Все науки. №7, 2022. Международный научный журнал

Ибратжон Хатамович Алиев

Международный научный журнал «Все науки», созданный при OOO «Electron Laboratory» и Научной школе «Электрон», является научным изданием, публикующим последние научные результаты в самых различных областях науки и техники, представляя собой также сборник публикаций по вышеуказанным темам коллегией авторов и рецензируемый редколлегией (учёным советом) Научной школы «Электрон».

ФИЗИЧЕСКИЕ НАУКИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ НАНОСТРУТУР ПОЗВОЛЯЮЩИЕ УВЕЛИЧИВАТЬ МОНОХРОМОТИЧНОСТЬ ПУЧКА ПРИ УСКОРЕНИИ

УДК 621

Ринад Фуадович Руми

Старший научный сотрудник, заведующий лабораторией ускорительной техники при Научно-исследовательском институте «Физики полупроводников и микроэлектроники» при Национальном Университете Узбекистана

Лаборатория ускорительной техники при Научно-исследовательском институте «Физики полупроводников и микроэлектроники» при Национальном Университете Узбекистана, Ташкент, Узбекистан

Аннотация. Развитие ускорительной техники наблюдалось активно после многочисленных работ Эрнеста Резерфорда, от открытия планетарной модели и осуществления первой ядерной реакции до сегодняшний дней. И стоит отметить, что для каждого времени существовали довольно интересные требования к пучкам заряженных частиц, среди коих самым популярным требованием почти во все времена являлась энергия пучка, затем можно отметить его ток, но одним из важных среди них является монохромотичность пучка заряженных частиц.

Ключевые слова: монохроматичность, моноэнергетичность, пучок заряженных частиц, ускоритель, наноструктуры.

Abstact. The development of accelerator technology has been actively observed after numerous works by Ernest Rutherford, from the discovery of the planetary model and the implementation of the first nuclear reaction to the present day. And it is worth noting that for each time there were quite interesting requirements for charged particle beams, among which the most popular requirement at almost all times was the beam energy, then its current can be noted, but one of the most important among them is the monochromaticity of the charged particle beam.

Keywords: monochromaticity, monoenergetics, charged particle beam, accelerator, nanostructures.

Введение

Изначально, необходимо дать общее понятие самому параметру монохромотичности, часто ассоциирующегося с моноэнергетичностью. Всё дело состоит в том, что пучок после своего образования путём термоэлектронной, авто — или иной эмиссии и имеет неоднородность по энергиям, из-за чего частицы в различных его областях имеют разные, хоть и мало различимые энергии. При ускорении же их данный разброс, либо градиент увеличивается, хоть и становится более плавным. Для примера, на ускорителях 80-х годов, примером коего является ускоритель СОКОЛ-2, достигается моноэнергетичность до 5 кэВ при 2 МэВ общей энергии пучка, когда же на современных ускорителях, при энергии в 20 МэВ достигается точность до 1 кэВ в максимальной точности.

Проблематика

Если же возникает вопрос о фигурировании данной величины, то именно благодаря ней можно говорить об эффективности всей проводимой реакции, ведь насколько энергии в пучке однородны и имеют близкую друг к другу величину, настолько большее количество из них будут близко к желанной для данного канала реакции энергии — к необходимому резонансу, что сделает реакцию более эффективной.

Сегодня известны, экзо-энергетические ядерные реакции, выходные частицы в которых имеют большую энергию, чем при входе, но при этом такая реакция проходит лишь для части частиц из-за той самой малости общей моноэнергетичности пучка.

Решение проблемы

Для достижения результатов, то есть для повышения эффективности проводимой ядерной реакции необходимо увеличить моноэнергетичность, а для этого необходимо разработать способ по уравниванию энергии на разных частях пучка. Как известно, в магнитном поле под действием силы Лоренца (1—2) частицы отклоняются, при этом пучок при максимуме энергии в его центре и уменьшении ближе к краям расслаивается, перехода в своего рода градиент по энергиям.

Далее более вероятным является деление пучка на составные части, где потери составят гораздо меньше, чем было бы при «селекции пучка» с потерями на более чем 90%, а именно для делений потери будут всего 12%. Нанотрубки, сами по себе это образования напоминающие углеродные трубки, пропускающие заряд, но при этом отделённые между друг другом диэлектрическим слоем молекул.

