ГДЗ по математике 2 класс рабочая тетрадь Бененсон Итина
ГДЗ рабочая тетрадь Математика. 2 класс Е. П. Бененсона, Л. С. Итиной к учебнику И.И. Аргинской и др.. Издательство: Дом Федорова, серия: Математика, состоит из четырех частей (1 часть – 32 страницы, 2 часть – 32 страницы, 3 часть – 32 страницы, 4 часть – 32 страницы).
Таблица умножения – это тот фундамент математики, который обязан знать каждый учащийся. Пособие познакомит детей с правилами сложения и вычитания, деления и умножения, представит развивающие задачи тренировочного характера, которые станут началом освоения первых математических знаний. Школьники узнают значения математических величин, изучат основные способы их измерения, сформируют умение решать математические задания с помощью арифметических методов. Второклассники научатся чертить на клеточной бумаге определенные фигуры, записывать правильные ответы в соответствующие графы таблиц, находить пути решения заданий повышенной сложности, выбирать самый короткий путь к решению упражнения.
Любое домашнее задание нуждается в проверке со стороны. Особенно, если его выполняют совсем юные обучающиеся. Представленный нами решебник ГДЗ позволит вовремя найти ошибки, подсказать путь к правильному решению, на начальном этапе исправить неверное понимание нюансов предмета.
Часть 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 Что я знаю, что я умею 67
Часть 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 Что я знаю, что я умею 58
Часть 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 Что я знаю, что я умею 48 49
Часть 4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 Что я знаю, что я умею 50
Гдз раб тетр 2 класс
ГДЗ по математике 2 класс рабочая тетрадь Моро
Независимо от сложности задачи решебник предоставит школьникам только правильный ответ на нее. Иногда выполнение которого превращается в целую катастрофу не только для ребенка, но и для мам и пап. Издание объемом 160 страниц предлагает точные решения заданий по таким темам, как: «Умножение «Вычисление длины отрезков «Числовой луч и его свойства «Запись двухзначных чисел «Числовые неравенства» и другие.
Подробная теория и материал по темам поможет родителям просто и оперативно объяснить своим детям новый материал. Рабочая тетрадь по математике за 2 класс авторов Моро.И., Волковой.И.Список принадлежностей ко 2 классу 1. 2. Обложки для тетрадей (разного размера) 3. Тетради (обсудим совместную покупку одного цвета) 5. Папка для тетрадей (1 шт.) 6. Закладки для книг 7. Пенал 8. Линейка, треугольник 9. Простые карандаши (2 шт.) 10. Точилка 11. Ластик 12. Ручка синяя, зеленая. ( по 2 шт.) 13. Блокнот для записей (в плотном переплете) 14. Папка-скоросшиватель (формата А5) (1 шт.) 15. Файлы формата А5 (10 шт) 16. Папка на молнии с ручками для принадлежностей по труду и рисованию 17. Цветная бумага (двусторонняя матовая) 18. Цветной картон (1шт.) 19. Белый картон (1шт) 20. Ножницы с тупыми концами (1 шт). 21. Альбом для рисования не менее 20 листов (2 шт.), 22. Кисти натуральные №2, №4, №5 (по 1 шт. каждого номера) 23.Краски акварельные не менее 8 цветов (1шт) 24. Краски гуашевые, 6 цветов (1 шт.) 25.Клей – карандаш, ПВА (по 1 шт. 26. Кисточку для клея (не для рисования) (1 шт.) 27. Палитра для смешивания красок (1 шт.) 28. Стаканчик-непроливайка (1 шт.) 29. Пластилин не менее 8 цветов, (1 шт.) дощечка (1 шт) 30. Клеенка на стол для уроков труда и рисования (1-2 шт.) 31.Цветные карандаши не менее 12 цветов (1шт.) 32. Комплект фартук и нарукавники для уроков труда и рисования (можно сшить самим) (1шт.) 33. Сигнальные карточки: (?, !) и светофор (на плотном картоне) Все принадлежности подписать!!! | Список принадлежностей ко 2 классу 1. Обложки для книг (10 шт.) (по размеру) 2. Обложки для тетрадей (разного размера) 3. Тетради (обсудим совместную покупку одного цвета) 5. Папка для тетрадей (1 шт.) 6. Закладки для книг 7. Пенал 8. Линейка, треугольник 9. Простые карандаши (2 шт.) 10. Точилка 11. Ластик 12. Ручка синяя, зеленая. ( по 2 шт.) 13. Блокнот для записей (в плотном переплете) 14. 15. Файлы формата А5 (10 шт) 16. Папка на молнии с ручками для принадлежностей по труду и рисованию 17. Цветная бумага (двусторонняя матовая) 18. Цветной картон (1шт.) 19. Белый картон (1шт) 20. Ножницы с тупыми концами (1 шт). 21. Альбом для рисования не менее 20 листов (2 шт.), 22. Кисти натуральные №2, №4, №5 (по 1 шт. каждого номера) 23.Краски акварельные не менее 8 цветов (1шт) 24. Краски гуашевые, 6 цветов (1 шт.) 25.Клей – карандаш, ПВА (по 1 шт.) 26. Кисточку для клея (не для рисования) (1 шт.) 27. Палитра для смешивания красок (1 шт.) 28. Стаканчик-непроливайка (1 шт.) 29. Пластилин не менее 8 цветов, (1 шт.) дощечка (1 шт) 30. Клеенка на стол для уроков труда и рисования (1-2 шт.) 31.Цветные карандаши не менее 12 цветов (1шт.) 32. Комплект фартук и нарукавники для уроков труда и рисования (можно сшить самим) (1шт.) 33. Все принадлежности подписать!!! |
Обложки для книг (10 шт.) (по размеру)
)
Папка-скоросшиватель (формата А5) (1 шт.)
Сигнальные карточки: (?, !) и светофор (на плотном картоне)как сдать ЕГЭ на высший результат
В Набережных Челнах в этом году 34 выпускника сдали ЕГЭ на 100 баллов. Два из них набрали наивысший балл сразу по двум предметам. «Челнинские известия» узнали у ребят, как им удалось добиться успешных результатов.
«Репетитора брал только по русскому языку»
Алексей Грунский из лицея №78 сдал ЕГЭ на 100 баллов сразу по двум предметам – информатике и ИКТ и математике. Готовиться к экзаменам он начал только в 11 классе.
«Математику я просто всегда понимал, что нужно знать теорию и решать задачи, смотрел уроки на «Ютубе». По информатике все легче, почти не готовился, так как в школе у нас был хороший преподаватель. Репетитора брал только по русскому языку, так как нужна была помощь в подготовке к сочинению. Отрабатывал их написание вместе с ним в течение полугода раз в неделю.
По математике еще в десятом классе учитель порекомендовала классу решать как можно больше заданий под номерами 13 и 15. Алексей выполнял по сто таких задач. Это задания из второй части ЕГЭ — за них дают два балла, но они не сложные, уверяет парень.
Алексей планирует стать программистом, сейчас он выбирает, где продолжить учебу. Выпускник подал документы в ИТМО Санкт-Петербурга на факультет «Прикладной математики и информатики» и в Высшую школу экономики Москвы на «Программную инженерию».
«Еще в пятом классе я решил, что стану программистом. Тогда мама заставляла меня ходить на разные кружки, заниматься спортом, робототехникой, резьбой по дереву. Когда в школе мне предложили сделать научную работу, я выбрал тему компьютерных вирусов. Это и определило мои интересы», — рассказывает Алексей.
В Москву в ВШЭ он поступает по результатам ЕГЭ, а в ИТМО — без вступительных испытаний, так как является призером перечневой олимпиады вуза, которая дает ему квоту.
Главные советы, которые он дает будущим выпускникам – определиться с будущей профессией в 8-9 классе. Чем раньше начать заниматься по своему направлению, тем лучше, считает он.
«Я уже в 8 классе хотел в Москву – сразу взял высокую планку. Нужно просто пробовать себя. Участие в олимпиадах не менее важно, чем ЕГЭ. А если брать репетитора, то только очень сильного, но такие берут много денег. Я хоть и занимался с репетитором, но, если б не базовые знания, ничего бы не вышло», — уверен Алексей.
«В этом году почти не гуляла»
Ева Новикова из лицея №78 получила 100 баллов по химии. В их лицее четыре выпускника, которые набрали высший балл по этому предмету. Она вспоминает, что за первый пробный экзамен по этому предмету она набрала всего 40 баллов, за второй – 70.
Готовиться к этому предмету Ева начала в 11 классе. До 10-го девушка училась в математическом классе, а в старших перешла в химико-биологический.
Поэтому знания по биологии были почти нулевыми, по химии — тоже низкого уровня, говорит она. В итоге, по биологии Ева получила 96 баллов за ЕГЭ, по математике – 88, по русскому языку – 90.
В этом ей помогли постоянные занятия. Она признается, что за весь год редко выходила гулять, занималась в дороге, на переменах или стоя в очереди.
«В 11 классе я только по утрам общалась с друзьями. В этом году почти никуда не ходила, не гуляла, только по субботам отдыхала с родителями», — делится Ева.
По биологии и химии Ева покупала курсы и вебинары онлайн. По биологии в режиме онлайн она прошла весь курс с 5 по 9 класс. За полгода усвоила всю необходимую программу, этот предмет был самым сложным для нее, говорит девушка. Также дополнительно занималась с учителем. По математике брала уроки у репетитора.
Ева планирует поступать либо на «Лечебное дело», либо на биофак. Она подала документы в вузы Москвы и Санкт-Петербурга: МГУ, РНИМУ им.
«ЕГЭ — это труд и системность, и все»
Выпускница гимназии №61 Рената Бакиева максимальный балл набрала по обществознанию. Этот предмет является самым популярным по выбору, но достичь хороших результатов по нему удается далеко не всем. Сама Рената признается, что самым сложным предметом для нее была математика, а обществознание – самым непредсказуемым. В нем содержится 86 тем, и какая попадется — неизвестно.
Сдавать этот предмет она решила только в 11 классе, поэтому признается, что знания изначально были скудными. Первый пробный экзамен она сдала на 42 балла. В сентябре выпускница начала подтягивать знания по предмету онлайн. Каждый день уделяла курсам по 4-5 часов. Выполняла домашние задания, слушала вебинары, дополнительно занималась с учителем. До 300 баллов на ЕГЭ девушке не хватило 20 баллов. Математику и русский язык она сдала на 90 баллов.
Будущим выпускникам Рената советует не беспокоиться о сдаче ЕГЭ. Это не так сложно, как кажется.
«Главное — системно и стабильно готовиться. Я уделяла каждый день подготовке 5-6 часов, но мне было не тяжело. Просто нужно найти свой способ, чтобы занятие было в удовольствие. ЕГЭ — это труд и системность, и все», — делится Рената.
Подготовка к ЕГЭ онлайн стала новым и популярным способом для выпускников. С помощью таких занятий каждый ученик может подготовиться дома и в любое время, говорит она. В личном кабинете можно отслеживать свои ошибки. Главное – самодисциплина.
Рената планирует поступать в Санкт-Петербург на направление бизнес-информатики.
«Все ошибки нужно сразу записывать в отдельную тетрадь»
Инжу Галимова, выпускница СОШ №55, стала стобалльницей по литературе.
Этот предмет редко выбирают для сдачи. Девушка начала готовиться к нему в выпускном классе, когда приняла решение поступать в КФУ на «Прикладную филологию». В будущем она хочет стать редактором. Стобалльница вспоминает, что сомневалась в своем выборе предмета, так как нужно владеть знаниями по обширному списку произведений, стихотворений и умением все это анализировать. Однако после того, как математику в этом году признали необязательным для сдачи предметом, отказалась от нее. В итоге Инжу выбрала, кроме литературы, обществознание, сдав его на 72 балла, и русский язык – по нему получила 88 баллов.
«Очень боялась, что не справлюсь с литературой, поэтому почти все свое время уделяла именно этому предмету. Читала все произведения, готовые аналитические работы по ним. Учитель проверяла мои сочинения. Знать произведения – это лишь минимум, который необходим. Главное – навык анализа», — делится Инжу.
