Регистрация / Вход
Прислать материал

Физические основы формирования и ускорения пучков заряженных частиц и их использование в ядерной физике, физике высоких энергий, медицине

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0240
Организация
НИЯУ МИФИ
Руководитель работ
Диденко Андрей Николаевич

Информация отсутствует

Соисполнители

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Масунов Эдуард Сергеевич

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 30.09.2009
1.1. Моделирование одномерных корреляционных функций пар вторичных тождественных
мезонов для различных начальных энергий и типов столкновений с использованием
методов Монте - Карло. Разработка метода расчета спектрально-угловых характеристик
электромагнитного излучения, возникающего при взаимодействии ультрарелятивистских
заряженных частиц с аморфной мишенью в условиях относительно больших импакт-
параметров.
1.2. Разработка общих требований для проведения ускорительного эксперимента по
оценке радиационной повреждаемости конструкционных материалов на ускорителе ТИПр-
1. Разработка общих требований для проведения эксперимента по имплантации
молекулярных ионов в кремниевую подложку.
1.3. Разработка методики анализа трехмерной динамики пучка в высокочастотном
полигармоническом поле для выбранных типов линейных резонансных ускорителей
1.4. Разработка принципиальной схемы установки для исследования пространственных
характеристик пучка по свечению в газе на ускорительно-накопительном комплексе ТВН -
ИТЭФ обеспечивающей пространственное разрешение не хуже 50 мкм. Проведение
расчета фокусирующей силы плазменной линзы, необходимой для фокусировки пучка
ионов в ускорителе ТВН-ИТЭФ
1.5. Разработка общих требований к установке для проведения радиобиологических
исследований на ускорительном комплексе ТВН-ИТЭФ.
1.6. Разработка требований к линии транспортировки протонов на установке по
диагностике быстропротекающих процессов.
Развернуть
2
01.10.2009 - 10.12.2009
2.1. Разработка метода расчета характеристик дифракционного излучения
ультрарелятивистских заряженных частиц от кристаллической мишени и анализ
спектрально-угловых характеристик этого излучения.
2.2. Расчет параметров экспериментального канала ускорителя ТИПр-1 для проведения
экспериментов по оценке радиационной повреждаемости конструкционных материалов.
2.3. Вывод уравнений движения в гладком приближении и нахождение гамильтониана
систем для выбранных типов линейных высокочастотных ускорителей. Выбор
оптимальных распределений амплитуд и фаз гармоник высокочастотного поля в
ускорителях, обеспечивающих эффективную группировку и фокусировку пучка
многозарядных ионов при большом коэффициенте токопрохождения и высоком темпе
ускорения.
2.4. Экспериментальное исследование зависимостей интенсивности свечения аргона и
геометрических характеристик изображения пучка ионов в газе от количества ионов в
импульсе при различных давлениях газа на установке ТВН-ИТЭФ. Численное
моделирование работы плазменной линзы и построение расчетной модели динамики
разрядной плазмы.
2.5. Подготовка к проведению радиобиологических исследований на ускорительном
комплексе ТВН-ИТЭФ. Разработка программного обеспечения для управления
манипулятором, сбора и обработки данных при измерении дозных полей.
2.6. Оптимизация ионно-оптической схемы установки по протонной радиографии для
исследования быстропротекающих процессов в ударно-волновых экспериментах.
2.7. Патентные исследования в области технологий для ионной имплантации,
радиационной стойкости конструкционных материалов, радиобиологии
2.8. Расчет параметров экспериментального канала стенда ионных источников для
проведения экспериментов по имплантации молекулярных ионов в кремниевую подложку.
2.9. Подготовка спецификации на создание системы контроля пучка в радиобиологических
экспериментах.
Развернуть
3
01.01.2010 - 30.06.2010
3.1. Обработка массивов экспериментальных данных, полученных при ядерно-ядерных
столкновениях в эксперименте ЗТАК. Обработка и компьютерный анализ данных
эксперимента 8ТАК. Исследование (аналитическое и численными методами)
корреляционной функции двух подсобытий в общем случае присутствия прямых и
непрямых корреляций в приближении асимптотически слабых непрямых корреляций.
Расчет спектрально-угловых характеристик дифракционного излучения и полных потерь
на дифракционное излучение, возникающее в ультрафиолетовом и рентгеновском
диапазоне частот в результате дальних периферических электромагнитных
