Изобретения

Изобретение относится к способам оптимизации условий кристаллизации белков для последующего выращивания белкового кристалла в оптимизированных условиях и расшифровки структуры белка с высоким разрешением с помощью рентгеноструктурного анализа и может быть применено в области белковой кристаллографии. Техническим результатом является удешевление и ускорение этапа оптимизационного скрининга условий кристаллизации белков. Для его достижения предложен способ оптимизации условий кристаллизации белков с применением метода молекулярной динамики, заключающийся в том, что выделяют олигомеры, содержащиеся в предкристаллизационном растворе, к полученным олигомерам применяют вычисление молекулярной динамики и изменения свободной энергии при формировании олигомера в различных условиях рН, типа осадителя, концентрации осадителя, температуры согласно следующему протоколу, заключающемуся в том, что для каждых моделируемых условий кристаллизации сначала задают рН системы путем определения состояний протонирования аминокислотных остатков в составе олигомеров с помощью программы PROPKA, после чего все расчеты и подготовку структур к ним выполняют в программном пакете GROMACS, подготовленные структуры помещают в центр ячейки моделирования, при этом минимальное расстояние между ее краем и молекулой белка составляет 1 нм, при этом остальное пространство ячейки заполняют водой, в систему добавляют компоненты осадителя в необходимой концентрации, осуществляют минимизацию энергии и NVT- и NPT-уравновешивание систем, проводят вычисление продуктивной МД в NPT-ансамбле, при этом интегрирование производят по стандартному алгоритму leap-frog с временным шагом интегрирования 2 фс и длительностью рассчитанных траекторий 100 нс, при этом перед анализом полученных траекторий устраняют артефакты, возникающие из-за квазибесконечных периодических граничных условий, по данным полученных траекторий строят графики среднеквадратичных флуктуаций атомов С? (RMSF) и вычисляют изменения энергий при образовании олигомеров белка, при этом для расчетов изменения свободной энергии при образовании олигомеров используют метод MM/GBSA, проводят вычисление свободной энергии для каждой траектории по результатам МД-моделирования, с помощью программы GROMACS, на 1000 фреймах с применением модуля gmx_MMPBSA версии 1.4.0 в сочетании со скриптом MMPBSA.py и пакетом AmberTools20, устанавливают оптимальные для кристаллизации исследуемого белка параметры, при которых наблюдаются наименьшие среднеквадратичные флуктуации атомов олигомеров и наибольшее уменьшение свободной энергии. Способ оптимизации условий кристаллизации белков с применением метода молекулярной динамики, заключающийся в том, что выделяют олигомеры, содержащиеся в предкристаллизационном растворе, к полученным олигомерам применяют вычисление молекулярной динамики и изменения свободной энергии при формировании олигомера в различных условиях рН, типа осадителя, концентрации осадителя, температуры согласно следующему протоколу, заключающемуся в том, что для каждых моделируемых условий кристаллизации сначала задают рН системы путем определения состояний протонирования аминокислотных остатков в составе олигомеров с помощью программы PROPKA, после чего все расчеты и подготовку структур к ним выполняют в программном пакете GROMACS, подготовленные структуры помещают в центр ячейки моделирования, при этом минимальное расстояние между ее краем и молекулой белка составляет 1 нм, при этом остальное пространство ячейки заполняют водой, в систему добавляют компоненты осадителя в необходимой концентрации, осуществляют минимизацию энергии и NVT- и NPT-уравновешивание систем, проводят вычисление продуктивной МД в NPT-ансамбле, при этом интегрирование производят по стандартному алгоритму leap-frog с временным шагом интегрирования 2 фс и длительностью рассчитанных траекторий 100 нс, при этом перед анализом полученных траекторий устраняют артефакты, возникающие из-за квазибесконечных периодических граничных условий, по данным полученных траекторий строят графики среднеквадратичных флуктуаций атомов С? (RMSF) и вычисляют изменения энергий при образовании олигомеров белка, при этом для расчетов изменения свободной энергии при образовании олигомеров используют метод MM/GBSA, проводят вычисление свободной энергии для каждой траектории по результатам МД-моделирования, с помощью программы GROMACS, на 1000 фреймах с применением модуля gmx_MMPBSA версии 1.4.0 в сочетании со скриптом MMPBSA.py и пакетом AmberTools20, устанавливают оптимальные для кристаллизации исследуемого белка параметры, при которых наблюдаются наименьшие среднеквадратичные флуктуации атомов олигомеров и наибольшее уменьшение свободной энергии.