Первый пробный экзамен девушка написала на 58 баллов, а второй еще хуже – на 50.
Инжу плакала, хотела поменять предмет для сдачи, но затем взяла себя в руки, поэтому сейчас говорит, что даже за полгода и год можно отлично подготовиться.
Она рекомендует готовиться вместе с учителем — он знает, на чем сделать упор, а также скрупулезно вести работу над ошибками. С репетитором Инжу занималась только по обществознанию.
«Все ошибки нужно сразу записывать в отдельную тетрадь, не думать, что больше такого не повторится. Переписывать их, повторять, — советует стобалльница. — Но в этом году было легче, так как не снимали баллы за орфографические, пунктуационные ошибки, а со следующего года уже будут. Важно учить известные цитаты писателей, есть отдельные задания по стихотворениям, поэтому их тоже нужно знать. Произведения Пушкина, Есенина — основные в программе, их учить обязательно».
Следите за самым важным и интересным в Telegram-канале Татмедиа
Учитель, который назначил домашнее задание по математике с вопросами о рабстве, уволился
Учитель третьего класса в округе Гвиннетт, штат Джорджия, который давал домашнее задание по математике, в котором задавались вопросы о рабстве и побоях, подал в отставку и извинился за инцидент.
Луис Ривера, который преподавал в начальной школе Бивер-Ридж с 2008 года, написал письмо руководству школы, в котором сказал, что «не может достаточно извиниться».
Ривера подал в отставку в ходе расследования инцидента.
В среду представительница округа Слоан Роуч опубликовала заявление относительно отставки, в котором говорилось: «Директор школы немедленно приступит к заполнению вакансии, образовавшейся в результате этой отставки. Поскольку это кадровый вопрос, округ не будет вдаваться в подробности».
Ривера задал домашнее задание по математике, которое включало вопрос: «На каждом дереве было 56 апельсинов. Если восемь рабов соберут их поровну, то сколько каждый раб выберет?»
Другая математическая задача гласила: «Если Фредерика избивали два раза в день, сколько побоев он получил за неделю?»
Другой вопрос: сколько корзин с хлопком наполнил Фредерик.
Кристофер Брэкстон сказал WSB-TV, филиалу ABC News, в Атланте, что не может поверить в то, что его 8-летний сын получил задание из начальной школы Бивер-Ридж в Норкроссе.
«Это меня просто поразило», — сказал Брэкстон. «Вы видите то, что вижу я? Вы действительно видите то, что вижу я? Он не отвечает на этот вопрос».
«Я был в ярости», — сказал Брэкстон.
«Это возмущает меня, потому что это просто дает мне понять, что расисты все еще существуют», — сказала Стефани Джонс, чей ребенок учится в школе.
«Ничего подобного нельзя прививать ребенку третьего, четвертого, пятого, любого класса», — сказал WSB-TV родитель Терренс Барнетт. «Я должен объяснить своему 8-летнему ребенку, почему рабство, рабы или побои — это математическая задача. Это больно».
«В этом уроке учителя пытались выполнить межучебную деятельность», — сказал Роуч.
Роуч сказал, что учителя пытались включить общественные науки в математические задачи.
«Мы понимаем, что эти вопросы вызывают озабоченность, и согласны с тем, что эти вопросы неуместны», — сказала она.
WSB-TV, членская организация ABC News, внесла свой вклад в подготовку этого репортажа.
Школа в Атланте отправляет 8-летних детей с домашним заданием по математике об избиении рабов
Девять учителей 3-го класса начальной школы в районе Атланты отправили своих школьников, в основном чернокожих и латиноамериканцев, домой с задачами по математике, в которых упоминалось рабство, избиения и сбор фруктов — без каких-либо ограничений. исторический контекст.
«На каждом дереве было по 56 апельсинов. Если восемь рабов выберут их поровну, то сколько каждый раб выберет? », — говорится в одной задаче, которую отправили домой третьеклассники начальной школы Бивер-Ридж в Норкроссе, штат Джорджия, сообщает местная станция WSBT.
Другой гласил: «Если Фредерика избивали два раза в день, сколько избиений он получал за неделю?»
Но, пожалуй, наиболее тревожным был вопрос о налоге на голосование, который не предлагал никакого контекста и мог легко заставить 8-летнего ребенка поверить в то, что голосование может повлечь за собой штраф.
«Сьюзен Б.
Энтони была оштрафована на 100 долларов за голосование в президенты. У нее было всего 25 долларов, сколько еще ей нужно было заплатить штраф?
Большинство учеников начальной школы Бивер-Ридж — цветные ученики из малообеспеченных семей.Согласно публичным данным, 62% студентов — латиноамериканцы, а 24% — черные.
Задавать вопрос о штрафах за голосование без контекста молодым людям с развивающимся мозгом непростительно, если учесть, что именно чернокожие и латиноамериканцы, по мнению Демократической партии Грузии, труднее голосуют из-за государственного закона об удостоверениях личности избирателей.
Нельзя прививать что-то подобное ребенку третьего, четвертого, пятого, любого класса, — сказал WSBT Терренс Барнетт, афроамериканский родитель.«Мне нужно объяснить своему 8-летнему ребенку, почему рабство, рабы или избиения — это математическая задача. Это больно ».
Представитель школьного округа округа Гвиннетт Слоан Роуч сообщила WSBT, что учителя, личность которых не указана, пытались провести «межучебную деятельность», в которой темы социальных исследований будут объединены в задания по математике.
Но без исторического контекста, предложенного ни в одном из вопросов, домашнее задание вызывает беспокойство.
«Мы понимаем, что эти вопросы вызывают озабоченность, и согласны с тем, что эти вопросы неуместны», — продолжил Роуч.
NAACP в Грузии призывает округ уволить учителя, написавшего вопросы.
В понедельник школьный округ объявил, что начал полное «расследование кадровых ресурсов» всех учителей, причастных к спорному домашнему заданию по математике, идущим домой с учениками.
Это второй раз за два года, когда расовая и этническая принадлежность при выполнении домашнего задания вызвала споры в школах школьного округа округа Гвиннетт. В прошлом марше учитель 3-го класса отправил учеников домой с домашним заданием о «нелегальных пришельцах», в котором спрашивалось, следует ли «казнить» иммигрантов или «выстрелить в космос».
Математика как инструмент | SpringerLink
Эта книга выдвигает новую роль математики в естественных науках.
В традиционном понимании, с одной стороны, отстаивается сильная точка зрения, согласно которой математика используется для правдивого выражения законов природы и, таким образом, для передачи рациональной структуры мира. В более слабом понимании многие отрицают, что эти фундаментальные законы имеют по существу математический характер, и предполагают, что математика — просто удобный инструмент для систематизации наблюдательного знания.
Позиция, изложенная в этом сборнике, сочетает в себе черты как сильной, так и слабой точки зрения. В соответствии с первым математике отводится активная и даже определяющая роль в науках, но в то же время использование математики в качестве инструмента считается независимым от возможной математической структуры рассматриваемых объектов. Следовательно, инструментальная перспектива контекстная, , а не онтологическая. Кроме того, при использовании инструмента необходимо соблюдать такие условия, как пригодность, эффективность, оптимальность и другие.
Существует ряд средств, которые обычно различаются по тому, насколько хорошо они служат конкретным целям. Перспектива инструментария подчеркивает неизбежную условную валидность математики: любой инструмент может быть скорректирован, улучшен или потерял свою адекватность при изменении практических условий.
Научная практика Математический инструмент Компьютерное моделирование Математическая практика Моделирование Математическая инженерия Математизация Математика посредник Управляемая данными Исследования Математическая настройка Математическая идеализация Математическое представление
О редакции
Йоханнес Ленхард занимается философией науки, уделяя особое внимание истории и философии математики и статистики.В последние годы его исследования были сосредоточены на различных аспектах компьютерного и имитационного моделирования, кульминацией которых стала его монография «Расчетные сюрпризы» (на немецком языке).
В настоящее время он является старшим научным сотрудником философского факультета Билефельдского университета, Германия. Он занимал должность приглашенного адъюнкт-профессора истории в Университете Южной Каролины, Колумбия, долгое время после того, как получил докторскую степень по математике в Университете Франкфурта, Германия.
Мартин Кэрриер — профессор кафедры философии Билефельдского университета.Он работал в пяти различных областях философии науки. История ранней современной физической теории, изменение теории: проблемы методологического сравнения и теории подтверждения, концептуальные отношения между теоретическими системами: познание, нейрональные состояния, поведение, несоизмеримость, теоретические тесты, философия пространства-времени и методологические проблемы прикладных исследований.
Кларк, Роберт [WorldCat Identities]
Химия уровня A2 для OCR A: полный курс для OCR A ( )2 изданий опубликовано в 2012 г. в английский и проводится 10 член WorldCat библиотеки по всему миру
Этот удобный для студентов учебник всесторонне охватывает требования к экзамену OCR A по химии на уровне A2.Он содержит подробные, доступные заметки, объясняющие каждую тему, сопровождаемые четкими диаграммами, фотографиями, советами и рабочими примерами. Для тестирования студентов знания и понимание, в книге есть практические вопросы с полными ответами. Есть также подробное руководство по успешной сдаче итоговых оценок, включая вопросы в стиле экзамена и разделы, посвященные экзаменационным навыкам и как работает наука Гены-супрессоры при раке молочной железы ( Книга )
8 изданий опубликовано между 1997 г. а также 2001 г. в английский и проводится 8 член WorldCat библиотеки по всему миру
Было клонировано несколько генов-супрессоров опухолей (TSG), и было обнаружено, что они мутировали при различных формах рака, включая рак груди.Однако известно немного TSG, специфичных для рака груди. Цели этого предложения: (1) клонировать новые TSG, специфичные для рак груди человека; (2) изучить изменение этих TSG в первичных опухолях молочной железы; и (3) определить их характеристики, регулирование и функция. Мы используем регулируемую тетрациклиновую (тет) систему. Мы создали библиотеку кДНК из нормальный эпителий молочной железы человека и клонировали эту библиотеку кДНК в вектор, который негативно регулируется репрессором tet (tetR) и одновременно выражает усиленную зеленую флуоресценцию.Эти векторы затем котрансфицировали в LCC6, 231 и MCF-7. клетки, которые обладают способностью экспрессировать tetR. После удаления tet репрессированная экспрессия интересующей кДНК снижается. высвобождается, и кДНК экспрессируется. Используя новый краситель, который удерживался в непролиферирующих клетках, мы смогли идентифицировать рост ингибированных клонов, которые затем были отсортированы с помощью проточной цитометрии. Этот функциональный экран послужил основой для идентификации TSG, которые экспрессируются в клетках с ингибированием роста.С помощью ПЦР мы получили последовательности вставок. Теперь охарактеризуем эти гены и начинают оценивать их функцию и экспрессию в первичных карциномах молочной железы. Коллекция Mission Mars ( Визуальный )
1 издание опубликовано в 2005 г. в английский и проводится 8 член WorldCat библиотеки по всему миру
«Эта огненная коллекция из трех элементов наполнена зрелищем космического корабля, марсианским хаосом и другими выходками инопланетян… Его величайшая война миров в этом трио ошеломляющих научно-фантастических приключений »- Контейнер Молекулярная характеристика устойчивости ( Книга )
7 изданий опубликовано между 2001 г. а также 2004 г. в английский и проводится 7 член WorldCat библиотеки по всему миру
Это годовой отчет премии IDEA за изучение молекулярных механизмов, влияющих на приобретенную устойчивость к антиэстрогенам.У нас есть идентифицировали несколько генов, связанных с устойчивостью к ICI 182,780 (Fulvestrant. Faslodex). Наши начальные исследования с NFkB были опубликованы (Mol Cell Biol, 23: 6887-6900, 2003). Дальнейшие функциональные исследования роли других генов находятся в прогресс, и мы добились хороших результатов с IRF-1, используя доминирующую отрицательную конструкцию. Мы также создали и протестировали нейронные сетевые предикторы для разделения нескольких фенотипов устойчивости к антиэстрогенам.Мы завершили и опубликовали методику, позволяющую нам, чтобы визуализировать данные очень большого размера, максимизируя дискриминантную информацию в молекулярных профилях (J Signal Process Systems, в печати, 2003 г.). Таким образом, мы добились значительного прогресса в определении начальных компонентов более широкого антиэстрогена. сигнальная сеть, которая напрямую связана с приобретенной устойчивостью к антиэстрогенам.
