах решения задачи (от выбора и установки ускорителя
до получения конкретных результатов).
Принцип устройства ускорителей, а так же их применение. В
общем случае ускоритель включает в себя следующие элементы (но в силу
разнообразности ускорителей могут отсутствовать один или несколько элементов):
• вакуумная камера (в случае отсутствия вакуума ускоряемые частицы
будут взаимодействовать с другими частицами, находящимися в рабочей области, что не приведет к желаемым результатам);
• устройство для входа и выхода пучка из ускорителя;
3• фокусирующее устройство (препятствует соударению частиц со стенками вакуумной камеры);
• магниты (искривляют траекторию ускоряемых частиц).
• устройства мониторинга для исследования и коррекции положения и
конфигурации ускоряемых пучков.
В современном мире ускорители заряженных частиц применяются в самых различных сферах человеческой деятельности и с каждым годом сферы
их использования только увеличиваются. На данный момент ускорители широко используются в: медицине (лечение рака, стерилизация медицинского
оборудования, лучевая терапия и т.д.), биологии, химии, промышленности
(для испытания материалов без их разрушения, для производства радиоизотопов, для радиационной обработки материалов и т д), литографии (в том
числе для создания например микроэлектроники), в области физики твердого тела, для модификации свойств материалов (например резины) и т.п. В
работах ( [2], [6], [9], [14]) более подробно изложено о различных видах ускорителей, об их устройстве, различиях и применении.
Данные системы являются очень громоздкими и дорогостоящими, а так
же сложными в плане их сопровождения, вследствие чего требуется их настройка и оптимизация, что является очень сложной перспективной областью
для научных исследований.
Методы фокусировки и факторы на нее влияющие. В ускорительных установках, предназначенных для фокусировки частиц в ускорителях (в зависимости от типа фокусирующего поля) внешнее фокусирующее
поле создается внешними устройствами. Внешняя фокусировка подразделяется на:
4• магнитную (производится статическим или медленно меняющимся магнитным полем);
• электрическую;
• высокочастотную (осуществляется высокочастотным электромагнитным
полем);
• пучковую (с помощью потоков пучков сторонних частиц).
По распределению поля вдоль опорной траектории методы фокусировки
частиц можно разделить на:
• однородные (на частицы действую постоянные фокусирующие силы)
• знакопеременные (при чередовании фокусирующих и дефокусирующих
управляющих устройств).
Купить