Для образования заряда в такой системе к каждой трубке проводится вертикальная и горизонтальная линия передач, при замыкании которой именно данная ячейка заряжается. При расположении второй такой же системы напротив между ними возникает разность потенциалов, благодаря чему можно придать энергии в градиентном спектре, обратный входящему градиенту пучка, при этом потеряв всего 12% от общего количества зарядов, а соответственно и тока.

При этом важно отметить, что хоть и варьировать разности потенциалов в рамках для современного ускорителя в 1 кэВ не так уж и сложно, но и точность не бесконечна. При сохранении такого же соотношения напряжений для 20 МэВ, может быть достигнута точность до 0,04—0,05 эВ, что является шокирующим результатом.

Но данная технология на данный момент разрабатывается в теоретическом вопросе и не лишена минусов, для примера, такая система подходит для довольно малых пучков с токами в 1 нА и лишь в очень редких случаях до 1 мкА, но возможно нахождения решения с созданием множеств таких малых пучков, делимых в дальнейшем, но данный этап является началом нового исследования, ещё больше повышающего эффективность ускорительной техники и возможно, при реализации данной технологии на ускорителе заряженных частиц проекта «Электрон» станет возможно назвать данный ускоритель имеющий самую высокую моноэнергетичность пучка, а соответственно и самую высокую эффективность всех проводимых ядерных реакций на нём.

Использованная литература

1. Каримов Б. Х. Elektronika asoslari. Учебное пособие. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 176 с.

2. Алиев И. Х., Каримов Б. Х. Курс физики ускорителей заряженных частиц. Учебное пособие. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 203 с.

3. Алиев И. Х., Каримов Б. Х., Каримов Ш. Б., Юлдошалиев Д. К. Промышленные и альтернативные аэраторы на основе зелёной энергетики для рыбных водоёмов. Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 221 с.

4. Алиев И. Х., Бурнашев М. А. Ингенциальная математика. Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 149 с.

5. Алиев И. Х., Каримов Б. Х., Каримов Ш. Б., Юлдошалиев Д. К. Развитие технологии аэраторов на основе альтернативных источников энергии. Проект «Электрон». Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 141 с.

6. Алиев И. Х. Программное моделирование явлений ядерных реакций на основе технологии создания множества данных с использованием системы алгоритмов на языке С++. Проект «Ядро-ЭВМ». Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 156 с.

7. Каримов Б. Х., Мирзамахмудов Т. М. Электроника асослари. Учебное пособие. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 184 с.

8. Алиев И. Х. Новые параметры по ядерным реакциям для осуществления на ускорителе заряженных частиц типа ЛЦУ-ЭПД-300. Проект «Электрон». Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 498 с.

9. Алиев И. Х. Программное моделирование явлений ядерных реакций на основе технологий созданий множества данных с использованием системы алгоритмов на языке С++. Проект «Ядро-ЭВМ». Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 498 с.

10. Алиев И. Х., Шарофутдинов Ф. М. Использование ускорителей и явлений столкновения элементарных частиц с энергией высокого порядка для генерации электрической энергии. Проект «Электрон». Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2021. — 594 с.

11. Отажонов С. М., Алимов Н. Э. Фотоэлектрические явления в широкозонных полупроводниковых гетероструктурах с глубокими примесными уровнями. Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 112 с.

12. Отажонов С. М. «Mavzu ishlanmasi» tayyorlashning innovatsion xarakterga ega bo'lgan metodi. Монография. — [б.м.]: Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — 158 с.

13. Каримов Ш. Б., Каримов Б. Х., Алиев И. Х. Пространственно осцилирующий фотовольтаический ток в оптически активном сегнетоэлектрике SbSl. Все науки. — №6. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 33-50.

14. Жалолов Б. Р., Каримов Б. Х., Алиев И. Х. Роль резонансных ядерных реакций в современной энергетике. The role of resonant nuclear reactions in modern energy. Все науки. — №6. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 50-113 c.

15. Алиев И. Х. Перспективы использования нейтронной энергии. Все науки. — №6. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 122-133.

16. Жалолов Б. Р. Исследование физики Солнца при изучении отрасли солнечной энергетики. Все науки. — №5. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 11-29.

17. Алиев И. Х. Об одной эвристической идее о возникновении новой энергетической технологии получения энергии из резонансных ядерных реакций. Все науки. — №1. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 13-18.