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения параметров дисперсных частиц или капель в потоках газа. Способ определения параметров дисперсной фазы в аэрозольном потоке включает определение скорости дисперсной фазы в аэрозольном потоке путем фокусировки света от одного или двух лазеров в двух точках вдоль оси аэрозольного потока, которые отделены друг от друга на известное расстояние, с последующим направлением рассеянного частицами света на фотодетектор, при этом одномодовое лазерное излучение фокусируют с помощью первой линзы и первой диафрагмы в одной точке аэрозольного потока в перетяжку с заранее измеренным известным гауссовым распределением интенсивности в поперечном сечении луча, рассеянный пролетающими частицами в области перетяжки свет фокусируют с помощью второй линзы и второй диафрагмы на площадке фотодетектора, регистрируют формы импульсов рассеянного света на площадке фотодетектора электронным блоком и быстродействующим аналого-цифровым преобразователем, с помощью специальной программы на компьютере обрабатывают формы импульсов, определяют их амплитуды и полуширины, количество зарегистрированных импульсов, вычисляют скорости частиц, вычисляют распределение по размерам и концентрации частиц, проводят расчет и визуализацию результатов измерений скорости частиц, их размеров и концентрации в аэрозольном облаке с помощью компьютерной программы. Техническим результатом является возможность одновременного определения скоростей, размеров и концентрации частиц в аэрозольном потоке, включая нестационарный поток. Способ определения параметров дисперсной фазы в аэрозольном потоке, заключающийся в том, что определяют скорость дисперсной фазы в аэрозольном потоке путем фокусировки света от одного или двух лазеров в двух точках вдоль оси аэрозольного потока, которые отделены друг от друга на известное расстояние, с последующим направлением рассеянного частицами света на фотодетектор, отличающийся тем, что одномодовое лазерное излучение фокусируют с помощью первой линзы и первой диафрагмы в одной точке аэрозольного потока в перетяжку с заранее измеренным известным гауссовым распределением интенсивности в поперечном сечении луча, рассеянный пролетающими частицами в области перетяжки свет фокусируют с помощью второй линзы и второй диафрагмы на площадке фотодетектора, регистрируют формы импульсов рассеянного света на площадке фотодетектора электронным блоком и быстродействующим аналого-цифровым преобразователем, с помощью специальной программы на компьютере обрабатывают формы импульсов, определяют их амплитуды и полуширины, количество зарегистрированных импульсов, вычисляют скорости частиц, вычисляют распределение по размерам и концентрации частиц, проводят расчет и визуализацию результатов измерений скорости частиц, их размеров и концентрации в аэрозольном облаке с помощью компьютерной программы.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способу обеспечения ядерной безопасности высокотемпературного реактора на быстрых нейтронах и может быть использовано в ядерных реакторах, в частности с шаровыми микротвэлами. Способ включает полную загрузку металлического корпуса активной зоны топливными сборками, содержащими поглотитель нейтронов, торий и ядерное топливо из окиси урана-235 в виде микротвэлов, а также поглощающие стержни из карбида бора. Причем в промежутки между микротвэлами вводится поглотитель нейтронов, представляющий собой жидкий кадмий, обогащенный не менее чем на 90% по изотопу 113Cd. На внешнюю поверхность металлического корпуса активной зоны ядерного реактора нанесен тонкий 2-6 мм твердый слой карбида бора. Техническим результатом является повышение безопасности реактора при транспортировке, а также возможность снижения количества управляющих органов, блоков СУЗ и снижения массы требуемого обогащенного топлива для обеспечения критичности в нормальных условиях при высоких температурах в активной зоне. 1. Способ обеспечения ядерной безопасности высокотемпературного реактора на быстрых нейтронах, включающий полную загрузку металлического корпуса активной зоны топливными сборками, содержащими поглотитель нейтронов, торий и ядерное топливо из окиси урана-235 в виде микротвэлов, и поглощающие стержни из карбида бора, отличающийся тем, что в промежутки между микротвэлами вводится поглотитель нейтронов, представляющий собой жидкий кадмий, обогащенный по изотопу 113Cd не менее чем на 90%, на внешнюю поверхность металлического корпуса активной зоны ядерного реактора нанесен тонкий 2-6 мм твердый слой карбида бора. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что топливные сборки выполняют различной формы для включения в активную зону, содержащую шаровые микротвэлы из окиси урана и окиси тория, и заливают расплавом кадмия, после чего формы охлаждают и устанавливают по месту в металлический корпус под контролем системы управления защитой.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам формирования эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge, которые могут быть использованы в устройствах спинтроники. Способ формирования эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge включает осаждение на германиевую подложку атомов металла в потоке молекулярного кислорода методом молекулярно-лучевой эпитаксии, при этом поверхность подложки Ge(001) предварительно очищают от слоя естественного оксида, или очищают от слоя естественного оксида и формируют на ней поверхностные фазы Еu, представляющие собой субмонослойные покрытия из атомов европия, после чего при температуре подложки TS=20?150°C производят осаждение европия при давлении PEu=(0,1?100)?10-8 Торр потока атомов европия (ФEu) в потоке кислорода ФO2 с относительной величиной 2?ФEu/ФO2?2,2 до формирования пленки ЕuО толщиной менее 10 нм. Техническим результатом заявляемого изобретения является формирование эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge с атомно-резким интерфейсом без использования буферных слоев. Способ формирования эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge, включающий осаждение на германиевую подложку атомов металла в потоке молекулярного кислорода методом молекулярно-лучевой эпитаксии, отличающийся тем, что поверхность подложки Ge(001) предварительно очищают от слоя естественного оксида, или очищают от слоя естественного оксида и формируют на ней поверхностные фазы Еu, представляющие собой субмонослойные покрытия из атомов европия, после чего при температуре подложки TS=20?150°C производят осаждение европия при давлении PEu=(0,1?100)?10-8 Торр потока атомов европия (ФEu) в потоке кислорода ФO2 с относительной величиной 2?ФEu/ФO2?2,2 до формирования пленки ЕuО толщиной менее 10 нм.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Использование: для измерения массы углеродных нано- и микроструктур (УС) в различных средах. Сущность изобретения заключается в том, что в измеряемые УС на стадии подготовки эксперимента вводят радиоактивную метку-маркер, отличающийся тем, что радиоактивную метку в виде атомов гамма-излучающего изотопа 7Ве получают путем облучения на циклотроне изучаемых УС содержащих изотоп 12С ускоренными альфа-частицами с энергией более 32,9 МэВ или ускоренными дейтонами с энергией более 20,5 МэВ или ускоренными протонами с энергией более 24,5 МэВ, меченые УС вводят в исследуемые объекты, представляющие собой организмы подопытных животных или армируемые УС пластмассы, из которых отбирают образцы с неизвестным массовым содержанием УС, измеряют активность полученных образцов на гама-спектрометре, вычисляют искомую массу УС в образце путем сравнения измеренной активности образцов с активностью стандартного образца, содержащего известную массу УС. Технический результат: обеспечение возможности с повышенной точностью и достоверностью измерить массовое содержания УС в жидкой, твердой, газообразной и органической среде без разрушения структуры образцов. Способ измерения массы углеродных нано- и микроструктур (УС) в различных средах с помощью гамма-излучающей метки 7Ве, заключающийся в том, что в измеряемые УС на стадии подготовки эксперимента вводят радиоактивную метку-маркер, отличающийся тем, что радиоактивную метку в виде атомов гамма-излучающего изотопа 7Ве получают путем облучения на циклотроне изучаемых УС, содержащих изотоп 12С, ускоренными альфа-частицами с энергией более 32,9 МэВ или ускоренными дейтонами с энергией более 20,5 МэВ или ускоренными протонами с энергией более 24,5 МэВ, меченые УС вводят в исследуемые объекты, представляющие собой организмы подопытных животных или армируемые УС пластмассы, из которых отбирают образцы с неизвестным массовым содержанием УС, измеряют активность полученных образцов на гамма-спектрометре, вычисляют искомую массу УС в образце путем сравнения измеренной активности образцов с активностью стандартного образца, содержащего известную массу УС.