(PDF) Метод измерения объема желудочно-кишечного тракта с использованием эндоскопа сложного типа глаза
528 SPIE Photonics West 2015 · www.spie.org/pw Вернуться к содержанию
сигналов для распознавания и взаимодействия с другими ячейками. Определение кворума (QS) — это широко распространенное явление
, которое позволяет бактериям устанавливать межклеточную коммуникацию
и регулировать экспрессию специфических генов, участвующих в бактериальной вирулентности
. Передача сигналов через N-ацилгомосериновые лактоны (AHL) является парадигмой
для QS и особенно хорошо охарактеризована для условно-патогенного микроорганизма человека
Pseudomonas aeruginosa.Было показано, что AHL
диффундируют от одной бактерии к другой, где они связываются с белком, называемым
LasR, в молярном соотношении 1: 1. Впоследствии этот комплекс связывается с
регуляторными участкамиДНК и запускает экспрессию более 150 целевых генов
. Считается, что после связывания лактона LasR активируется
, модифицируя его структурную конформацию. Однако на сегодняшний день нет прямых молекулярных свидетельств
, подтверждающих это.Здесь мы сообщаем об использовании спектроскопии поверхностного
усиленного комбинационного рассеяния (SERS) для исследования конформационных изменений
в структуре LasR при взаимодействии с его лигандом
AHL (3-оксо-C12-HSL). С этой целью мы получили субстраты SERS
, состоящие из тонких пленок наночастиц Au, и мы генетически модифицировали LasR
с помощью C-концевого цистеина, чтобы направить ориентированное осаждение очищенного белка
на поверхность наночастиц Au.Наши результаты показывают, что
добавление лиганда AHL вызывает изменения в спектрах SERS LasR,
, что является прямым доказательством структурной активации в этом важном сигнальном рецепторе QS
. Наконец, это исследование предполагает, что спектроскопия комбинационного рассеяния
может быть использована для скрининга ингибиторов взаимодействия LasR-AHL, имеющих отношение к терапевтическим разработкам
против QS.
9338-9, Сессия 2
Пределы увеличения поля в наноплазмонном оптическом зондировании
(Приглашенный доклад
)
Франсиско Хавьер Гарсия де Абахо, ICFO — Institut de
Cièniques, Испания. пределы увеличения поля, которые могут быть достигнуты в
узких промежутках между частицами и вблизи острых углов и вершин.В частности, мы изучаем роль нелокальных эффектов
, выброс электронного газа проводимости
за пределы поверхности металла и чисто геометрические эффекты. Также обсуждаются последствия
для максимальной чувствительности методов молекулярного зондирования, таких как SEIRA
и SERS.
9338-10, Сессия 3
Биофункциональные кремниевые квантовые точки
, подготовленные с помощью одношаговой зеленой стратегии для
приложений vivo (Приглашенный доклад)
Ромуальд Интарталья, Итальянский институт технологий (Италия)
Наноматериалы для Приложения in vivo представляют растущий интерес в качестве носителей для доставки
, систем обнаружения генов, маркировки и терапевтических агентов.В частности, в
сообщалось о многих усилиях по синтезу неорганических наночастиц
, таких как квантовые точки тяжелых металлов (КТ), для долгосрочных приложений
для маркировки клеток в реальном времени. Однако эти квантовые точки создают опасность для нескольких
проблем со здоровьем из-за своего химического состава, искусственного лиганда и / или
используемых путей раствора. Следовательно, другие альтернативы, с учетом
, с учетом стратегии изготовления наночастиц и минимальной токсичности
самого носителя, имеют решающее значение для потенциального успеха наноматериалов в
клинических условиях.Благодаря своей биосовместимости и биоразлагаемости наночастицы кремния
(Si-NP) являются идеальными кандидатами для применения in vivo. [1]
Недавно импульсная лазерная абляция в жидкостях (PLAL), которая соответствует двенадцати принципам
зеленой химии, появилась в качестве альтернативного подхода
для создания высокочистых полупроводниковых НЧ [2-7]. В этой презентации
будут обобщены наши работы за последние четыре года по синтезу кремниевых
квантовых точек, полученных сверхбыстрой (fs, ps) лазерной абляцией кремниевой мишени в загрязненном водном растворе, отличном от
.Будет представлено исследование контроля размера и оптических свойств
лазерных наночастиц в деионизированной воде. Кроме того, в
мы сообщим о систематическом биоконъюгировании Si-NP, изготовленных с помощью PLAL
, в результате чего были получены функциональные биоконъюгаты Si-NP (ДНК, белок) с примером их использования
для визуализации клеток фибробластов человека. В перспективе
для достижения высокого выхода НЧ с помощью PLAL будут обсуждены результаты по производительности
на основе модели абляции / фотофрагментации и перспективы синтеза Si-НЧ в масштабе
граммов.
[1] Джи-Хо Парк и др., Nature Materials 8, 331 (2009).
[2] R. Intartaglia et al., J. Phys. Chem. С, 115, 5102 (2011).
[3] R. Intartaglia et al., Opt. Матер. Экспресс, 2, 510, (2012).
[4] R. Intartaglia et al., Nanoscale, 4, 1271 (2012).
[5] Р. Интарталья и др., Phys Chem Chem Phys, 14, 15406 (2012).
[6] К. Багга и др., Laser Phys. Lett. 10, 065603 (2013).
[7] R. Intartaglia et al., Opt. Экспресс, 22, 3117 (2014).
9338-11, Сессия 3
Лазерный синтез и характеризация
нанокристаллов биоконъюгированного гидроксиапатита
для биомедицинских приложений
Марина Родио, Альберто Диаспро, Ромуальд Интарталья,
, Италия
, Италия. многообещающие биоматериалы для регенерации костной ткани
, пролиферации клеток и в качестве вектора доставки плазмидной ДНК, потому что
они обладают выдающимися свойствами, такими как химическое сходство с минеральным компонентом
человека, биологическая активность и довольно легко биоконъюгированы [1,2].
Недавно было показано, что конъюгированные с белком частицы (размером 200 нм)
являются эффективной платформой для костной регенеративной терапии с высокой пролиферацией костных клеток
также в сочетании с белками [3]. Кроме того, известно, что наноструктуры гидроксиапатита
с размером менее 50 нм усиливают свойства биоактивности
. Однако сверхмалые конъюгированные HaP-NP сложно синтезировать коллоидно, что связано с необходимостью процесса кристаллизации при высокой температуре
[2].Обычные многоэтапные химические пути
менее эффективны и могут вызвать проблемы со здоровьем. В этом контексте
текущая работа направлена на изучение подхода in situ конъюгации
во время лазерной абляции в жидкости [4-6] для создания сверхмалых, высококристаллических и конъюгированных
HA-NP с использованием сывороточного альбумина. как модельный белок.
Успешная конъюгация и целостность белка подтверждены различными методами
, такими как УФ-видимая, инфракрасная спектрометрия и электронная микроскопия,
, тогда как уменьшение размера наночастиц четко наблюдается при изменении концентрации белка
.Кристалличность и стехиометрическое соотношение HaP-NP составляет
, по оценке с помощью HRTEM, XRD и EDX в сочетании с анализом ICP, соответственно.
Введение 0,1 мМ белка, эффективность конъюгации 17% и? потенциал
-36 мВ достигается, в результате чего образуются высококристаллические биоконъюгаты HaP
среднего размера 4 нм.
[1] M. Sadat-Shojai et al., Acta BioMater., 9, 7591 (2013)
[2] F. Vazquez-Hernandez et al., Mater. Sci. Англ. В, 174, 290 (2010)
[3] С.M. Curtin et al, Adv. Mater., 24 (6), 749 (2012)
[4] R. Intartaglia et al., Opt. Матер. Экспресс, 2, 510, (2012).
[5] R. Intartaglia et al., Nanoscale, 4, 1271 (2012).
[6] К. Багга и др., Laser Phys. Lett. 10, 065603 (2013).
9338-12, Сессия 3
Программирование сборки наночастиц
Амели Хойер-Юнгеманн, Антониос Г. Канарас, Univ.
Саутгемптон (Соединенное Королевство)
Новые инструменты для управления сборкой неорганических нанокристаллов
представляют большой интерес для систематического исследования их физических свойств
(например,
).g., плазмонный резонанс и спин электрона) и для производства
мезомасштабных материалов с настраиваемыми функциями. До сих пор использовалось несколько подходов
для управления самосборкой, в основном
с использованием стратегий, основанных на готовых шаблонах, малых молекулах и
Conference 9338:
Коллоидные наночастицы для биомедицинских приложений X
Европейский дизайн источника расщепления
5.1.1. Механизм формирования импульса
Протонный пучок выводится из источника плазмы типа MDIS (см. Выше).В то время как напряжение вывода поддерживается на уровне 75 кВ, ВЧ-мощность пульсирует с номинальной частотой пучка для формирования и поддержания плазмы. Для достижения стабильного тока после включения ВЧ требуется до 3 мсек, а плазма распадается менее чем за 100 μ с при отсутствии ВЧ-мощности. Нежелательные переходные процессы отклоняются в разгрузку прерывателя, расположенного в конусе RFQ, электростатическим полем, создаваемым в прерывателе LEBT, чтобы поддерживать стабильный импульс луча всего в 2,88 мс.
Поскольку время нарастания прерывателя LEBT составляет 100 нс, требуется 100 нс для отклонения луча от его номинальной оси к разгрузке (и наоборот).Когда прерыватель LEBT выключен и луч снова оказывается на оси, требуется от 1 до 20 μ с для компенсации пространственного заряда, который был аннигилирован из-за наличия электрического поля, чтобы восстановить и, таким образом, получить согласованный Параметры Twiss в запрос предложений. Из-за этого явления в MEBT требуется второй прерыватель. Последний должен быть очень быстрым с временем нарастания и затухания менее 10 нс, чтобы предотвратить потенциально опасные потери при высокой энергии сгустков с неполным ударом [60].
5.1.2. Прерыватели
У линейного ускорителя есть два прерывателя и связанные с ними дампы: один в LEBT, а второй в MEBT. Основная задача чопперов состоит в том, чтобы удалить переходные процессы из импульса пучка, таким образом, сохраняя только стабильные 2,86 мс импульса, необходимые для нейтронной мишени. Источники переходных процессов бывают двух видов: от генерации плазмы в источнике ионов и от компенсации пространственного заряда в LEBT. Поэтому в обязательном порядке необходимо установить двухэтапную стратегию измельчения.Помимо своей основной функции, измельчители также используются для защиты машин (MP). Отвод пучка прерывателя в LEBT может обрабатывать полный ток пучка при номинальном рабочем цикле, в то время как тот, который находится в прерывателе, может выдерживать импульс пучка 200 μ с без повреждений.
5.1.3. Коллиматоры
Нормальная проводящая часть линейного ускорителя содержит два типа коллиматоров: диафрагму между двумя соленоидами в LEBT и три пары (т.е. вертикальные и горизонтальные) скребков в MEBT в оптимизированных местах [60] вдоль линии луча.Диафрагма позволяет снизить ток луча до желаемого уровня, в то время как скребки удаляют нежелательный ореол луча, который может вызвать потери при высокой энергии.
5.1.4. Текущий мониторинг
Мощность луча в производственном режиме не фиксируется. Более того, важно иметь возможность ограничивать потери мощности при высокой энергии до приемлемого уровня, если это необходимо, сохраняя при этом мощность луча как можно более высокой. Поскольку частота луча и длина импульса являются фиксированными значениями, единственный способ модулировать мощность — это модулировать интенсивность луча.Только ионный источник может генерировать стабильные пучки только с токами пучка не ниже 90% от номинального значения. Для получения лучей очень низкой интенсивности ~ 6 мА с возможностью регулирования в пределах 2 мА в LEBT предусмотрена диафрагма с подвижными лопастями.