взаимодействий ультрарелятивистских заряженных частиц с мишенью.
3.2. Подготовка к проведению эксперимента по оценке радиационной повреждаемости
конструкционных материалов на ускорителе ТИПр-1.
3.3. Сравнительный анализ выбранных вариантов ускорителя-группирователя на энергию
от 0,01 до 5 МэВ/нуклон для разных типов многозарядных ионов от протонов до ионов
урана.
3.4. Обработка результатов эксперимента по исследованию зависимостей интенсивности
свечения аргона и геометрических характеристик изображения пучка ионов в газе от
количества ионов в импульсе при различных давлениях газа полученных на установке
ТВН-ИТЭФ. Проведение конструкторской разработки основных узлов плазменной линзы.
3.5. Разработка схем формирования дозных полей в тканеэквивалентном фантоме для
проведения радиобиологических исследований. Разработка детекторов для измерения
дозных полей в тканеэквивалентном веществе при облучении углеродным пучком с
длительностью импульса 1 икс.
3.6. Разработка схемы (вакуум, позиционирование, юстировка) интегрирования
специальной взрывной камеры в линию транспортировки протонного пучка на установке
ТВН-ИТЭФ.
3.7. Подготовка к проведению эксперимента по имплантации молекулярных ионов в
кремниевую подложку.
3.8. Разработка электрической схемы интегрирования специальной взрывной камеры в
линию транспортировки протонного пучка на установке ТВН-ИТЭФ.
Развернуть
4
01.07.2010 - 10.12.2010
4.1. Компьютерное моделирование корреляционной функции по относительному
азимутальному углу в общем и асимптотических случаях при значениях параметров,
характерных для энергий коллайдеров КН1С и ЬНС. Моделирование трехмерных
корреляционных функций пар вторичных тождественных мезонов для различных
начальных энергий и типов столкновений методами Монте-Карло. Разработка метода
невозмущающей диагностики ультрарелятивистских заряженных пучков по
электромагнитному излучению в ультрафиолетовой и рентгеновской частях спектра.
4.2. Проведение тестового эксперимента для оценки радиационной повреждаемости
конструкционных материалов на ускорителе ТИПр-1, анализ образцов с использованием
томографической атомно-зондовой микроскопии.
4.3. Разработка универсальной программы для численного моделирования динамики
многозарядных ионов с разным отношением заряда к массе и с учетом поля
пространственного заряда для выбранных типов линейных высокочастотных ускорителей
со сложной структурой ВЧ поля.
4.4. Разработка автоматизированной системы запуска и управления работой плазменной
линзы.
4.5. Калибровка детекторов для измерения дозных полей в тканеэквивалентном веществе
при облучении углеродным пучком с длительностью импульса 1 мкс. Экспериментальная
проверка формирования дозных полей в тканеэквивалентном фантоме. Выбор
оптимальной схемы формирования.
4.6. Проведение тестового эксперимента по имплантации молекулярных ионов в
кремниевую подложку, анализ образцов с использованием метода масс-спектрометрии
вторичных ионов.
4.7. Разработка и реализация системы регистрации изображений на установке по
диагностике быстропротекающих процессов с использованием протонного пучка
ускорителя У-10 комплекса ТВН-ИТЭФ.
Развернуть
5
01.01.2011 - 31.03.2011
5.1. Исследование (аналитическое и численными методами) корреляционной функции
двух подсобытий в общем случае присутствия прямых и непрямых корреляций в
приближении асимптотически сильных непрямых корреляций. Разработка метода учета
влияния поляризационных токов на динамику ультрарелятивистского пучка.
5.2. Оптимизация режимов работы ускорителя ТИПр-1 для экспериментов по оценке
радиационной повреждаемости конструкционных материалов.
5.3. Оптимизация основных параметров ускорителей (фазы инжекции, амплитуды
напряженности поля в резонаторах), обеспечивающих минимальный рост продольного и
поперечного эмиттансов пучка при сохранении большого темпа ускорения.
5.4. Разработка комплекса диагностической аппаратуры для исследования динамики
газового разряда, оптимизация работы плазменной линзы для достижения требуемых
параметров ионного пучка.
5.5. Разработка камеры-термостата для облучения культур клеток. Калибровка детекторов,
обеспечивающих контроль пространственных распределений физической дозы,
обеспечиваемой пучками ионов углерода. Реализация системы пассивного формирования
дозного поля углеродного пучка с поперечными размерами от 15 мм до 50 мм, настройка
магнитооптического тракта.
5.6. Физический пуск модернизированной установки по протонной радиографии с
