Тематический план

  • Общее

  • ФИЗИКА И ТЕХНИКА СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

    Physics and technique of synchrotron radiation (зачет, Шуленина А.В.)

    (магистерская программа, III семестр, 2018 – 19 уч. год)

     

    Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ И ТЕХНИКУ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (СИ)

     

     

    Исторический путь, место в современных исследованиях.

     

     

    Тема 2. ЧТО ТАКОЕ СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ?

    Синхротронное излучение: его свойства и получение. Принципиальное устройство синхротрона.

     

     

     

    Тема 3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ СИ.

     

     

    Критическая энергия спектра синхротронного излучения. Характеристики интенсивности фотонного излучения. Спектрально-угловое распределение мощности. Формула Шотта. Особенности углового распределения мощности. Паразитическое СИ — источники 1-го поколения.

     

     

     

     

    Тема 4. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

     

     

    Постановка задачи. Квантовые состояния электрона в магнитном поле. Волновая функция. Взаимодействие электрона с полем излучения. Квантовые закономерности в интенсивности СИ. Экспериментальное исследование влияния СИ на движение электронов в циклическом ускорителе.

     

     

     

     

    Тема 5. НАКОПИТЕЛЬНЫЕ КОЛЬЦА — ИСТОЧНИКИ СИ 2-ГО ПОКОЛЕНИЯ.

     

     

    Свойства СИ из поворотных магнитов. Поляризация синхротронного излучения. Временная структура СИ. Эмиттанс электронного пучка и размеры источника излучения

     

     

     

     

    Тема 6. ВСТАВНЫЕ МАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ СИ.

     

     

    Ондулятор. Свойства ондуляторного излучения. Отличие ондуляторного от синхротронного излучения.

     

     

     

     

    Тема 7. ВИГГЛЕР.

     

     

    Основные формулы описывающие спектрально-угловые распределения. Естественные ондуляторы. Источники СИ 3-го поколения.

     

     

     

     

    Тема 8. НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ СИ — ИСТОЧНИКИ СИ 4-ГО ПОКОЛЕНИЯ.

     

     

    Рентгеновские лазеры на свободных электронах. Источники СИ на базе линейных ускорителей (ЛУР). Комптоновские источники импульсного рентгеновского излучения. Другие примеры компактных источников синхротронного излучения. Действующие и строящиеся источники СИ и области их применения.

     

     

     

     

    Тема 9. ОБОРУДОВАНИЕ КАНАЛОВ СИ

     

     

    Каналы вывода пучков СИ. Структура выводных каналов, основные принципы их построения, конструктивные особенности разного типа каналов. Низковакуумные, высоковакуумные каналы.

     

     

     

     

    Тема 10. СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ПУЧКОВ СИ.

     

     

    Детекторы рентгеновского излучения. Координатные детекторы. Телевизионные детекторы. Координатные детекторы на pin-диодных матрицах. IP-детекторы — детекторы на пластинах с оптической памятью. Учет мертвого времени детектора в экспериментах на СИ.

     

     

     

     

    Тема 11. УСТРОЙСТВА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПУЧКАМИ СИ.

     

     

    Заслонки и коллиматоры. Мониторы пучков рентгеновских лучей. Монохроматоры и кристалл-спектрометры — дифракционная оптика. Рентгеновские зеркала. Другие перспективные элементы рентгеновской оптики. Транспортировка пучков СИ.

     

    Тема 12. ОТБОР И МОНОХРОМАТИЗАЦИЯ СИ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

     

     

    Решение проблемы высших гармоник.

     

    Тема 13. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАНЦИИ

     

     

    Основные принципы построения экспериментальных установок на пучках СИ.

     

    Тема 14. СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ КАК ИНСТРУМЕНТ НАНОДИАГНОСТИКИ.

     

     

     

     

    Литература.

    1.     И.М. Тернов, В.В. Михайлин. Синхротронное излучение. Теория и эксперимент. Москва, Энергоатомиздат. 1986.

    2.     Г.В. Фетисов. Синхротронное излучение. Методы исследования структуры веществ. Москва, Физматлит, 2007.

    3.     Аксенов В.Л., Тютюнников С.И., Кузьмин А.Ю., ПУранс Ю. EXAFS-спектроскопия на пучках синхротронного излучения. ЭЧАЯ. 2001. Т.32, С.1298-1358.

    4.     Михайлин В.В. Синхротронное излучение в исследовании свойств вещества. Соросовский образовательный журнал. 1996. №9. С.100-106.

    5.     X-ray data booklet. (Second edition). A.C. Thompson and D. Vaughan editors. LBNL University of California: CXRO&ALS. 2001. 457p. Доступно в интернете: http://xdb.lbl.gov/xdb.pdf.