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам маркировки нефти и продуктов ее переработки. Описан способ маркировки нефти и продуктов ее переработки, характеризующийся внесением 10-100 м.д. производных циануровой кислоты, в которой атом водорода гидроксильной группы замещен алкильными радикалами, как одинаковыми, так и различными, при получении которых используют первичные спирты C1-C8, изопропиловый спирт, спирты C1-C8, в которых атомы водорода, частично или полностью, заменяют атомы фтора, изопропиловый спирт, в котором атомы водорода, частично или полностью, заменяют атомы фтора. Технический результат - маркировка нефти и продуктов ее переработки для идентификации и контроля качества продукции Способ маркировки нефти и продуктов ее переработки, характеризующийся внесением 10-100 м.д. производных циануровой кислоты, в которой атом водорода гидроксильной группы замещен алкильными радикалами, как одинаковыми, так и различными, при получении которых используют первичные спирты C1-C8, изопропиловый спирт, спирты C1-C8, в которых атомы водорода, частично или полностью, заменяют атомы фтора, изопропиловый спирт, в котором атомы водорода, частично или полностью, заменяют атомы фтора.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к технологии выращивания сцинтилляционных монокристаллов на основе бромида церия с общей формулой CeBr3 со 100 %-ным содержанием сцинтиллирующего иона Се3+ методом горизонтальной направленной кристаллизации (ГНК) и может быть использовано при изготовлении элементов детекторов и спектрометров, чувствительных к гамма-, рентгеновскому излучению и другим видам ионизирующего излучения. Способ получения кристаллического сцинтиллятора на основе самоактивированного редкоземельного галогенида CeBr3 включает плавление исходной шихты и выращивание кристаллов в кварцевых ампулах или в графитовой лодочке в установке для ГНК путем их перемещения через зону нагрева, при этом ампулы с установленными кристаллическими затравками CeBr3 внутри откачанного перчаточного бокса загружают безводными кристалликами исходного материала чистотой 99,99 %, подогревают до температуры более 100°C в течение 2 ч, откачивают до 10-3 мм рт.ст. и запаивают кислородно-пропановой горелкой, далее ампулы устанавливают в ростовую установку, после создания в установке вакуума до 10-3 мм рт.ст. нагревают до расплавления шихты, выдерживают в ростовой установке в течение 2-4 ч до установления в расплаве равновесного состояния, выращивают монокристалл путем создания в ампуле градиентного температурного участка при горизонтальном протягивании из зоны нагрева в зону охлаждения со скоростью 5 мм/ч, после чего для отжига выращенного кристалла ампулу медленно охлаждают до комнатной температуры, а при выращивании в графитовой лодочке исходный материал с затравкой CeBr3 устанавливают в ростовую установку, которую затем вакуумируют до 10-3 мм рт.ст., сушат при температуре 200°C в течение 24 ч, после чего напускают инертный газ Ar и Br в смеси с добавлением бромирующего агента тетрабромметана CBr4 и дегидрирующего агента бромида кадмия CdBr2 до избыточного давления 1,06 атм, расплавляют шихту при температуре 732°C, поднимают температуру на 50°C и осуществляют процесс выращивания кристаллов по методу горизонтальной направленной кристаллизации со скоростью горизонтальной протяжки лодочки 5 мм/ч, после завершения процесса кристаллизации выращенный кристалл отжигают при медленном снижении температуры ~ 10-15°/ч. Техническим результатом является получение материалов стехиометрического состава CeBr3 с чистотой 99,99 % в виде монокристаллических образцов либо поликристаллов. Способ получения кристаллического сцинтиллятора на основе самоактивированного редкоземельного галогенида, включающий плавление исходной шихты в контейнере и выращивание кристаллов в установке для горизонтальной направленной кристаллизации путем перемещения контейнера через зону нагрева, отличающийся тем, что выращивание монокристаллов CeBr3 осуществляют в кварцевых ампулах или в графитовой лодочке, при этом ампулы с установленными кристаллическими затравками CeBr3 внутри откачанного перчаточного бокса загружают безводными кристалликами исходного материала чистотой 99,99 %, подогревают до температуры более 100°C в течение 2 ч, откачивают до 10-3 мм рт.