Читать онлайн Оббозжон Кулдашов, Жавохир Жумаев - Все науки. №5, 2023. Международный научный журнал

УДК 621.373.8

Аннотация. Изготовление большого количества устройств самого различного характера сводиться к возможности взаимодействия современной техники с самыми различными типами материалов, в том числе и тугоплавкими. По этой причине, с целью создания устройства трёхмерного принтера способного воздействовать на вольфрам, кварц и некоторые другие материалы, путём регулирования силы плавящего элемента и была разработана конструкция гелиевого ультрафиолетового лазера.

Ключевые слова: лазер, гелий, ультрафиолет, вольфрам, трёхмерных принтер, конструкция, устройство.

Annotation. The manufacture of a large number of devices of a very different nature is reduced to the possibility of interaction of modern technology with a variety of types of materials, including refractory ones. For this reason, in order to create a three-dimensional printer device capable of acting on tungsten, quartz and some other materials, by regulating the strength of the melting element, the design of a helium ultraviolet laser was developed.

Keywords: laser, helium, ultraviolet, tungsten, three-dimensional printer, design, device.

Устройство лазера представляет собой стеклянную колбу цилиндрической формы с установленным диаметром и внутренним подобным относительно радиуса делением. Толщина такой колбы выбрана специально, для решения проблемы разгерметизации конструкции. В такой колбе, во внешней части введён гелий, а также по обе стороны установлены катушки, одна из коих представляет катод прямого накала, а вторая – анод. Благодаря тому, что катод начинает нагреваться, то между ним и анодом начинает возникать плотность тока, определяемая по (1) и из которой можно вычислить от значения температуры кинетическую энергию молекул катода (2), а уже после и скорость молекул (3), откуда в свою очередь вычисляется из значения определённой плотности тока заряд (4).

Далее из, приведённых вычислений, можно определить и напряжение, то есть кинетическую энергию долетающих до анода зарядов, откуда проявляется их напряжение (5), а поскольку известно значение плотности тока в самом катоде (6), то в зависимости от соотношения этой плотности тока и плотности вылетающего заряда можно найти процент выхода зарядов из катода (7) или своего рода катодную эффективность.

После того, как заряды с установленной энергией, при заданном напряжении вылетают из катода, они начинают воздействовать на находящийся между электродами гелий, который начинает возбуждаться и переходить на следующий энергетический уровень и после спуска с него, что занимает микросекунды, начинает испускать фотоны ультрафиолетового света. Вокруг внешней части колбы находиться отражающая фольга, которая отражает все эти разнонаправленные лучи и сводит их к единой точке. К тому же зеркала или та же фольга находиться на концах сторон этой трубки, что ещё более увеличивает эффект.

Затем отражённые ультрафиолетовые лучи начинают двигаться в сторону центральной части, но эта центральная часть должна быть изготовлена из кварцевого стекла, который в отличие от обычного проводит ультрафиолет. А в центральной колбе также присутствует гелий с той же энергией возбуждения, что приводит к тому, что гелий поглощает налетевшие на него фотоны и выпускает в удвоенном количестве.

С одной стороны центральной части конструкции находиться также отражающее зеркало, а с другой – кварцевое стекло, которое и выпускает поток концентрированных ультрафиолетовых фотонов с большой энергией. Таким образов генерируя поток с энергией не менее 28—30 Вт, которую можно концентрировать в достаточно малых площадях используя для этого мощные линзы и воздействуя на необходимый объект. Для сравнения, при использовании линзы с возможностью увеличения в 5,5—6 тысяч раз и уменьшении площади пучка до 1 мкм, температура вольфрама достигает 4,5 тысяч градусов, что в разы больше температуры его плавления. Благодаря этому можно создать конструкцию подобного рода трёхмерного принтера, который с большой точностью будет воздействовать на материал, вызывая его плавление в определённой точке с точностью до микрометра и послойно вызывая формирование необходимой детали любого масштаба с достаточно большой прочностью!

1. Баграмов, Р. Лазеры в стоматологии, челюстно-лицевой и реконструктивно-пластической хирургии / Р. Баграмов, М. Александров, Ю. Сергеев. – М.: Техносфера, 2010. – 608 c.

2. Бертолотти, М. История лазера. Научное издание / М. Бертолотти. – М.: Интеллект, 2015. – 336 c.

3. Богданов, А. Д. Гироскопы на лазерах / А. Д. Богданов. – М.: Воениздат, 1975. – 731 c.

4. Васильев, Г. М. Кинетические и транспортные процессы в молекулярных газовых лазерах / Г. М. Васильев, С. А. Жданок. – М.: Беларуская Навука, 2010. – 206 c.