5.1.5. Обнаружение ореолов
Как показывает опыт на других объектах, таких как SNS, единственный способ снизить опасные потери при высокой энергии — это уменьшить образование ореолов в MEBT. Для этого в MEBT установлены три подвижных скребка, которые могут удалить ореол луча выше 3 сигм.
5.2.1. Магниты для LWU
LWU, расположенные между криомодулями в сверхпроводящем линейном ускорителе (SCL), а также в HEBT и части изогнутой части секции ускоритель-мишень (A2T) ускорителя ESS, каждый из которых содержит два квадрупольных магнита и один сдвоенный магнит. плоский магнит-корректор для фокусировки луча и коррекции траектории. Все магниты нормально проводящие и работают в режиме постоянного тока. В LWU используются три различных типа квадрупольных магнитов и два разных типа магнитов-корректоров.LWU, расположенный между спицевыми криомодулями, содержит два квадруполя типа Q5 и комбинированный корректор горизонтальной и вертикальной плоскостей типа C5. LWU, расположенный между эллиптическими криомодулями и в HEBT, содержит два квадруполя типа Q6 и комбинированный корректор горизонтальной и вертикальной плоскостей типа C6. LWU, расположенный в изогнутой части секции A2T, содержит два квадруполя типа Q7 и комбинированный корректор горизонтальной и вертикальной плоскостей типа C6. Различные типы магнитов квадруполя и корректора имеют разную апертуру, длину и силу.
Все три квадруполя имеют многослойное ярмо и змеевики с водяным охлаждением. Поскольку Q6 и Q7 имеют одинаковый диаметр отверстия и одинаковый радиус области хорошего поля, эти два квадруполя могут иметь одинаковую 2D-магнитную конструкцию с одинаковой геометрией ламинирования, одинаковыми ампер-витками и двумя разными длинами ярма / магнитного поля. Кроме того, чтобы использовать только один тип преобразователя мощности, конструкция всех квадрупольных катушек позволяет использовать одинаковое сечение проводника и одинаковый максимальный ток или, скорее, одинаковую максимальную плотность тока.Чтобы максимально снизить энергопотребление, проводник должен иметь площадь поперечного сечения, обеспечивающую максимальную плотность тока ниже 4,5 А мм −2 . В то же время проводник должен иметь охлаждающий канал с диаметром, достаточно большим, чтобы уменьшить, насколько это возможно, требуемую скорость жидкости, чтобы ограничить падение давления в охлаждающем контуре.
Значения магнитного поля и художественные виды квадруполей для LWU показаны на рисунках 41 и 42.Основные расчетные параметры приведены в таблицах 28 и 29.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рис. 42. Вид в перспективе квадрупольных магнитов типа Q5 (слева), Q6 (в центре) и Q7 (справа) для спиц LWU, эллиптических LWU и LWU с изогнутым концом соответственно.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияТаблица 28. Параметры и характеристики магнита для квадруполей типа Q5, Q6 и Q7.
| Параметр | Q5 | Q6 | Q7 | Установка |
|---|---|---|---|---|
| Кол-во | 26 | 95 | 12 | |
| Радиус апертуры | 34 | 56 | 56 | мм |
| Габаритная ширина и высота хомута | 440 | 650 | 650 | мм |
| Радиус области хорошего поля r 0 | 22 | 35 | 35 | мм |
| Длина хомута | 170 | 230 | 290 | мм |
| Общая длина бухты | 250 | 340 | 400 | мм |
| Магнитная длина L eff при номинальном значении I c | 200 | 277 | 337 | мм |
| Максимальный интегрированный уклон | 2.21 | 2,47 | 3,01 | Т |
| Содержание гармоник при r 0 | % | |||
| Индуктивность | 8,2 | 36,5 | 45,0 | мГн |
Таблица 29. Параметры змеевика для квадрупольных типов Q5, Q6 и Q7 (в скобках указаны значения при минимально необходимом расходе теплоносителя).
| Параметр | Q5 | Q6 | Q7 | Установка |
|---|---|---|---|---|
| Тип | Ипподром | |||
| Охлаждение | Вода деминерализованная | |||
| Сечение провода | 8.2 × 7,2 мм — диаметр отверстия. 3,8 мм = 46,8 | мм 2 | ||
| Количество витков | 30 | 61 | ||
| Расстояние между катушками и шуткой | 6 | мм | ||
| Максимальная плотность тока | 4,27 | A мм −2 | ||
| Длина проводника на одну катушку | 17,6 | 55,6 | 61,4 | м |
| Сопротивление одной катушки при 35 ° C | 7.00 | 21,8 | 24,4 | мОм |
| Общая длина рулона | 250 | 340 | 390 | мм |
| Масса рулона | 8,5 | 30 | 34 | кг |
| Максимальный требуемый ток ПК I RMax | 148 | 173 | 179 | A |
| Рассеиваемая мощность при I RMax | 0.6 (0,6) | 2,6 (2,7) | 3,1 (3,2) | кВт |
| Повышение температуры охлаждающей жидкости при I RMax | 14,0 (25,0) | ° С | ||
| Общий расход охлаждающей жидкости (минимально необходимый) | 0,7 (0,4) | 2,7 (1,6) | 3,2 (1,9) | л / мин |
| Кол-во охлаждающих веток | 1 | 4 | 4 | |
| Скорость охлаждающей жидкости на каждом змеевике | 0.9 (0,5) | 1,0 (0,6) | 1,2 (0,7) | м с −1 |
| Падение давления охлаждающей жидкости | 3,0 (1,1) | 2,7 (1,0) | 4,0 (1,5) | бар |
Габаритные размеры корректоров C5 и C6 в основном обусловлены компоновкой LWU. В частности, предусмотренное доступное пространство для установки корректора ограничивает общую длину C5 до 70 мм, а общую длину C6 до 100 мм. Полная апертура обоих корректоров равна апертуре квадруполей в соответствующем LWU.Корректоры выполнены в виде магнитов в виде оконной рамы с ярмами, изготовленными из многослойных стальных листов, чтобы минимизировать вихревые токи в чугуне, насколько это возможно, чтобы обеспечить возможную обратную связь. Требуемое качество поля должно быть лучше 4%. Поскольку корректоры C5 и C6 питаются только от одного типа преобразователя мощности, в катушках используется одинаковое сечение проводника и одинаковый максимальный ток, или, скорее, одинаковая максимальная плотность тока. Корректоры сконструированы таким образом, что их можно разделить на две половины, что позволяет устанавливать их вокруг вакуумной камеры.
Художественные виды корректоров для LWU показаны на рисунке 43. Основные конструктивные параметры приведены в таблице 30.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рис. 43. Вид в перспективе корректирующих магнитов типа C5 (слева) и C6 (справа) для спиц LWU и эллиптических / изогнутых LWU соответственно.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияТаблица 30. Параметры магнита и характеристики для корректоров типа С5 и С6.
| Параметр | C5 | C6 | Установка |
|---|---|---|---|
| Кол-во | 13 | 55 | |
| Ширина и высота траверсы | 138 | 206 | мм |
| Длина хомута | 35 | 65 | мм |
| Масса ярма | 1.6 | 7,6 | кг |
| Змеевик охлаждения | Воздух | Воздух | |
| Максимальная плотность тока | 1,5 | 1,5 | |
| Сопротивление одной катушки | 16,1 | 40,4 | мОм |
| Общая длина рулона | 68 | 98 | мм |
| Масса рулона | 1,4 | 3.6 | кг |
| ПК Максимальный ток I Макс | 16 | 16 | A |
| Максимальное напряжение | 0,5 | 1,3 | В |
| Максимальная рассеиваемая мощность | 8 | 22 | 7 Вт |
5.2.2. Магниты для A2T
Два вертикальных дипольных магнита D1 переносят луч из уровня туннеля ускорителя (AT) до уровня цели, на которой луч фокусируется, и транспортируются к цели по прямому участку с использованием шести квадрупольных магнитов типа Q8.Коррекция траектории осуществляется четырьмя комбинированными магнитами-корректорами горизонтальной и вертикальной плоскостей типа С8. Все эти диполи, квадруполи и корректоры имеют нормальную проводимость и работают в режиме постоянного тока. Катушки диполей и квадруполей имеют водяное охлаждение. Основные требования к конструкции этих магнитов приведены в таблице 31.
Таблица 31. Основные требования к конструкции магнитов от ускорителя к мишени.
| Параметр | Корректор C8 | Диполь D1 | Q8 квадруполь | шт. |
|---|---|---|---|---|
| Мин.диаметр апертуры | 137 | 112 | 137 | мм |
| Эффективная длина | нет данных | 1800 | 800 | мм |
| Максимальная общая длина | 399 | 2200 | 1000 | мм |
| Номинальный угол изгиба | 0,052 | 4 | нет данных | или |
| Номинальный радиус изгиба | п.а. | 25,783 | нет данных | м |
| Номинальное магнитное поле | нет данных | 0,36 | нет данных | Т |
| Номинальное интегрированное поле | 0,648 | нет данных | т м | |
| Номинальный интегрированный градиент | нет данных | нет данных | 7,8 | Т |
| Интегрированная однородность поля | п.а. | |||
| Гармоники магнитного поля | нет данных | нет данных | 10 −3 | |
| Кол-во | 4 | 2 | 6 |
Дипольный магнит спроектирован с отверстием в ярме для размещения специальной вакуумной камеры с прямым выходом для пучка, что позволяет транспортировать пучок в сторону сброса настраиваемого пучка, когда диполь выключен.Из-за ожидаемого остаточного поля, когда диполь отключен, может быть добавлена корректирующая катушка, чтобы нейтрализовать это поле и позволить лучу пройти прямо к разгрузке настроечного луча. Два диполя питаются последовательно от одного преобразователя мощности.
5.2.3. Магниты для растрового сканирования
Чтобы уменьшить усредненную по времени интенсивность луча, ESS будет использовать систему быстрого поперечного переменного тока (RSM), которая вводит смещения центра тяжести луча через цель и PBW. Полная растровая система состоит из 8 коллинеарных RSM, двух наборов по четыре единицы каждый, действующих в соответствующих поперечных плоскостях.Несмотря на то, что в идеале RSM в наборе должен быть синхронизирован и иметь одинаковую амплитуду поля, каждый RSM питается от выделенного модулятора на основе источника заряда конденсатора и H-моста. Эта модульная конструкция не только снижает магнитную нагрузку на RSM и пиковую выходную мощность каждого модулятора, но также позволяет снизить влияние отказов элементов и реализовать последовательное резервирование. Таким образом, изолированный отказ RSM или модулятора в каждом наборе может быть компенсирован увеличением амплитуды незатронутых подсистем на 33%.Для поддержания высокой надежности избегают активного охлаждения магнитов и модуляторов, эксплуатируя систему при рабочем цикле всего 5%, что соответственно больше, чем рабочий цикл импульса пучка 4%, 2,86 мс при 14 Гц.
Во избежание пригорания возле краев и углов рисунка скорость развертки в идеале должна быть постоянной, а направление чередоваться в зависимости от частоты. Таким образом, каждая подсистема RSM должна генерировать импульсную треугольную форму волны магнитного поля, действующую в горизонтальном ( H ) или вертикальном ( V ) направлении.
Поддерживая соотношение частот развертки, отличное от единицы в двух плоскостях, RSM формирует мелкоячеистую диаграмму смещения центра тяжести луча, похожую на диагональную перекрестную штриховку, с прямоугольным контуром (см. Рисунок 44). Такой подход в сочетании с бимлетом генерирует усредненное по времени распределение интенсивности с большой однородной центральной областью и менее 1% луча, осажденного за пределами номинальной зоны охвата луча 160 × 60 мм 2 .