проводкой и измерением параметров протонного пучка в тракте.
5.7. Оптимизация режимов работы стенда ионных источников для экспериментов по
имплантации молекулярных ионов в кремниевую подложку
5.8. Проведение экспериментов по сравнительному измерению геометрических
характеристик ионного пучка в различных газах (аргон и азот или аргон и гелий).
Обработка экспериментальных данных. Получение зависимости ширины изображения
пучка в газе от давления газа
Развернуть
6
01.04.2011 - 02.09.2011
6.1. Исследование (аналитическое и численными методами) корреляционной функции
двух подсобытий в общем случае присутствия прямых и непрямых корреляций. Сравнение
результатов, полученных аналитическими методами и на основе численного
моделирования, с экспериментальными данными, полученными в рамках эксперимента
5ТАК. Физическое моделирования влияния поляризационных токов на динамику
ультрарелятивистского пучка.
6.2. Проведение экспериментов по исследованию радиационной повреждаемости
конструкционных материалов при облучении ионным пучком.
6.3. Разработка схемы коммерческого линейного высокочастотного ускорителя протонов.
6.4. Проведение испытаний плазменной линзы на установке ТВН-ИТЭФ с использованием
пучка ионов углерода, достижение необходимого размера фокального пятна
сфокусированного пучка ионов углерода С*6 (при энергии 200 МэВ/а.е.м. размер должен
составлять не более 500 мкм).
6.5. Проведение радиобиологических исследований эффективности воздействия ионов
углерода на выбранные клетки в зависимости от поглощенной дозы. Разработка расчетных
методов определения дозы в тканеэквивалентном веществе при облучении пучками ионов
углерода.
6.6. Проведение экспериментов со статическими тест-объектами на модельной установке,
имитирующей распределение плотности в детонационной волне, с целью отработки
методики протонной радиографии.
6.7. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
6.8. Проведение экспериментов по имплантации молекулярных ионов в кремниевую
подпбжку при различных суммарных дозах
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2013 - 2017, 54 мес.
Бюджетные средства
105 млн
Организация
НИЯУ МИФИ
профинансировано
Тема
Проведение исследований в области физики высоких энергий, ядерной физики и физики плазмы с использованием высокоэнергетических уникальных установок и комплексов.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 18 мес.
Бюджетные средства
76,2 млн
Количество заявок
12
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук в следующих областях: - физика конденсированных сред. Физическое материаловедение; - оптика. Лазерная физика и лазерные технологии; - радиофизика, акустика и электроника; - физика плазмы; - ядерная физика. Физика элементарных частиц и полей. Космология. Физика ускорителей и детекторов; - астрономия, астрофизика и исследования космического пространства
Продолжительность работ
2011 - 2013, 30 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
146
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук в следующих областях: - физика конденсированных сред. Физическое материаловедение; - оптика. Лазерная физика и лазерные технологии; - радиофизика, акустика и электроника; - физика плазмы; - ядерная физика. Физика элементарных частиц и полей. Космология. Физика ускорителей и детекторов; - астрономия, астрофизика и исследования космического пространства
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
135
Тема
Проведение научных исследований молодыми кандидатами наук в следующих областях: - физика конденсированных сред. Физическое материаловедение; - оптика. Лазерная физика и лазерные технологии; - радиофизика, акустика и электроника; - физика плазмы; - ядерная физика. Физика элементарных частиц и полей. Космология. Физика ускорителей и детекторов; - астрономия, астрофизика и исследования космического пространства
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
91
Тема
Проведение научных исследований целевыми аспирантами в следующих областях: - физика конденсированных сред. Физическое материаловедение; - оптика. Лазерная физика и лазерные технологии; - радиофизика, акустика и электроника; - физика плазмы; - ядерная физика. Физика элементарных частиц и полей. Космология. Физика ускорителей и детекторов; - астрономия, астрофизика и исследования космического пространства
Продолжительность работ
2011 - 2012, 17 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
79