5. Гамалея, Н. Ф. Лазеры в эксперименте и клинике / Н. Ф. Гамалея. – Л.: Медицина, 2013. – 232 c.

6. Застрогин, Ю. Ф. Контроль параметров движения с использованием лазеров. Методы и средства: моногр. / Ю. Ф. Застрогин. – Л.: Машиностроение, 1981. – 176 c.

7. Зуев, В. Е. Лазер-метеоролог / В. Е. Зуев. – М.: Гидрометеоиздат, 2001. – 180 c.

8. Индуцируемые лазером химические процессы. – М.: Мир, 1984. – 312 c.

9. Лазеро- и светолечение. Том 1. Сосудистые нарушения. Гиперпигментация. Рубцы. Кожные болезни. Эпиляция (+ DVD-ROM). – М.: Рид Элсивер, 2010. – 188 c.

10. Лазеро- и светолечение. Том 2. Омоложение кожи. Лазерная шлифовка. Лазерная терапия у пациентов с темной кожей. Лечение целлюлита (+ DVD-ROM). – М.: Рид Элсивер, 2010. – 152 c.

11. Лазеры в авиации. – М.: Воениздат, 1982. – 160 c.

12. Лазеры в эндоскопии / Н. Е. Чернеховская и др. – М.: МЕДпресс-информ, 2011. – 144 c.

13. Лазеры. – М.: Издательство иностранной литературы, 1996. – 472 c.

14. Мэйтленд, А. Введение в физику лазеров / А. Мэйтленд, М. Данн. – Москва: Мир, 1978. – 598 c.

15. Насретдинов, Алексей Вуайеризм и боевые лазеры / Алексей Насретдинов. – М.: Бослен, 2007. – 128 c.

16. Очкин, В. Н. Волноводные газовые лазеры / В. Н. Очкин. – М.: Знание, 1988. – 282 c.

УДК 551.521

Аннотация. Радиация во всех её проявлениях является неотъемлемой частью всей ядерной промышленности, наряду с прочими её действиями на ускорителях заряженных частиц, а также в повседневной жизни, при учёте общей фоновой радиации, либо при поиске радиоактивных ископаемых, коих достаточно много. И при этом важно масштабирование этого процесса с использованием большего количества оборудований, однако, для достижения поставленных целей, необходимо организовывать благоприятную почву в лице более доступных дозиметров, как примера одного из типов оборудования на основе плат Arduino.

Ключевые слова: радиация, дозиметр, Arduino, определение, радиоактивный фон, определение и констатация данных измерительных приборов, измерительные приборы.

Annotation. Radiation in all its manifestations is an integral part of the entire nuclear industry, along with its other actions on charged particle accelerators, as well as in everyday life, when taking into account the general background radiation, or when searching for radioactive fossils, of which there are quite a lot. And at the same time, it is important to scale this process using more equipment, however, in order to achieve these goals, it is necessary to organize a favorable ground in the face of more affordable dosimeters, as an example of one of the types of equipment based on Arduino boards.

Keywords: radiation, dosimeter, Arduino, determination, radioactive background, determination and statement of measuring instrument data, measuring instruments.

Как известно, существует несколько типов излучения: альфа, бета и гамма, которые в природе почти всегда встречаются вместе. И можно создавать конструкции счётчиков для каждого типа излучения, по сему в настоящей модели будет рассмотрен тип дозиметра на определение бета-излучения. Для этого будет использован малый бета-счётчик Гейгера со слюдяным окном, откуда проходят все типы радиоактивного излучения. После этого, создаётся специальная печатная плата на основе Arduino Pro Mini и OLED-дисплея 128 на 32 пикселя, а также под модулем установлен аккумулятор заряда TP4056. Под самой же платой расположен повышающий модуль MT3608, для повышения напряжения от аккумулятора до 5 В. После печати платы настало время использования специальной библиотеки, типов коих было достаточно.

У одного из протестированных библиотек можно было наблюдать заторможенность в работе, у прочих невнятные показатели на малом дисплее и т.д., в результате такой выборки был определён результирующий тип библиотеки GyverOLED и GyverButton, работающие на частоте 80 кГц. Когда схема была собрана были произведены экспериментальные запуски, однако, они показали, что повышающий модуль привёл к быстрому перегоранию большого количества деталей, в том числе и самой платы Arduino, из-за чего пришлось его заменить на автогенератор со стабильным напряжением с дросселем и двумя обмотками – поверхностной на 3 витка и понижающий на 5 витков. Также для заземления применён транзистор МПМ типа 13003 или КТ815.

Рис. 1. Схема устройства дозиметра на Arduino Pro Mini