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 44. Смоделированный растровый узор и соответствующее распределение интенсивности на цели после полного цикла шаблона Лиссажу с номинальными параметрами луча. Слева: паттерн Лиссажу, генерируемый треугольными сигналами с соотношением частот 113/83. Для сравнения относительные среднеквадратичные размеры бимлетов на цели показаны красным эллипсом. Справа: распределение интенсивности масштабировано для представления пиковой плотности тока, нормированной на средний ток 2,5 мА. Синий прямоугольник показывает контур растрового узора.Пунктирными линиями обозначена зона покрытия, содержащая 99,0% луча. Обратите внимание на соотношение сторон 3: 1 на шкалах.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияТребуются существенные основные растровые частоты, десятки кГц с 40 кГц в качестве указанного максимума, чтобы минимизировать коррелированную с растром модуляцию замедленного нейтронного импульса.
Одна и та же конструкция RSM и модулятора применима как к горизонтальному, так и к вертикальному набору RSM, различающихся только ориентацией магнита.RSM размещаются парами с одинаковым направлением поля,. При требуемых величинах d B / d t требуется керамическая вакуумная камера, а пара RSM использует одну керамическую вакуумную трубку диаметром 850 мм с металлическими фланцевыми соединениями. Поперечное сечение и изометрический вид горизонтального RSM (с вертикальной составляющей поля) можно увидеть на рисунке 45. Магнит основан на ярме оконной рамы, которое обеспечивает хорошую однородность поля в большой области апертуры магнита. Значительная рабочая частота требует материала ярма с низкими потерями на вихревые токи и высокой частотной характеристикой.Ферритовое ярмо NiZn, возможно CMD5005 от Ceramic Magnetics, является очевидным выбором. Из-за толщины скин-слоя в меди катушки вырезаются из тонких пластин OFHC Cu толщиной 1 мм и изгибаются в 2-витковые катушки с неподвижным основанием.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рис. 45. Сагиттальный разрез RSM с размерами в мм (левая панель) и изометрический вид всего RSM (правая панель). Ферритовые детали показаны бирюзовым цветом и удерживаются на месте за счет подпружинения их металлического корпуса.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешения5.3.1. Мониторы положения луча
Всего на линейный ускоритель ESS планируется установить около 100 ударов в минуту. BPM измеряет положение и фазу луча и обеспечивает ввод в систему блокировки луча (BIS) для остановки луча в случае неисправности. Измерение фазы в основном предназначено для настройки резонатора и измерения энергии ToF.
В системе ESS BPM используются датчики BPM разных размеров и типов.Полосковые ВПМ с малой апертурой используются в низкоэнергетических линейных ускорителях, включая секции MEBT и DTL. ВРМ нижних секций имеют электростатический кнопочный тип.
Большая часть BPM принадлежит LWU, установленным между каждыми двумя последовательными криомодулями. Текущий план состоит в том, чтобы иметь один BPM на LWU с разнесенным расположением BPM (т. Е. Расположение BPM поочередно ближе к восходящему и нисходящему концам в последовательном LWU). Это создает две базовые линии для измерений TOF, а затем можно рассчитать разность фаз между двумя BPM, включая количество периодов, путем сравнения фазы считывания с короткой и длинной базовых линий.
Чтобы свести к минимуму потенциальные помехи от близлежащих источников РЧ, обработка сигнала ВРМ выполняется напротив РЧ. Это означает, что вторая гармоника (т. Е. 704,42 МГц) сигнала BPM обрабатывается в секциях спиц и восходящего потока, а основная гармоника (т. Е. 352,21 МГц) — в секциях ниже по потоку к спицам. Прямым следствием этого является то, что системы BPM и LLRF должны использовать опорные фазы с противоположными частотами.
Большая часть BPM должна иметь общую точность мкм м и разрешение 20 мкм м при номинальном токе луча 62.5 мА и длительность импульса 2,86 мс. BPM также должен успешно измерять положение луча в неоптимальных условиях, таких как слаботочный пучок с расщепленным пучком 6,25 мА и шириной импульса 5 мкм м, что предусмотрено для ввода в эксплуатацию линейного ускорителя. Поэтому важно убедиться, что даже в таких экстремальных условиях BPM по-прежнему обеспечивают грубое положение, чтобы луч можно было безопасно направить на всем пути к цели или настройкам.
Ожидается, что напряжение кнопки BPM снизится до менее чем половины от начала до конца линейного ускорителя [61].Это связано с увеличением скорости луча и изменением частоты обработки и размера трубы луча. Несмотря на эти вариации, для большей части BPM используется одна и та же электроника. Поскольку к системам LLRF и BPM предъявляются схожие требования, были предприняты значительные технические усилия, чтобы максимизировать синергию за счет использования одинаковых или аналогичных электронных компонентов и встроенного программного обеспечения для обеих систем.
Выбранная платформа для электроники BPM — μ TCA.4. В его конструкцию входит задний переходной модуль, в котором сигналы BPM регулируются по уровню, микшируются с понижением до ПЧ и фильтруются в аналоговой области, а также усовершенствованная мезонинная карта для аналого-цифрового преобразования и обработки FPGA.
5.3.2. Мониторы тока пучка (BCM)
Система BCM используется для измерения импульсного тока пучка, а также для каждого импульса и накопленного заряда пучка. Он состоит из 15 трансформаторов переменного тока (ACCT) и одного быстрого трансформатора тока вдоль линейного ускорителя длиной 600 м с большей концентрацией датчиков в низкоэнергетических секциях. Это в основном предназначено для решения проблем, связанных с быстрым обнаружением потерь дальнего света и инициированием запроса на прерывание луча, особенно в областях, где нельзя успешно использовать BLM.
Требования MPS включают измерение дифференциального тока пучка с использованием нескольких пар ACCT. Ток считывания из двух ACCT сравнивается друг с другом, и в случае, если разница превышает определенный порог, запрос на прерывание луча отправляется в BIS. Ширина, амплитуда и частота импульса также измеряются ACCT в абсолютном режиме, и сигнал прерывания луча отправляется в BIS в случае обнаружения несоответствия между реальным лучом и выбранным режимом луча.
Планируется использовать серийные датчики ACCT.Соответствующая электроника установлена в галерее клистронов и состоит из автономного аналогового интерфейсного блока и настраиваемой считывающей электроники на основе технологии μ TCA.4.
5.3.3. Мониторинг потерь луча (BLM)
Основная цель системы BLM — обнаруживать ненормальное поведение луча и запускать прерывание луча в случае отказа луча, чтобы защитить машину от повреждений, вызванных лучом. Ожидается, что в дополнение к своим функциям защиты система будет обеспечивать средства контроля потерь луча во время нормальной работы с целью предотвращения чрезмерной активации машины.
Функция защиты ограничивает время отклика системы и устанавливает верхний предел ее динамического диапазона. Аналогичным образом нижний предел динамического диапазона устанавливается функцией мониторинга.
Что касается времени отклика, система BLM должна реагировать в пределах ~ 10 мкм в сверхпроводящем состоянии и в пределах ~ 1 мкм с в нормально проводящих частях линейного ускорителя ESS. Эти числа были установлены на основе упрощенного расчета времени, необходимого для расплавления блока материала при перпендикулярном падении для параметров пучка, ожидаемых в это время.Числа недавно были перепроверены с обновленными значениями тока луча и размера луча, предполагая гауссов луч вместо однородного кругового. Результаты вызывают озабоченность по поводу предела 1 μ с, ожидаемого для линейного ускорителя с ЧПУ (см. Рисунок 46). Однако эти расчеты дают консервативный результат по времени плавления, так как процесс охлаждения не учитывался. С другой стороны, результаты хорошо согласуются с пределом 10 μ с для SC частей линейного ускорителя. Хотя опыт в SNS ставит под вопрос этот предел, поскольку там деградация сверхпроводящих полостей наблюдается уже после потери импульса пучка 26 мА примерно 10 раз в день [62].
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рис. 46. Время, необходимое для плавления блока из меди (синий) или нержавеющей стали (красный) при перпендикулярном (светлые цвета) и неглубоком (темные цвета) падении пучка протонов вдоль частей MEBT и DTL линейного ускорителя ESS. .
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияВ нормально проводящих частях линейного ускорителя ESS предусмотрено от одного до двух устройств BLM на метр.С другой стороны, от трех до четырех устройств на каждую ячейку двойной решетки планируется в сверхпроводящих частях, четыре — там, где есть криомодуль (три окружают квадрупольный дублет и еще одно на криомодуль), и три — в транспортной секции. Количество устройств в каждой из секций линейного ускорителя указано в таблице 32.
Таблица 32. Количество устройств контроля потерь пучка (ионизационные камеры и нейтронные детекторы) в каждой секции линейного ускорителя.
| Секция линейного ускорителя | Ионизационная камера | Детектор нейтронов | ||
|---|---|---|---|---|
| Плотность | Счетчик | Плотность | Счетчик | |
| Запрос предложений | 1–2 за м | 6 | ||
| MEBT | 1–2 за м | 4 | ||
| DTL | 1 на бак | 5 | 1–2 за м | 17 |
| Итого | 5 | 27 | ||
| Спицы | 4 на криомодуль | 52 | ||
| Средний β | 4 на криомодуль | 36 | ||
| Высокая β | 4 на криомодуль | 84 | ||
| HEBT | 3 на четверной дуплет | 45 | ||
| Изогнутая | 3 на четверной дуплет | 21 | ||
| 1 на диполь | 2 | |||
| A2T | 15 | |||
| Отвод | 6 | |||
| Итого | 261 | |||
| Всего | 266 | 27 | ||
Параллельные пластинчатые газоионизационные камеры (IC), заполненные N 2 , которые были разработаны для системы LHC BLM, выбраны для SC частей линейного ускорителя в качестве детекторов BLM, в основном из-за их быстрого отклика. .
При использовании ИС необходимо учитывать фон фотонов из-за ВЧ-резонаторов. Это происходит главным образом из-за автоэлектронной эмиссии электронов из стенок полости, что приводит к возникновению тормозных фотонов на полостях или материалах лучевой трубы [63]. Оценки энергетических спектров показывают, что можно ожидать фотонов с энергиями до нескольких десятков МэВ [64]. ИС LHC имеют отсечку по поперечному падению для фотонов ниже ~ 2 МэВ [65], поэтому, чтобы узнать важность этого фона, необходимо определить его уровень.Однако эти уровни трудно предсказать численно, поскольку они зависят от качества полостей, нагрузки пучка, условий работы и времени.
Для решения этой проблемы во время работы ожидается коррекция базовой линии записанного сигнала. В идеале предполагается, что данные для расчета базовой линии будут отбираться во временном окне после включения РЧ-мощности и до прихода лучевого импульса, чтобы соответствующим образом скорректировать необработанные данные BLM в импульсе.
В ожидаемых полях частиц вне резервуаров в нормально проводящих частях линейного ускорителя преобладают нейтроны и фотоны.Поэтому IC не являются хорошим вариантом для устройства BLM в этих частях линейного ускорителя. Вместо этого микромегазовые детекторы в настоящее время рассматриваются как выбор детектора BLM в низкоэнергетических частях линейного ускорителя. Можно использовать микромегазовый детектор, чувствительный к быстрым нейтронам и слепой к фотонам на основе дискриминации сигналов.
Современная концепция электроники основанной на ИС части системы BLM, расположенной в сверхпроводящих частях линейного ускорителя, состоит из двух отдельных блоков (см. Рисунок 47). Карта BLEDP [66], которая была разработана для новой системы BLM на инжекторном комплексе CERN, используется в качестве блока сбора данных, выступая в качестве аналогового интерфейса и дигитайзера.Эта карта имеет широкий динамический диапазон (10 пА — 200 мА) и, вероятно, будет соответствовать требованиям ESS к динамическому диапазону и после доработки.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 47. Схема части ионизационной камеры системы контроля потерь пучка.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияБлок сбора данных может предоставить информацию об интегрированных потерях за фиксированное время 2 μ с, так называемую текущую сумму 0 (RS0).Блок обработки, в свою очередь, планируется для предоставления дополнительных RS, дающих информацию о потерях, интегрированных в более длительных временных масштабах. Устройство получает базовые данные и вычитает их из необработанных данных. В зависимости от режима луча каждый RS для каждого канала при необходимости может быть замаскирован.