ст. и запаивают кислородно-пропановой горелкой, далее ампулы устанавливают в ростовую установку, после создания в установке вакуума до 10-3 мм рт.ст. нагревают до расплавления шихты, выдерживают в ростовой установке в течение 2-4 ч до установления в расплаве равновесного состояния, выращивают монокристалл путем создания в ампуле градиентного температурного участка при горизонтальном протягивании из зоны нагрева в зону охлаждения со скоростью 5 мм/ч, после чего для отжига выращенного кристалла ампулу медленно охлаждают до комнатной температуры, а при выращивании в графитовой лодочке исходный материал с затравкой CeBr3 устанавливают в ростовую установку, которую затем вакуумируют до 10-3 мм рт.ст., сушат при температуре 200°C в течение 24 ч, после чего напускают инертный газ Ar и Br в смеси с добавлением бромирующего агента тетрабромметана CBr4 и дегидрирующего агента бромида кадмия CdBr2, до избыточного давления 1,06 атм, расплавляют шихту при температуре 732°C, поднимают температуру на 50°C и осуществляют процесс выращивания кристаллов по методу горизонтальной направленной кристаллизации со скоростью горизонтальной протяжки лодочки 5 мм/ч, после завершения процесса кристаллизации выращенный кристалл отжигают при медленном снижении температуры ~ 10-15°/ч.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Группа изобретений относится к области вычислительной техники и электроники и может быть использована для построения цифровых микросхем, отказоустойчивых к облучению. Техническим результатом является обеспечение косвенного измерения отказоустойчивости облучаемых испытательных цифровых микросхем, построенных способом постоянного мажоритарного резервирования. Функциональная структура испытательной цифровой микросхемы содержит входной n-разрядный двоичный регистр, выходной n-разрядный двоичный регистр, узел управления приемом n-разрядного двоичного кода контрольного эталона во входной регистр, узел управления приемом кода результата работы микросхемы в выходной регистр. Для реализации мажоритарного резервирования в микросхеме установлены k-кратно резервированные узлы. На выходе каждого узла установлен мажоритарный клапан. На k входах мажоритарного клапана установлены соответственно k одинаковых резервируемых блоков. Каждый из блоков содержит цепочку одновходовых комбинационных логических элементов. 1. Способ косвенного измерения отказоустойчивости облучаемых цифровых микросхем, построенных способом постоянного резервирования, состоящий в том, что это косвенное измерение отказоустойчивости проводят на испытательной микросхеме во время ее облучения и при этом измеряют начальный отрезок времени облучения микросхемы до ее отказа, позволяющий оценить вероятность отказа микросхемы, затем вычисляют флюенс, при котором произошел отказ микросхемы, по формуле: Ф=I?tотк,, где Ф - флюенс, I - интенсивность облучения, tотк - начальный отрезок времени облучения микросхемы до ее отказа, позволяющий оценить вероятность отказа микросхемы, а затем по вычисленному флюенсу, площади микросхемы, числу логических элементов в микросхеме и заданной вероятности повреждения единицы площади микросхемы при попадании в нее частицы, вычисляют отказоустойчивость микросхемы по соответствующей способу ее построения формуле вероятности отказа микросхемы, измерение начального отрезка времени облучения микросхемы до ее отказа производят на облучаемой испытательной микросхеме, соединенной с необлучаемой вычислительной системой управления измерением, с помощью которой производят измерение времени облучения, вычисления флюенса и отказоустойчивости микросхемы, проверку результатов работы микросхемы, фиксацию ее отказов и формируют управляющие сигналы циклов ее работы и работы микросхемы, время облучения микросхемы измеряют по числу циклов ее работы, умноженному на длительность цикла работы указанной вычислительной системы, в каждом цикле из указанной вычислительной системы передают на вход микросхемы контрольные эталоны, в эту вычислительную систему передают коды результатов работы микросхемы, а в качестве указанного начального отрезка времени работы микросхемы до ее отказа измеряют средний отрезок времени облучения микросхемы от момента облучения, принятого за начальный, до последнего отказа в заданном числе соседних циклов ее работы, отличающийся тем, что в качестве испытательной микросхемы используют микросхему, построенную способом мажоритарного резервирования логических блоков с формированием результатов с помощью мажоритарных клапанов, расположенных на выходах этих логических блоков, в вычислительной системе в каждом цикле фиксируют отказ микросхемы при несоответствии кода ее результата входному эталону, а отказоустойчивость микросхемы вычисляют по формуле, соответствующей мажоритарному способу ее построения и кратности резервирования. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что несоответствие кода результата работы испытательной микросхемы входному эталону состоит в том, что код разряда этого результата, сформированный хотя бы одним мажоритарным клапаном, не равен большинству кодов в разрядах входного эталона, подаваемых на входы резервируемых логических блоков, на выходе которых установлен этот мажоритарный клапан. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют отрезок времени облучения микросхемы от момента начала измерения времени облучения микросхемы по сигналу устройства управления затвором облучения, подаваемого в необлучаемую вычислительную систему управления измерением, до цикла работы микросхемы, в котором будет обнаружен первый отказ микросхемы, характеризуемый фактом ошибки в коде результата работы микросхемы, при сравнении этого кода с эталоном, соответствующим моменту начала измерения времени облучения. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за момент облучения, принятый за начальный момент измерения среднего отрезка времени облучения микросхемы до момента фиксации заданного числа последовательных отказов облучаемой микросхемы, принимают начальный момент начала измерения времени облучения по сигналу устройства управления затвором облучения, подаваемому в необлучаемую вычислительную систему управления измерением. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за момент облучения, принятый за начальный момент измерения среднего отрезка времени облучения микросхемы до момента фиксации заданного числа последовательных отказов облучаемой микросхемы, принимают момент первого отказа микросхемы после начала измерения в необлучаемой вычислительной системе управления измерением. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют отрезок времени облучения микросхемы от момента предыдущего ее отказа до момента следующего ее отказа по числу циклов работы микросхемы, прошедших от момента предыдущего отказа до цикла ее работы, в котором будет обнаружена ошибка в коде, являющемся результатом работы микросхемы, при сравнении этого кода с эталоном, соответствующим коду результата при предыдущем отказе микросхемы. 7. Функциональная структура испытательной цифровой микросхемы для косвенного измерения ее отказоустойчивости при облучении, реализуемая способом постоянного резервирования, содержащая входной и выходной n-разрядные двоичные регистры, узел управления приемом контрольных эталонов во входной регистр от необлучаемой вычислительной системы управления измерением и узел управления приемом кода результата в выходной регистр по сигналу указанной вычислительной системы управления измерением, отличающаяся тем, что на входе каждого разряда выходного регистра установлен один k-кратно резервированный логический узел, содержащий мажоритарный клапан, выход которого соединен со входом того разряда выходного регистра, который соответствует этому логическому узлу, и установленные на входах мажоритарного клапана k одинаковых резервируемых блоков, каждый из которых содержит последовательную цепочку одновходовых комбинационных логических элементов, а вход каждой из этих цепочек соединен с выходом одного из разрядов входного регистра.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к устройствам, которые управляют аниматронными системами. Техническим результатом является упрощение процесса задания алгоритма функционирования аниматронной системы за счет применения модульной структуры. Система содержит главный и подчиненный контроллеры, каждый из которых предназначен для конкретной группы движителей и/или датчиков. Главный контроллер содержит процессор, индикатор питания, LCD-дисплей, блок питания и плату коннектора, осуществляющую соединение через кабели связи и управления с коннекторами подчиненных контроллеров, подчиненные контроллеры содержат процессор, индикатор питания, модуль управления движителями или сенсорами, датчики, пороги