18. Каримов Б. Х. Общее представление ускорителя ЛЦУ-ЭПД-20. Все науки. — №1. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 18-23.

19. Жалолов Б. Р. Реализация и научные публикации по проекту «Электрон». Все науки. — №1. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 23-28.

20. Шарофутдинов Ф. М. Констатирование фактов о этапах развития проекта «Электрон» и самые светлые надежды на будущее. Все науки. — №1. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 28—33.

21. Алиев И. Х. Алюминиевая резонансная реакция. Все науки. — №3. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 24-44.

22. Шарофутдинов Ф. М. О вводе новой энергетической ядерной единицы с точки зрения экономики и дипломатии. Все науки. — №6. Научная школа «Электрон», Издательские решения. Ридеро, 2022. — С. 347-361.

23. Алиев И. Х., Умарова Г. М. Использование инновационных технологий в обучении. Гуманитарный трактат — №78. Издательский дом «Плутон». 2020 — С. 17-18.

24. Алиев И. Х., Каримова М. И. Роль философского смысла произведения при обучении в школах. Гуманитарный трактат — №79. Издательский дом «Плутон». 2020 — С. 36-38.

25. Алиев И. Х., Нишонова Д. О. Башня Николы Тесла. Гуманитарный трактат. — №92. Издательский дом «Плутон». 2020. — С. 9-13.

26. Алиев И. Х., Каримова М. И., Харипова С. Б. Новый метод шага. Гуманитарный трактат. — №92. Издательский дом «Плутон». 2020. — С. 14-17.

27. Алиев И. Х., Каримов Б. Х. Об одной эвристической идее относительно алгоритмизации функционирования человеческого мозга на основе теорий электромагнитных полей биотоков и их активного взаимодействия с другими объектами и измерениями. Oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi huzuridagi “Oliy ta’limni rivojlantirish tadqiqotlari va ilg’or texnologiyalarini tatbiq etish markazi” “Ilm, ma’rifat va raqamli iqtisodiyotni rivojlantirish istiqbollari” Onlayn Respublika ilmiy-amaliy anjuman maruzalar to’plami. Ташкент. 2020. — С. 164-178.

28. Алиев И. Х. Энергия столкновения встречных пучков. Молодой учёный. Международный научный журнал. — №16 (306). Издательство «Молодой учёный». 2020. — С. 7-10.

29. Алиев И. Х., Каримов Б. Х., Каримов Ш. Б., Юлдошалиев Д. К., Алиев М. И. Альтернативный ветровой аэратор для рыбных водоёмов. Молодой учёный. Международный научный журнал. — №49 (287). Издательство «Молодой учёный». 2019. — С. 173-175.

30. Алиев И. Х., Тоштемиров М. Х., Каримов Б. Х. Устройство по использованию солнечной энергии для повышения температуры с механизмом гидродинамики в общей конструкции, представляющей собой солнечный коллектор. Молодой учёный. Международный научный журнал. — №18 (360). Издательство «Молодой учёный». 2021. — С. 117-120.

31. Алиев И. Х., Каримов Б. Х. Линейный ускоритель электронов в энергетике. Точная наука. — №85. Издательский дом «Плутон». 2020. — С. 23-29.

32. Алиев И. Х. Поведение электрона в атоме. Точная наука. — №63. Издательский дом «Плутон». 2019. — С. 37-39.

33. Алиев И. Х. Электрон и его особенности. Точная наука. — №71. Издательский дом «Плутон». 2020. — С. 2-5.

34. Алиев И. Х. Запутанные микро-друзья. “Uyda qoling!” shiori ostida “Oliy ta’lim islohorlari: yuruqlar, muammolar, yechimlar” mavzusidagi respublika miqyusida onlayn ilmiy maqolalar hamda innovatsion ixtirolar tanlovining ilmiy maqolalar to’plami. Ташкент. 2020. — С. 164-178.

35. Алиев И. Х., Каримов Б. Х., Мирзажонов З., Каримов Н. И. Автономный аэратор для рыбных водоёмов. Министерство высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан. Академия наук Республики Узбекистан. Министерство инновационного развития Республики Узбекистан. Ферганский политехнический институт. Материалы V международной и конференции по оптическим и фотоэлектрическим явлениям в полупроводниковых микро — и наноструктурах. Часть II. Фергана. 2020. — С. 147—149.