5.3.4. Мониторинг продольного профиля пучка (LBM)
Очень важно, чтобы линейный ускоритель был оборудован определенным набором BI на этапе ввода в эксплуатацию и запуска, чтобы настроить его для оптимальной передачи пучка и минимальных потерь пучка во время периодов эксплуатации.Примером такого инструмента является LBM, который предоставляет информацию о средней временной структуре сгустков. На ускорителе ESS размещены четыре устройства LBM. Их положение вдоль линейного ускорителя показано на рисунке 48. Ожидается, что односторонний среднеквадратичный продольный размер сгустка сократится с ~ 150 до 3 пс в процессе ускорения. Внутренний предел для методов LBM, основанных на обнаружении электрического поля сгустка на границе канала пучка, можно оценить [67] как
, где представляет собой среднеквадратичное значение продольного распределения заряда на внутренней стенке трубопровода пучка с радиус R bp , который создается заряженной частицей, движущейся со скоростью v .Из-за довольно низких коэффициентов Лоренца γ пучка ESS односторонние среднеквадратичные длины сгустков будут намного ниже этого предела (см. Рисунок 49). Поэтому доступные варианты измерения профилей пучков весьма ограничены.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 48. Расположение монитора продольного профиля пучка.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияУвеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 49. Ожидаемые односторонние среднеквадратичные длины сгустков на линейном ускорителе ESS (синий) и внутренний предел на односторонние среднеквадратичные значения длины из-за пространственного разброса поля заряда (зеленый).
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияНаиболее распространенным устройством, используемым для измерения продольного профиля сгустка в протонных машинах, таких как ESS, является монитор формы сгустка (BSM), предложенный А. Фещенко [68]. BSM Фещенко основан на сборе низкоэнергетических вторичных электронов (ВЭ), испускаемых тонкой проволочной мишенью, помещенной в пучок.Временная структура первичного сгустка преобразуется в пространственное распределение SE посредством радиочастотной модуляции, генерируемой радиочастотным дефлектором. К проводу прикладывается высокий отрицательный потенциал напряжения для ускорения SE по направлению к RF-дефлектору с набором щелей и детектором электронов на выходе.
Типичное фазовое разрешение этого устройства составляет ~ 1 o [69], что достаточно точно только для одного из четырех запланированных устройств LBM на линейном ускорителе ESS 3 , а именно LBM1, расположенный в секции MEBT.Однако недавно А. Фещенко предложил, чтобы разрешение 0,5 o или меньше могло быть достигнуто с помощью модернизированной версии ВЧ дефлектора, который должен обеспечивать более симметричные электромагнитные поля с меньшими полями на краях [69 ]. Поскольку это достаточно точно для устройств LBM1 и LBM2, было решено использовать BSM Фещенко с предложенным модернизированным ВЧ дефлектором для обоих. В зависимости от того, насколько хорошо модернизированное разрешение BSM может быть улучшено, LBM3 потенциально также может быть устройством BSM.Однако ожидаемые длины пучков в месте расположения LBM4 меньше 3 пс, поэтому их можно решить даже с помощью модернизированного BSM. Поскольку стандартное решение с субпикосекундным разрешением не существует для протонных машин, таких как ESS, LBM4 и, возможно, LBM3, требуется разработка нового типа устройства. Дополнительный аргумент в пользу новой разработки в случае LBM3 следует из исследования влияния пространственного заряда на характеристики BSM, которое описано в [70].
Для случая LBM3 и LBM4 рассматривается альтернатива на основе черенковского или переходного излучения вместе со стрик-камерой.Первичная мотивация для фокусировки на фотонах как вторичных частицах состоит в том, чтобы избежать эффектов пространственного заряда. Вдобавок считается, что взаимодействие как черенковского, так и переходного излучения происходит быстро, в отличие от излучения ЧЭ, где экспериментально было показано, что время задержки излучения не превышает (4-2) пс [71]. Из-за довольно низкой энергии пучка в месте расположения LBM3 возникает озабоченность относительно достаточного выхода фотонов от переходного или черенковского излучения. Поэтому предполагается использовать новый метод, предложенный в [72] для этого местоположения, либо как дополнительный вариант, либо как резервное решение.
5.3.5. Сканер проводов, измерение эмиттанса (EMU) и FC
Сканеры проводов десятилетиями успешно применялись в ускорителях. Это консервативный выбор для измерения профиля пучка. Их принцип довольно прост и заключается в перемещении проволоки поперек луча при отслеживании сигнала, пропорционального количеству частиц, взаимодействующих с лучом.
Одиннадцать сканеров проволоки установлены в линейном ускорителе в разных местах. Проволока не выдерживает мощности луча в производственном режиме (2.86 мс, 62,5 мА, 14 Гц), таким образом, мощность луча должна быть уменьшена для сохранения целостности провода. Два режима луча предназначены для ввода в эксплуатацию и конкретных исследований луча, когда разрешены вставки перехватывающих устройств:
- Режим медленной настройки (т.е. 100, до 62,5 мА, 1 Гц).
- Режим быстрой настройки (т.е. 10, до 62,5 мА, 14 Гц).
При низкой энергии (т. Е. Ниже 200 МэВ) первичным источником сигнала является ток SEM от провода, в то время как при более высокой энергии первичным источником является свет, генерируемый в сцинтилляторе вторичными источниками высокой энергии.Все сканеры проволоки в линейном ускорителе должны иметь возможность восстанавливать профиль пучка в режиме SEM.
Количество станций WS в каждой секции, количество исполнительных механизмов и каналов сбора данных приведены в таблице 33.
Таблица 33. Также упоминаются расположение WS в линейном ускорителе ESS, оси и количество каналов на станцию сканирования проводов.
| Расположение | Номер станции | Привод | Сигналы SEM | Сигналы сцинтиллятора n |
|---|---|---|---|---|
| на станцию | на станцию | на станцию | ||
| MEBT | 3 | 1 | 2 | – |
| со спицами | 3 | 2 | 2 | – |
| Эллиптический | 4 | 2 | 2 | 4 |
| A2T | 1 | 2 | 2 | 4 |
| Итого | 11 | 19 | 22 | 20 |
Два типа проволоки считались углеродной проволокой для теплого линейного ускорителя и вольфрамовой проволокой для холодного линейного ускорителя
Из-за низкой энергии луча MEBT представляет собой наихудший случай для сканера проволоки, в дополнение к плотности луча относительно высокий.Максимальная температура, достигаемая каждым сканером проводов во время сканирования с частотой 1 Гц, представлена в таблице 34, а также ожидаемые размеры пучка в месте расположения провода.
Таблица 34. Максимальная температура при сканировании с частотой 1 Гц.
| Размеры балки (мм) | T макс. (K) | T макс. (K) | |
|---|---|---|---|
| 50 | 100 | ||
| 1.85 | 1,45 | 1900 | – |
| 3 | 1,5 | 1430 | 2110 |
| 2,5 | 2,4 | 1240 | 1780 |
| 3,2 | 3,2 | 975 | 1350 |
Как показано в таблице 34, повышение температуры для первого сканера проволоки превышает механический предел проволоки даже при уменьшенной мощности луча, проволока выживает, только если длительность импульса уменьшается до 50.В этом случае максимальная температура составляет около 1900 К, ниже порога термоэлектронной эмиссии и предела углеродной проволоки, в быстром режиме температура ниже 1400 К.
В секции спицы сканер проволоки устанавливается после Первые четыре криомодуля, размеры пучка в месте расположения сканера и максимальная температура, достигаемая во время сканирования, приведены в таблице 35.
Таблица 35. Параметры луча в месте расположения сканера спицевых проводов.
| Размеры балки [мм] | T макс. [K] | T макс. [K] | |
|---|---|---|---|
| медленный режим | быстрый режим | ||
| 2.5 | 1,9 | 1790 | 1325 |
| 2,9 | 1,6 | 1730 | 1260 |
| 2,6 | 2,1 | 1610 | 1240 |
| 2,8 | 2,2 | 1500 | 1170 |
В эллиптическом сечении средние размеры пучка (мм) были учтены для энергии пучка 200, 500, 1000 и 2000 МэВ, максимальная температура на проводе показана в таблице 36.
Таблица 36. Максимальная температура вольфрамовой проволоки в эллиптическом сечении.
| Энергия [МэВ] | медленный режим | быстрый режим |
|---|---|---|
| 200 | 1590 | 1215 |
| 500 | 1340 | 978 |
| 1000 | 1250 | 890 |
| 2000 | 1210 | 860 |
В секции спиц температура может быть слишком высокой во время режима медленной настройки, и используется провод меньшего диаметра (20 мкм м).В этом случае температура падает почти на 200 K после спицы 1 в режиме медленной настройки и на 100 K в режиме быстрой настройки после спицы 4.
В эллиптической секции температура ниже 1600 K во всех случаях и не должна быть проблемой для целостности провода. Более подробную информацию можно найти в [64, 73].
В MEBT при полном токе (62,5 мА) ожидаемый максимальный пиковый сигнал составляет около 400 для более сфокусированного луча и 180 для менее сфокусированного.
В лучевой секции максимальный ожидаемый сигнал будет 120 после первого криомодуля луча и 60 после четвертого криомодуля.
Проволочный сканер также должен иметь возможность измерять профиль луча с минимальным током, предусмотренным в линейном ускорителе (т. Е. 6,5 мА). Уровень сигнала увеличивается линейно с током луча при постоянных размерах луча. В первом приближении можно предположить, что сигнал делится на коэффициент 10 по сравнению с предыдущей оценкой для наименьшего тока. Это означает, что пиковый сигнал будет около 40 в MEBT и упадет до 6 в секции луча.
В холодном линейном ускорителе БИ расположен в теплых секциях, между дублетом квадруполей.Из-за низкой энергии луча ливень, создаваемый в проводе, останавливается на квадруполе, чтобы поддерживать достаточный сигнал, и привод сканера проводов, и сцинтиллятор должны быть расположены между магнитными элементами, в результате вся система должна быть укладывается менее 45 см.
Сигнал, создаваемый детектором, не должен зависеть от положения луча, геометрия детектора сделана так, чтобы минимизировать этот эффект. Детектор состоит из 4 сцинтилляторов, расположенных вокруг лучевой трубы, размер каждого активного элемента составляет квадрат с размером, равным, каждый сцинтиллятор окружен алюминиевой фольгой толщиной 1 мм.
Однородность детектора проверялась при различных энергиях пучка путем перемещения одномерного гауссова пучка () через отверстие в трубе пучка. Для каждой энергии было смоделировано 49 точек для покрытия квадратной апертуры от -30 до 30 мм с шагом 10 мм в обоих поперечных направлениях. Сигнал на каждом сцинтилляторе сильно зависит от положения провода. В худшем случае изменение примерно в 2 раза может быть измерено по всей длине апертуры трубы луча. Суммируя сигнал от четырех сцинтилляторов, можно снизить изменение вложенной энергии до нескольких единиц процентов.
При низкой энергии детектор менее однороден. Для случая 220 МэВ ошибка по сравнению с эталоном составляет менее 10%, если пучок удерживается в квадрате, и менее 5% для квадрата 10 × 10 мм (см. Рисунок 50). При 2 ГэВ ошибка по сравнению с эталоном составляет менее 5% в диапазоне, учитываемом при моделировании. Исходя из этих результатов и предполагая, что размер луча менее 3 мм (т.е. 1 среднеквадратичное значение) вдоль холодного линейного ускорителя, можно сделать вывод, что однородности детектора достаточно для измерения поперечного профиля.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 50. Карта ошибок для пучка 220 МэВ.
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияПластиковый сцинтиллятор может не подходить для линейного ускорителя ESS с точки зрения радиационной стойкости и светоотдачи. Были изучены другие типы сцинтилляторов. Эволюция сигнала в зависимости от энергии пучка была оценена для трех типов обычных сцинтилляторов [74]:
- Пластиковый сцинтиллятор BC 412
- Кристалл NaI
- BGO (проростки висмута)
Рассмотрены энергии пучка от 200 до 2100 МэВ с шагом 100 МэВ, предполагая, что пучок находится в центре лучевой трубы, и с той же геометрией, что и выше.