значений которых настраиваются при помощи регулятора датчиков и регулятора порогов датчиков. Система управления аниматронными устройствами, включающая главный контроллер, соединенный кабелями связи и электропитания с подчиненными контроллерами и каналом связи с внешним устройством, состоящим из консольного приложения и устройства ввода, подключенные к терминалу компьютера, при этом главный контроллер состоит из процессора, соединенного с индикатором питания, показывающим напряжение на главном контроллере, и LCD-дисплем, отображающим информацию о работе системы, блока питания, питающего процессор и плату коннектора главного контроллера, осуществляющую соединение через кабели связи и управления с коннекторами подчиненных контроллеров, при этом подчиненные контроллеры состоят из процессора, соединенного с индикатором питания, показывающим напряжение на подчиненном контроллере, модуля управления движителями или сенсорами, датчиков, пороги значений которых настраиваются при помощи регулятора датчиков и регулятора порогов датчиков, сигналы с которых передаются через процессор на дисплей для настройки датчиков.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к области физики элементарных частиц, в частности к прецизионным измерительным системам параметров пучка излучаемых частиц. Сущность изобретения состоит в измерении плотности пучка путем интегрального счета количества следов частиц в изображении каждого из кадров ПЗС-камеры за одно измерение, зарегистрированных твердотельным детектором в поперечном сечении пучка квазиоднородного излучения, с использованием ЭВМ, при этом измерение проводят в пороговом режиме ПЗС камеры в сочетании с использованием численного значения порога. Техническим результатом изобретения является возможность определения распределения плотности излучения по поперечному сечению пучка частиц с высокой достоверностью. 1. Способ измерения плотности пучка излучаемых частиц, зарегистрированных плоским твердотельным детектором, основанный на обработке изображений с использованием автоматизированного измерительного микроскопа, оснащенного компьютерной видеосистемой с телевизионной ПЗС-камерой, обработка кадров которой осуществляется с применением технологии машинного зрения, отличающийся тем, что плотность пучка измеряют путем интегрального счета числа следов частиц в изображении каждого из кадров ПЗС-камеры, зарегистрированных твердотельным детектором в поперечном сечении пучка квазиоднородного излучения, с использованием ЭВМ, где измерения проводят в пороговом изображении кадра ПЗС-камеры в сочетании с использованием численного значения порога. 2. Способ по п. 1, где способ включает следующие этапы: 1) определение уровня почернения величины порога Р и его численного значения; 2) переход от измерений количества черного в кадре к его измерению в пикселях; 3) подсчет количества следов (k) в каждом из кадров изображения ПЗС-камеры короткой серии кадров; 4) определение значения ?0, которое используется для расчетов количества следов частиц в каждом кадре последующего измерительного процесса при поточном сканировании плоскости детектора; 5) сканирование выделенной для измерений области плоскости детектора и вычисление значения (K) количества следов частиц в области плоскости детектора, захватываемой каждым из кадров изображения ПЗС-камеры; 6) вычисление плотности пучка излучаемых частиц в области плоскости детектора, захватываемой кадром ПЗС-камеры. 3. Способ по п. 2, где на первом этапе способа проводят выделение короткой серии кадров ПЗС-камеры, зафиксированных в нескольких различных точках заданной области измерения с последующим определением величины Р порога изображения в одном из кадров этой серии с последующим проведением перехода от серого изображения, генерируемого ПЗС-камерой в основном состоянии, к оцифрованному черно-белому пороговому изображению с единым численным значением Р уровня почернения порога в каждом кадре короткой серии изображений ПЗС-камеры, позволяющему перейти от измерений количества черного в изображении следов частиц в кадре ПЗС-камеры к определению количества черных пикселей ПЗС-матрицы в кадре ПЗС-камеры в изображении следов частиц, и интегральным счетом количества следов частиц во всем кадре в целом. 4. Способ по п. 2, где на втором этапе способа осуществляют определение числа n пикселей в пороговом изображении следов частиц в каждом из кадров ПЗС-камеры расчетным путем по формуле: https://new.