Регистрирующая аппаратура для исследования детонационных и ударно-волновых процессов с использованием синхротронного излучения

• Автор: Жуланов, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Экспериментальная станция «Экстремальные состояния вещества»
1.1. Существующие методы исследования быстропротекающих процессов
1.2. Источник СИ на накопительном кольце ВЭПП-
1.3. Станция «Экстремальные состояния вещества» и возможные эксперименты на ней
1.3.1. Распределение интенсивности излучения, прошедшего
через образец
1.3.2. Малоугловое рентгеновское рассеяние
1.4. Требования к регистрирующей аппаратуре
Глава 2. Рентгеновский детектор БІМЕХ
2.1. Варианты регистрирующей структуры, считывающей электроники
2.2. Описание детектора БІМЕХ
2.2.1. Обоснование выбраного варианта
2.2.2. Регистрирующая часть детектора БІМЕХ
2.2.3. Считывающая электроника
2.2.4. Интерфейсная часть детектора БІМЕХ
2.3. Интерфейс детектора БІМЕХ
2.3.1. Сетевой интерфейс детектора ОІМЕХ
2.3.2. Программный интерфейс детектора ШМЕХ
Глава 3. Синхронизация процессов во время эксперимента
3.1. Быстрый затвор
3.2. Задача синхронизации событий
Глава 4. Характеристики детектора
4.1. Пространственное разрешение
4.2. Временное разрешение
4.3. Точность измерения сигнала. Динамический диапазон
Заключение
Приложение 1. Примеры экспериментов на станции «Экстремальные состояния вещества»
Приложение 2. Протокол прикладного уровня детектора ШМЕХ
Приложение 3. Файл регистров детектора ШМЕХ
Приложение 4. Карта памяти детектора ОІМЕХ
Литература

Введение
Стремительное развитие полупроводниковой техники за последние несколько десятилетий открыло много возможностей для создания измерительного оборудования на принципиально новом уровне, для разработки новых методик проведения физических экспериментов и, как следствие, для получения знаний о природе явлений, недоступных ранее. Это особенно относится к исследованию поведения материалов в экстремальных условиях, при которых большие температура, давление и скорость протекания реакции затрудняют прямое наблюдение за изучаемым объектом. В то же время, изучение таких процессов представляет большой интерес как с точки зрения получения характеристик изучаемого вещества в экстремальных условиях, гак и с точки зрения получения новых материалов.
Распространённым способом создания экстремальных условий является нагружение изучаемого образца ударной- волной, получаемой при детонации взрывчатого вещества (ВВ). При этом экстремальные условия возникают на короткое время и надёжно воспроизводятся. Свойства ВВ, задающего энергетическое воздействие на образец, определяют успех того или иного эксперимента. Поэтому изучение протекания химической реакции в самом ВВ также является важной задачей.
С середины двадцатого века стали активно проводиться исследования в области изучения ударных и детонационных волн с целью получения термодинамических уравнений состояния конденсированных сред в широком диапазоне давлений и температур [1, 2]. Были разработаны различные методы измерения скорости ударных волн, скорости движения поверхности образца, массовой скорости, регистрации давления и температуры, что открыло новые возможности для исследования свойств различных материалов и химически

Глава 2. Рентгеновский детектор Б1МЕХ
2.1. Варианты регистрирующей структуры, считывающей электроники
Из известных технологий для изучения быстрых процессов можно выделить:
• стрик-камеры (йЬ-еак-сашега);
• фото-камеры с быстрым затвором;
• пиксельные полупроводниковые детекторы с аналоговой памятью в каждой ячейке.
Стрик-камера представляет собой вакуумный прибор с фотокатодом на внутренней стороне входного окна [23, 24]. Фотоны видимого диапазона проникают сквозь прозрачное входное окно и выбивают фотоэлектроны из фотокатода. Фотокатод находится под высоким отрицательным напряжением, так что фотоэлектроны ускоряются в вакуумном объеме. При этом они также отклоняются в поперечном поле развертки, которое создают боковые электроды. Ускоренные и отклоненные электроны попадают на выходной люминофор, изображение с которого снимается на ПЗС-матрицу (прибор с зарядовой связью). Таким образом, измерение зависимости сигнала от времени производится с помощью развертки. Возможно также измерение пространственной зависимости сигнала по координате, перпендикулярной направлению развертки. Временное разрешение стрик-камер достигает величин менее 1 пс. Для регистрации рентгеновского излучения применяется сцинтилляционный конвертор, который наносится на наружную сторону входного окна. Поскольку