Число фотонов, образующихся на первичную обмотку, пересекающую провод в каждом сцинтилляторе, было рассчитано на основе среднего энерговыделения в четырех сцинтилляторах и выхода фотонов. Эти значения использовались для оценки световой мощности, генерируемой в каждом сцинтилляторе, для типичных размеров пучка в сверхпроводящем линейном ускорителе и для номинального тока пучка. Для этих оценок сцинтилляционные фотоны считались моноэнергетическими, с энергией, равной пику люминесценции.Тогда минимальная мощность составляет около 3,5 мВт при 300 МэВ для пластикового сцинтиллятора и почти до 50 мВт при 2 ГэВ для кристалла NaI.
На этих уровнях мощности фотодиод может использоваться как детектор света. Предполагая, что светосбор и пропускание от сцинтиллятора к фотодиоду составляют 20% и типичная спектральная характеристика 0,2 AW -1 для NaI и пластикового сцинтиллятора и 0,3 AW -1 для сцинтиллятора BGO, уровень сигнала на выходной сигнал фотодиода находится в диапазоне мА для неорганических сцинтилляторов [75].
5.3.6. Измерение эмиттанса
Ускоритель имеет два EMU: один в LEBT, а второй в MEBT.
LEBT EMU интенсивно используется на этапе ввода в эксплуатацию для определения характеристик источника ионов, транспортировки пучка в LEBT и измерения параметров Twiss в плоскости согласования RFQ, результаты этой измерительной кампании также используются для обеспечения исходных данных для конечных целей. для завершения моделирования динамики пучка линейного ускорителя ESS. Чтобы выполнить эти требования, EMU должен иметь возможность восстанавливать поперечный эмиттанс с погрешностью менее 10%.
Технические характеристики EMU:
- Максимальная пиковая мощность, потребляемая тепловым экраном, должна составлять 7,5 кВт 4 .
- EMU должен использоваться при 8% рабочего цикла (т. Е. 6 мс, 14 Гц).
- Минимальные размеры луча в позиции сканера Allison должны быть.
- Максимальный размер луча в позиции сканера Allison должен составлять.
- Разрешающая способность по положению должна быть лучше 500 мкм м.
- EMU должен иметь возможность измерять максимальную расходимость луча.
- Угловое разрешение должно быть лучше 0,5 мрад.
- Пользователь EMU должен иметь возможность выбирать дискретизацию сигнала в диапазоне от 100 кГц до 2 МГц.
- Головка сканера Allison должна соответствовать фланцу DN250 CF или меньше.
- Длина механизма должна быть рассчитана на сканирование апертуры луча в 160 мм.
Для того, чтобы выдержать мощность луча, был проведен полный анализ методом конечных элементов [76], показывающий, что только некоторые материалы могут соответствовать спецификации плотности мощности луча.Окончательная конструкция EMU показана на рисунке 51, он состоит из ограничителя луча из меди, покрытой вольфрамом, и входной щели из TZM, чтобы выдерживать мощность луча.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 51. Вид поперечного сечения CAD-модели ЭВС. Источник: CEA Saclay, 2015.
Загрузить рисунок:
Стандартное изображение Изображение высокого разрешенияMEBT EMU. Одна из функций MEBT состоит в том, чтобы полностью охарактеризовать луч на выходе из запроса предложения [60]. Для этого в зарезервированном дрейфовом пространстве для диагностики пучка после прерывателя устанавливается система щелей и решеток.
Пространство, доступное для диагностики балки после второго тройника, составляет менее 350 мм (от фланца к фланцу) и может быть недостаточным для удовлетворения требований к характеристикам ЭМ с системой щелей и решеток. Расстояние между щелью и сеткой должно быть увеличено, чтобы обеспечить достаточное угловое разрешение, поэтому щель должна быть расположена между двумя квадруполями, в этом случае расстояние между щелью и сеткой увеличивается до 400 мм.
Механическая конструкция щели ограничена пространством, доступным между двумя квадруполями, и функцией поглощения мощности луча. Щель не может поглощать номинальную мощность луча, во время сканирования эмиттанса длину импульса, а также частоту повторения необходимо уменьшить до 50 и 1 Гц соответственно. Согласно исследованиям, проведенным для измерителя эмиттанса LINAC4 [77], графит является лучшим кандидатом в качестве материала щели. Щель должна быть наклонена по отношению к оси луча, чтобы распределить выделение энергии по большей поверхности, угол не может быть меньше 45 ° из-за ограниченного пространства.
Ошибка восстановления эмиттанса. Метод щелей и сеток для измерения поперечного фазового пространства пучка может вызвать некоторые ошибки в восстановлении эмиттанса, основные ошибки составляют:
- Ошибка положения щели / сетки
- Многократное рассеяние на краях щели
- Эффект пространственного заряда в дрейфе между щелью и сеткой
- Перекрестная наводка между проводами
Оптимизированная конструкция системы щелей и сеток снижает вклад этих ошибок до приемлемого уровня.Погрешность влияния на положение щели / сетки может быть уменьшена путем увеличения расстояния между щелью и сеткой, эффект многократного рассеяния может быть уменьшен путем увеличения толщины щели выше глубины проникновения протонного пучка и увеличения апертуры щели, в то время как влияние объемного заряда можно уменьшить, уменьшив эту апертуру, более полное исследование этого разнообразного эффекта можно найти в [78, 79].
Чтобы избежать перекрестных помех между проводами сетки SEM, второй план проводов должен быть расположен за сеткой и поляризован для привлечения SE [77].
Для сохранения хорошей точности измерения система щелей и сеток должна соответствовать следующим требованиям:
- Для щели:
- Апертура 100 мкм м
- Толщина 200 мкм м
- Для сетки SEM :
- Минимальное количество проводов, равное 24.
- Шаг сетки должен быть лучше 500 мкм м
- Решетки должны быть оснащены 20 вольфрамовой проволокой мкм м
- Минимальное расстояние между прорезью и решеткой должно быть не менее 350 мм
Общая точность восстановления эмиттанса зависит от знания относительных продольных и поперечных расстояний между щелями и решетками.Постоянное смещение между их положениями не влияет на точность восстановления эмиттанса. Система щелей и сеток спроектирована таким образом, чтобы обеспечить механическую стабильность их положения относительно друг друга. Кроме того, исполнительная система способна измерять положение каждого блока с точностью лучше, чем ± 50 мкм м.
5.3.7. Чашка Фарадея
Всего в линейном ускорителе ESS установлено четыре FC: один в LEBT, один в MEBT и два в DTL.
LEBT: FC LEBT FC — это первичная диагностика, используемая для ионного источника и ввода в эксплуатацию LEBT [80]. Этот ПЧ спроектирован таким образом, чтобы выдерживать полную мощность пучка на выходе из ионного источника, соответствующие параметры пучка:
- Ток пучка равен 100 мА.
- Длительность импульса луча равна 6 мс.
- Частота повторения 14 Гц.
Для рабочего цикла выше 8% и средней мощности выше 600 Вт необходим контур охлаждения.Изображение этого FC показано на рисунке 52.
Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения
Рисунок 52. LEBT FC (любезно предоставлено PANTECHNIK).
Загрузить рисунок:
Стандартный образ Изображение высокого разрешенияТочность измерения тока должна быть лучше 0,5%, для достижения этой спецификации необходим электрод со смещением.
В MEBT установлен FC, чтобы избежать потерь луча в секции ниже по потоку во время настройки первой части MEBT, особенно для сканирования эмиттанса с системой щелей и сеток.FC расположен как можно ближе к концу вакуумной камеры, предусмотренной для установки различных средств диагностики пучка, чтобы оптимизировать расстояние между щелью и сеткой.
Чашечка предназначена для поглощения пучка с энергией 3,62 МэВ с пиковой мощностью 230 кВт при максимальной длине импульсов 50 импульсов с частотой повторения 1 Гц. Кроме того, FC способен выдерживать такую же пиковую мощность при длине импульса луча 10 и частоте повторения 14 Гц.В месте расположения MEBT FC, предполагая пучок с гауссовым распределением, размеры пучка составляют 2,5 мм (1 среднеквадратичное значение) в обеих поперечных плоскостях.
MEBT FC может измерять полный ток луча без ограничения положения луча, апертура FC должна быть не менее 50 мм. Для экономии места длина FC составляет менее 50 мм, включая отражающий электрод. MEBT FC может измерять ток луча с точностью лучше 1% и разрешением лучше 0,1% для всей интенсивности луча, предусмотренной в линейный ускоритель ESS (6.3–62,5 мА). Сигнал дискретизируется с частотой не менее 2 МГц.
В DTL установлены два FC, чтобы избежать потерь луча в нижней части горячего линейного ускорителя ESS во время настройки первого DTL. FC устанавливается в межбаковой зоне, FC после второго танка DTL называется здесь FC2, а после четвертого танка DTL — FC4.
FC2 и FC4 предназначены для поглощения энергии пучка в диапазоне от 20 МэВ до 39 МэВ и от 39 МэВ до 74 МэВ соответственно.По этим значениям рассчитывается максимальная пиковая мощность, потребляемая каждым FC. Предполагая, что ток пучка равен 62,5 мА, пиковая мощность, потребляемая FC2 и FC4, составляет 2,43 МВт и 4,62 МВт соответственно.
FC в основном используется во время настройки ВЧ резервуара (емкостей) выше по потоку с уменьшенным рабочим циклом пучка. Для этого конкретного исследования предполагается использовать длину 5 импульсов с частотой повторения 14 Гц. В этом случае максимальная средняя мощность луча, поглощаемая FC, составляет 170 Вт для FC2 и 324 Вт для FC4.
Кроме того, два FC должны быть способны поглощать 100 импульсов с частотой повторения 1 Гц, при этом рабочем цикле максимальная средняя мощность луча должна составлять 243 Вт для FC2 и 462 Вт для FC4. Механический анализ является обязательным для оценки максимальной мощности, которая может быть поглощена FC, и определения режимов пучка / рабочего цикла, которые обеспечивают безопасную работу FC. В местах их расположения, предполагая гауссово распределение пучка, размеры пучка составляют 1,3 мм на 2 мм (1 среднеквадратичное значение) в месте расположения FC2 и 1.6 мм на 1,9 мм (1 среднеквадратичное значение) в месте расположения FC4.
5.3.8. Неинвазивные мониторы профиля
NPM измеряют профиль длинных импульсов высокой мощности, визуализируя взаимодействие между пучком протонов и остаточным вакуумом в камере пучка. Они дополняют проволочные сканеры более низкой интенсивности, измеряя поперечный профиль пучка макроимпульсов с более чем 10 12 протонами без какого-либо верхнего предела. Они также предоставляют информацию о продольном профиле, что делает их важной диагностикой при вводе в эксплуатацию большой мощности и во время повседневной эксплуатации.Существуют две конструкции NPM: конструкция с индуцированной пучком флуоресценции (BIF) и конструкция монитора профиля ионизации (IPM).
Более простая конструкция BIF — это первый установленный NPM, отображающий флуоресценцию остаточного газа, взаимодействующего с протонным пучком. Он состоит в основном из системы формирования изображений: источника, оптической системы и системы считывания изображений. Система BIF проста, с возможностью получения двухмерных поперечных профилей, изначально обеспечивающих два ортогональных проецируемых одномерных профиля балки.Источник существует всякий раз, когда присутствуют протоны, следовательно, он пассивен и надежен. Однако давление остаточного газа в холодной секции линейного ускорителя низкое, в диапазоне 10 -9 мбар. Следовательно, источник может быть недостаточно ярким для отображения с требуемыми характеристиками. Кроме того, существуют технические проблемы, в частности, из-за трудно прогнозируемой радиационной среды, в которой будет работать оптическая система.
