×
1. ИРН, Название проекта.
AP09058188 Разработка электростатического энергоанализатора для исследования корпускулярных потоков в космическом пространстве.
2. Актуальность.
Изучение динамики электронных потоков представляет большой интерес для различных задач, возникающих при построении теории радиофизических устройств, формировании и транспортировки пучков электронов в плазме и вакууме, инжекции пучков электронов в плазму в лабораторных условиях и в космосе (активные эксперименты) и т.д.
Решение вопросов, связанных с высокочувствительным анализом (вещества в микроэлектронике, биологии, экологии, археологии и т.д.; потоков частиц в межпланетном пространстве в космической физике и геофизике и т.д.), стало возможным благодаря именно разработке и применению так называемых физических методов анализа. Причем в настоящее время из физических методов наибольшее распространение получили спектроскопические методы, из которых следует выделить группу активно развивающихся методов корпускулярной спектроскопии, в том числе, методы электронной спектроскопии. Однако, существует широкий спектр нерешенных вопросов в данной области, который детерминирует необходимость детального проведения теоретических и практических исследований. Например, актуализируются задачи современного спектрального анализа, которые нужно решать в условиях резкого повышения требований к чувствительности и разрешающей способности обеспечивающего оборудования, усложнения геометрии эксперимента, необходимости одновременного исследования нескольких параметров, ускорения процесса исследований и т.д.
Исследование космоса невозможно представить без современной техники и технологий. Ежегодно для исследования внеземного пространства на орбиту выводятся сотни спутников, которые оснащены передовой аппаратурой, позволяющей дистанционно изучить физические процессы, их влияние на Землю, регистрировать различные космические объекты. Спектрометры, как основной инструмент исследования космоса начали применять более полувека назад. Основным анализирующим элементом спектрометра является энергоанализатор. В целом, моделирование энергоанализаторов для проведения исследований в космосе является актуальной задачей науки.
Создание аналитических приборов для работы на передвижных объектах в космических исследованиях кроме высоких анатилитических характеристик дополнительно налагает на их конструкцию жесткие требования по массе, габаритам, механической прочности, вибрационным и тепловым воздействиям и др.
3. Цель: Разработка эффективного электростатического энергоанализатора нового типа для космических исследований, обладающего малыми массой и габаритами.
4. Ожидаемые и достигнутые результаты.
Ожидаемые результаты:
Будут разработаны и спроектированы эффективные электростатические энергоанализаторы зеркального типа, обладающие малыми габаритами и массой, предназначенные для работы в космических исследованиях.
По итогам реализации научных и (или) Научно-технических проектов за весь период реализации проекта будут получены:
- 2 (две) статьи в рецензируемых научных изданиях по научному направлению проекта, входящих в 1 (первый), 2 (второй) либо 3 (третий) квартили в базе Web of Science;
- 3 (три) статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСОН;
- 1 (один) патент на полезную модель Республики Казахстан;
- 1 (одна) монография на английском языке;
- 1 (одно) учебное пособие;
- 1 (одно) электронное учебное пособие;
- 5 (пять) докладов (тезисов) в материалах международных конференций.
Достигнутые результаты.
Теоретически обоснована возможность создания эффективных энергоанализаторов корпускулярных потоков на мультипольных электродных системах. Выбрана электродная система, способная создавать электростатические поля, обладающие фокусирующими свойствами, которые можно использовать в качестве эффективных энергоанализаторов потоков заряженных частиц. Проведен расчет и анализ эквипотенциальных портретов электростатических октупольно-цилиндрических полей для определения электродной конфигурации зеркального анализатора. Приведена графическая визуализация эквипотенциальных портретов электростатических октупольно-цилиндрических полей при различных весовых вкладов цилиндрического поля и кругового октуполя. Проведен расчет траекторий движения заряженных частиц в осесимметричном октупольно-цилиндрическом поле, построенного на основе суперпозиции полей цилиндрического зеркала и кругового октуполя, с помощью приближенно-аналитического метода расчета траекторий. Определены интегро-дифференциальное уравнение движения заряженной частицы в октупольно-цилиндрическом поле.
По итогам исследований по теме проекта за 2021 год опубликовано 3 научных публикации, из них 1 статья в журнале, рекомендованном КОКСОН и входящем в БД Scopus, 2 доклада в материалах международных конференций.
5. Исследовательская группа.
1. Научный руководитель - Камбарова Жанар Турсыновна, доктор PhD, доцент кафедры физики и нанотехнологий, физико-технический факультет, КарУ им.Е.А.Букетова.
https://orcid.org/0000-0001-9808-5484
Scopus Author ID: 55543382800
WoS Researcher ID: AAV-8669-2020
Ссылка на профиль в БД Scopus:
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55543382800
Ссылка на профиль в БД Web of Science:
https://app.webofknowledge.com/author/record/2569592
Члены группы:
2. Тусупбекова Айнур Кайыржановна, доктор PhD, доцент кафедры радиофизики и электроники, физико-технический факультет, КарУ им.Е.А.Букетова.
Scopus Author ID: 56242322500
WoS Researcher ID: AAW-2257-2020
Ссылка на профиль в БД Scopus:
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56242322500
Ссылка на профиль в БД Web of Science:
https://app.webofknowledge.com/author/record/8266841
3. Копбалина Қымбат Бағдатқызы, магистр педагогических наук по специальности «Физика», старший преподаватель кафедры физики, НАО «Карагандинский технический университет».
Scopus Author ID: 56167615600
Ссылка на профиль в БД Scopus:
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56167615600
Ссылка на профиль в БД Web of Science:
https://app.webofknowledge.com/author/record/11250136
4. Саулебекова Далила Армановна, бакалавр по специальности «Физика», магистр по направлению «Прикладная математика и информатика», докторант 1 курса Института Кюри (Париж, Франция).
Scopus Author ID: 57193514628
Ссылка на профиль в БД Scopus:
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57193514628
5. Тажибай Нарымбет, магистрант 1 курса, физико-технический факультет, КарУ им.Е.А.Букетова.
6. Список публикаций.
1. Kambarova Zh.T., Saulebekov A.O., Kopbalina K.B., Tussupbekova A.K., Saulebekova D.A. About the possibility of creating an efficient energy analyzer of charged particle beams based on axially-symmetrical octupole-cylindrical field // Eurasian Physical Technical Journal. – 2021. – Vol.18, No.2 (36). - pp. 96-102. (КОКСОН, Scopus – процентиль 23%). https://up.ksu.kz/phtj/2021_18_2_36/15.pdf
2. Камбарова Ж.Т., Саулебеков А.О. Расчет и выбор геометрии энергоанализатора с электростатическим полем для исследования корпускулярных потоков // Труды XXXI Международной конференции «Радиационная физика твердого тела» (г. Севостополь, 5 июля - 10 июля 2021 г.). - М: ФГБНУ «Научно-исследовательский институт перспективных материалов и технологий», 2021. – С.357-362. http://rftt.ru/Программа%20конференции.pdf
3. Камбарова Ж.Т., Саулебеков А.О. Особенности моделирования корпускулярно-оптических систем для анализа потоков заряженных частиц // Тезисы докладов Международной Научно-практической конференциии «Проблемы современной и прикладной математики», посвященной 30-летию независимости Республики Казахстан и 20-летию Казахстанского МГУ имени М.В. Ломоносова (г. Нур-Султан, 4 июня 2021 г.). – Нур-Султан, 2021. – C.182-186.