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2022.07.13/RUNWC1/000/000/002/776/093/ИЗ-02776093-00001/00000045-m.jpg Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) где: М - численное значение количества черного в каждом кадре порогового изображения следов частиц, измеряемое суммой численных значений уровней почернения пикселей в кадре, каждое из которых равно численному значению Р уровня почернения порога; Р - численное значение порога, которому равен уровень почернения пикселя в каждом кадре; n - число черных пикселей в каждом кадре. 5. Способ по п. 2, где на третьем этапе способа проводят подсчет числа следов (k) в каждом из кадров изображения ПЗС-камеры короткой серии кадров путем визуально-ручного способа, предполагающего проставление метки рядом со следом частицы при очередном отсчете на экране монитора. 6. Способ по п. 2, где на четвертом этапе способа рассчитывают число пикселей (?) в одном следе в каждом из m кадров короткой серии кадров ПЗС-камеры по формуле: https://new.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2022.07.13/RUNWC1/000/000/002/776/093/ИЗ-02776093-00001/00000046-m.jpg Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) где: i - порядковый номер кадра от 1 до m, m - число кадров в короткой серии кадров, ni - число черных пикселей в каждом i-м кадре; ki - число следов в каждом i-м кадре короткой серии кадров, полученное визуально-поштучным счетом; ?i - число пикселей в изображении одного следа в каждом i-м кадре; с последующим вычислением расчетных значений K' числа следов частиц в каждом i-м кадре короткой серии кадров ПЗС-камеры, при поочередно фиксируемых значениях Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) и переменном значении ni по формуле: https://new.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2022.07.13/RUNWC1/000/000/002/776/093/ИЗ-02776093-00001/00000048-m.jpg Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) где: i - порядковый номер кадра от 1 до m в короткой серии кадров, m - число кадров в короткой серии кадров, Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) - выделенный номер кадра в короткой серии кадров; ni - число пикселей в каждом очередном для расчета кадре короткой серии кадров при каждом фиксированном значении Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне); Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) - число пикселей в изображении одного следа в i-м кадре с выделенным номером кадра i'; и определением среднего значения ?0, общего для каждого кадра короткой серии кадров, по формуле: Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) где: Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) - сумма значений Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) в пределах от 1 до t, t - число суммируемых значений Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне), относящихся к тем кадрам короткой серии кадров, для каждого из которых разница между расчетным значением K и счетным значением k не превышает задаваемого предела Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне), где ? - принятая величина, при этом всегда t?m, при этом полученное значение ?0 используется для расчетов числа следов частиц в каждом кадре короткой серии кадров и последующего измерительного процесса при поточном сканировании плоскости детектора. 7. Способ по п. 2, где на пятом этапе способа осуществляют сканирование выделенной для измерений области плоскости детектора с использованием общего значения ?0, ранее установленного с помощью кадров короткой серии кадров на этапе (4), и вычисление числа следов (K) в области плоскости детектора, захватываемой каждым из кадров изображения ПЗС-камеры, по формуле: Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) где: n - число черных пикселей в пороговом изображении следов частиц в кадре. 8. Способ по п. 2, где на шестом этапе способа проводят вычисление плотности пучка излучаемых частиц в области плоскости детектора, захватываемой кадром ПЗС-камеры, с использованием значения (K), ранее установленного на этапе (5), по формуле: Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) где: S - площадь плоскости детектора, захватываемая кадром ПЗС-камеры - величина постоянная; D - численное значение плотности пучка частиц в поперечном сечении пучка излучения в области плоскости детектора, захваченной каждым из кадров ПЗС-камеры.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)