Конструкция IPM не страдает от этих проблем, но является более сложной.Он основан на высоком напряжении, приложенном к ионизированному остаточному газу, для проецирования ионов на экран. Детектор наблюдает за проецируемыми частицами (ионами и электронами) в вакуумной камере. Опять же, радиационная среда является критическим фактором как для работы, так и для надежности. Техническое обслуживание не является тривиальным в условиях высокого вакуума вблизи холодных ускоряющих резонаторов.
5.3.9. Спектроскопия доплеровского сдвига
Диагностика измерения доплеровского сдвига обеспечивает точное измерение интенсивности различных видов ионов, производимых источником.Он основан на взаимодействии ускоренных частиц из источника (в основном H + , и ионов) с остаточным газом вакуумной камеры, в результате чего образуется пропорциональная доля нейтральных возбужденных атомов, которые испускают излучение при снятии возбуждения на определенных длинах волн. Спектры с доплеровским смещением, создаваемые H, H 2 и H 3 , наблюдаются под заданным углом к движущемуся лучу, что позволяет измерить долю H + , и. Доплеровские измерения доступны при первом включении ионного источника, установленного в LEBT, и позволяют определять характеристики PS во время ввода в эксплуатацию.
5.3.10. Мишень и дамп настройки
Протонная система BI контролирует луч на мишени и в дампе настройки. Это оборудование поддерживает ввод в эксплуатацию, запуск и эксплуатацию, предоставляя данные измерений через систему управления EPICS. Кроме того, система обнаруживает ошибочные условия луча, которые могут повредить свалку или целевые компоненты, и информирует операторов через систему сигнализации. Если ошибочные условия соответствуют заранее определенному порогу серьезности, приборная аппаратура смягчает его, подавляя формирование луча через прямой интерфейс с малой задержкой к BIS.Как часть MPS, эта блокировка может подавить формирование луча в течение 10 µ с после приема сигнала от измерительной системы. Большинство систем, описанных ниже, измеряют параметры луча и обнаруживают ненормальные условия в периоде импульсов 1/14 Гц. С этой задержкой каждый импульс измеряется и оценивается до того, как будет разрешен следующий импульс. Некоторые системы должны выполнять измерения много раз в течение импульса и, следовательно, могут обнаруживать и устранять ошибочные условия в течение одного импульса.
Для выполнения своей основной задачи по защите мишени и компонентов дампа настройки, этот набор инструментов измеряет плотность тока протонного пучка в двух поперечных измерениях и ток пучка за пределами желаемой зоны покрытия. Суровые условия и требования к МП по избыточности и разнесению. Другими словами, каждый из этих параметров первичного пучка должен измеряться, по крайней мере, двумя разными системами. Каждая измерительная система обеспечивает дополнительные измерения для диагностических целей.
Компоненты, расположенные внутри целевого монолита, и, в меньшей степени, компоненты, расположенные в дампе настройки, подвергаются сильному излучению. По этой причине все эти устройства передачи луча включают функции удаленного управления. Кроме того, минимизируются затраты и радиоактивные отходы, связанные с работами по техническому обслуживанию и замене.
Системы визуализации: В ускорителе ESS присутствуют три системы визуализации: одна для целевого колеса, одна для PBW и одна для дампа настройки.Они измеряют двумерное распределение тока пучка на мишени или вблизи нее и компоненты разгрузки. Распределение плотности измеряется для каждого импульса, и на основе результата следующий импульс включается или выключается MPS. Для систем визуализации наиболее важным параметром, который необходимо измерить, является максимальная плотность тока в зоне охвата луча. Это должно быть измерено с точностью около 10% от номинальной пиковой плотности и с пространственным разрешением около 1 мм. При необходимости измерение с помощью монитора тока пучка выше по потоку можно использовать для нормализации результатов системы визуализации.Чтобы поддерживать визуализацию и калибровку без луча, система освещения должна охватывать все поле зрения. Рядом с краями поля зрения реперные точки позволяют выравнивать, определять масштабные коэффициенты и, опционально, корректировать искажения. Система визуализации, которая просматривает целевое колесо, также способна измерять относительное положение колеса и узла замедлителя. Для поддержки подавления фона и диагностических исследований системы визуализации обеспечивают регулируемую спектральную избирательность в видимом и ближнем ИК-диапазоне.
В диагностических целях желательно измерять распределение плотности пучка как функцию времени во время импульса. Это может быть результатом сбора данных по множеству импульсов для достижения адекватного отношения сигнал / шум. Если ошибочные условия могут быть обнаружены в пределах одного импульса, системы формирования изображения и интерфейс MP предназначены для прерывания генерации луча во время импульса. Чтобы проверить конфигурацию системы доставки пучка, передается и измеряется короткий импульс длительностью около 10 μ с.
Устройство для формирования луча включает в себя источник света, который нужно отобразить, плюс полную оптическую систему для вывода изображения из экрана в место, подходящее для размещения электроники. Также включены оптические компоненты, поддерживающие освещение.
Текущая концепция источника света основана на предыдущем опыте работы SNS в ORNL. Охлажденные поверхности на пути протонного пучка покрываются оксидом алюминия, легированным хромом. Это покрытие наносится методом термического напыления.Для ESS покрытыми поверхностями являются: окно луча непосредственно перед отводом настройки, PBW внутри целевого монолита и обод целевого колеса. Покрытия должны оставаться функциональными в течение всего срока службы компонента, на который они нанесены. В случае окна сброса луча целью является срок службы объекта, поскольку этот компонент получает очень мало энергии. При работе на полной мощности PBW должен прослужить около одного года, а целевое колесо — около пяти лет.
Оптическая система должна обеспечивать поле обзора, определяемое полным размером апертуры луча, включая реперные элементы, и передавать изображение через экран к электронике.Для PBW и целевого колеса это порядка 260 × 110 мм 2 . Для тюнингового дампа поле зрения порядка 100 × 100 мм 2 . Разрешение объекта должно быть порядка 1 мм. Термомеханическая конструкция оптических компонентов вблизи апертуры пучка учитывает выделение энергии от пучка протонов и от вторичных частиц.
Все три системы включают систему выравнивания и освещения для тестирования и калибровки на месте , охватывающую все поле зрения.
Сеточная система состоит из одного устройства канала луча, расположенного в целевом монолите, вместе с поддерживающей электроникой. Устройство измеряет горизонтальную и вертикальную проекции плотности тока пучка, так что изменения на 20% относительно номинальной пиковой плотности могут быть точно определены. Цель состоит в том, чтобы сделать это определение менее чем за 100 μ с. Система взаимодействует с BIS, так что луч может быть прерван в течение импульса, если плотность тока превышает программируемый порог.Измерения производятся с шириной луча в диапазоне от примерно 160 мм по горизонтали и 60 мм по вертикали до нескольких миллиметров в каждом измерении.
В состав устройства для передачи луча входит многопроволочная сетка, состоящая из двух плоскостей проводов (горизонтальной и вертикальной) и дополнительных плоскостей, необходимых для создания электрических полей. Этот сменный узел интегрирован в защитную заглушку, которая обеспечивает охлаждение и позиционирование и является частью целевого рабочего пакета. Также включены все радиационно-стойкие кабели и вводы между сборкой многопроволочной сетки и местом сразу за монолитом.
Система контроля апертуры состоит из трех устройств для мишени (одно встроено в сборку PBW, одно — в пробке протонного БИ и одно в стенке нейтронного экрана далеко перед монолитом), и одно — для настройки отвала (встроено в пучок. окно прямо перед отвалом). Требования к лучу на мишени и дампе определяют величину тока луча, которая может находиться за пределами номинальной зоны охвата. Например, в случае луча внутри целевого монолита этот ток составляет около 0.1% от суммы. Если ток около апертуры и за пределами номинальной площади основания превышает заданное значение, то система контроля апертуры подавляет формирование луча через свой интерфейс с системой блокировки. Мониторы диафрагмы должны обеспечивать точность измерения, поддерживающую эту функцию.
Фиксированные датчики окружают апертуры PBW, пробку протонного BI и апертуру сброса настройки. В каждом из этих мест фиксированные сборки обеспечивают множество точек измерения и будут интегрированы в объемные стальные сборки, предусмотренные целевым рабочим пакетом.Кроме того, подвижные датчики располагаются близко к входному отверстию в стенке нейтронного экрана. Датчики на подвижном блоке установлены далеко за пределами сердечника луча, но достаточно близко, чтобы обнаружить результат отклонений от номинальной оптики постоянного тока. Каждое устройство линии луча также включает в себя устойчивые к излучению кабельные сборки и вводы, по которым сигналы на несколько метров проходят через объемную защиту.
В каждом месте используются датчики двух типов. Один тип — это термопара с малой массой, которая может обнаруживать нестабильные условия после множества импульсов.Чтобы добиться более быстрого отклика, также будет использоваться дополнительный метод, который измеряет ток, индуцированный в металлической лопасти (в первую очередь потоком заряженных частиц). Эти металлические лезвия расположены сегментированным массивом, окружающим апертуру, и расположены примерно на 1 см перед термопарами.
5.3.11. Вставные ограничители пучка
Три вставных ограничителя пучка позволяют вводить в эксплуатацию, настраивать и запускать линейный ускоритель, сводя к минимуму потери пучка в последующих секциях. Один расположен в первой секции луча LWU и позволяет настраиваться через DTL.Второй расположен в середине секции спиц, а третий — в середине секции средней бета-версии. Этот последний стопор обеспечивает конечный пункт назначения до того, как луч будет отправлен в дамп настройки или на цель. Поскольку они функционируют в основном как ограничители луча, а не как измерительные устройства, требования к точности вышестоящих FC не применяются к этим ограничителям луча. Все должны работать с режимами зонда, медленной и быстрой настройки луча.
Каждый из них расположен между двумя квадруполями, оставляя доступную длину для отвала и продольного экранирования около 0.46 мес. Основная проблема с этими устройствами — их активация. Экранирование сохраняет мощность принятой дозы после 4-часового охлаждения на уровне ниже 25 мкЗиверт · ч -1 на расстоянии 30 см от экранирующей поверхности. Поскольку они расположены в непосредственной близости от сверхпроводящих полостей, эти упоры предназначены для легкой очистки и содержат формованные сильфоны. Интерфейс между системами управления движением и контрольно-измерительной аппаратурой и BIS гарантирует, что условия повреждения пучка будут смягчены до того, как произойдет повреждение ограничителя пучка или полостей.
5.3.12. Гамма-блокаторы
Активированное колесо-мишень отражает обратное гамма-излучение через трубку протонного пучка после воздействия пучка во время работы. Линия обзора целевого колеса блокируется гамма-блокатором, вставленным в лучевую трубу перед целью во время периодов технического обслуживания, что позволяет персоналу выполнять свои действия с компонентами, расположенными в секции A2T линейного ускорителя. Аналогичная ситуация с обратным светом от сброса настроечного луча на участке линии разгрузки линейного ускорителя, хотя время облучения и мощность луча (5 МВт на целевое колесо против 12.5 кВт до тюнинга балки отвала) очень разные.
Гамма-блокатор снижает уровни излучения, чтобы соответствовать условиям практического обслуживания. Кроме того, радиационная опасность сводится к минимуму за счет уменьшения мощности источника (определяемой временем облучения и охлаждения колеса-мишени и сброса настраиваемого луча), сокращения времени воздействия на персонал (определяемого процедурами технического обслуживания) и увеличения расстояния между источником и компонентами (задается конструкцией решетки).
Дизайн гамма-блокатора вдохновлен гамма-блокатором SNS. Цилиндрический сердечник из материала с высоким Z, находящийся в вакууме с одной стороны линии луча, перемещается в горизонтальном направлении и способен перекрывать всю апертуру лучевой трубки. Гамма-блокатор, обслуживающий ускоритель в целевой секции, расположен прямо перед стенкой нейтронного экрана, в то время как тот, который обслуживает линию сброса настройки, находится прямо перед внешней стенкой хранилища.
Страница не найдена | MIT
Перейти к содержанию ↓- Образование
- Исследовать
- Инновации
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Выпускников
- О MIT
- Подробнее ↓
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Выпускников
- О MIT
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов
Предложения или отзывы?
.