Математическое моделирование рентгеновских дифракторов с различной формой поверхности

• Автор: Латуш, Екатерина Михайловна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 111 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МОДЕЛИ СОВРЕМЕННЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ

ДИФРАКТОРОВ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ.

1.1 Основные понятия и принципы дифракции рентгеновского излучения на кристалле.

1.2 Свойства кристалладифрактора как объекта моделирования.

1.3 Модели изогнутых кристалловдифракторов

1.4 Модели современных рентгеновских дифракторов, состоящих из нескольких кристаллов.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ

ДИФРАКТОРОВ.

2.1 Постановка и исследование однокритериальной задачи оптимизации выбора параметров кривизны изогнутого кристалладифрактора.
2.2 Моделирование дифракционных зон изогнутого кристалладифрактора.
2.3 Разработка и исследование моделей дифрактора со ступенчатой формой поверхности.
2.4 Постановка и исследование двухкритериальной задачи оптимизации выбора размеров дифрактора.
3. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ
ДИФРАКТОРОВ С РАЗЛИЧНОЙ ФОРМОЙ ПОВЕРХНОСТИ.
3.1 Назначение, возможности и структура программного комплекса.
3.2 Анализ прикладных аспектов исследуемых моделей результаты вычислительных экспериментов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Предложены оптимизационные модели нахождения радиусов кривизны изогнутых кристаллов-дифракторов для достижения наилучшего спектрального разрешения. Анапитичсски найдены решения для наиболее распространенных типов изгиба поверхности кристалла-дифрактора. Предложена оптимизационная модель нахождения размеров рентгеновских дифракторов для достижения наилучшего спектрального разрешения и апертуры. Аналитически либо численно найдены решения для трех типов поверхности дифрактора. Предложен и программно реализован алгоритм моделирования дифракционных зон и их апертуры для плоских и изогнутых кристаллов-дифракторов (рассмотрены наиболее распространенные типы изгиба поверхности). Практ ичсская значішост ь выполненной работы состоит в возможности применения предложенных моделей и алгоритмов и разработанного на их основе комплекса компьютерных программ для моделирования, расчета и оптимизации параметров рентгеновских дифракторов как для традиционных изогнутых кристаллов-дифракторов, так и для дифракторов нового типа со ступенчатой поверхностью. Результаты работы в настоящее время активно используются для создания высоко эффективных рентгеновских дифракторов, используемых в лабораторных спектрометрах, а также в монохроматорах, работающих с источниками синхротронного излучения. MUST - совместный проект Laboratori Nazionali di Frascati (Italy) и РГУ, - г. Министерства Образования РФ № ‘'Новый тип дифрактора для рентгеновского микроанализа материалов машиностроения и электронного приборостроения”, г. Министерства Образования РФ № 1. Новый светосильный концентратор-монохроматор рентгеновского излучения”, - г. Результаты исследований, а также разработанный программный комплекс используются на кафедре физики твердого тела физического факультета РГУ при проведении лекционных и пракгических занятий по курсам: «Экспериментальные основы рентгеновской спектроскопии», «Физика рентгеновских лучей». Достоверность полученных результатов. Достоверность результатов обусловлена корректным применением известных научных методов, достаточно большим количеством проведенных вычислительных экспериментов, совпадением результатов аналитических исследований с результатами вычислительных экспериментов, а также совпадением результатов вычислительных экспериментов с результатами экспериментального тестирования действующих прототипов рентгеновских дифракторов, рассчитанных на основе моделей, представленных в данной диссертационной работе. Апробация работы. Ростовского государственною университета. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ, из них 6 статей в реферируемых научных журналах. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа занимает 1 страниц машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, содержащего 8 наименований, и приложения. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МОДЕЛИ СОВРЕМЕННЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ДИФРАКТОРОВ: ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ. Основные понятия и принципы дифракции рентгеновского излучения на кристалле. Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение с длинами волн в диапазоне примерно от 0, до А, или - в энергиях квантов - от ЮэВ до ШэВ. Характер взаимодействия излучения с веществом коренным образом изменяется при переходе от коротковолновой к длинноволновой части этого диапазона. Так, излучение с длиной волны А. А обладает высокой проникающей способностью и используется для просвечивания промышленных изделий и человеческого тела, а длинноволновое (А>А) - поглощается в воздухе, тончайших пленках и срезах биологических препаратов. Основными источниками рентгеновского излучения, наряду с запаянной рентгеновской трубкой, являются синхротроны, накопительные кольца, оснащенные ондуляторами и вигглерами, микролучевые и лазерно-плазменные источники. В настоящее время взаимодействие рентгеновских лучей с веществом лежит в основе многих методов и технологий, причем не только физики, но и материаловедения, микроскопии, биологии, медицины и т. В физике твердого тела рентгеновское излучение применяется для решения широкого круга задач.