Подходы к математическому моделированию покрытий, защищающих от электромагнитного излучения в мягком рентгеновском диапазоне
Автор: Белов Ю.Г., Бирюков В.В., Малахов В.А., Малахова И.В., Нечаева М.С., Раевская Ю.В., Раевский А.С., Седаков А.Ю., Титаренко А.А.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 4 т.25, 2022 года.
Бесплатный доступ
Объектами исследования являются композитные структуры, защищающие от электромагнитного излучения в мягком рентгеновском диапазоне. Цель работы - предложить подходы к математическому моделированию покрытий на основе этих структур, рассчитать характеристики отражения и прохождения однородной плоской волны, падающей под различными углами на такие покрытия. Методы исследования - электродинамическое моделирование, теория графов, трехмерное электромагнитное моделирование в САПР. Приведены математические модели многослойных структур, полученные на основе электродинамического подхода и с использованием теории графов, результаты расчетов характеристик отражения и прохождения однородной плоской волны, падающей под различными углами на такие структуры. Рассмотрены перспективы использования пленочных покрытий с воздушными отверстиями. Полученные в процессе выполнения работы результаты могут быть использованы для создания покрытий, защищающих радиоэлектронную аппаратуру от воздействия рентгеновского излучения.
Многослойные структуры, сапр, электродинамический анализ, композитные материалы, рентгеновский диапазон
Короткий адрес: https://sciup.org/140297123
IDR: 140297123 | УДК: 537.876.2, | DOI: 10.18469/1810-3189.2022.25.4.9-26
Approaches to mathematical modeling of coatings that protect against electromagnetic radiation in the soft x-ray range
The objects of study are composite structures that protect agaist electromagnetic radiation in the soft X-ray range. The purpose of this work is to propose approaches to the mathematical modeling of coatings based on these structures, to calculate the reflection and transmission characteristics of a homogeneous plane wave incident at different angles on such coatings. Research methods - electrodynamic modeling, graph theory, three-dimensional electromagnetic modeling in CAD. Mathematical models of multilayer structures obtained on the basis of the electrodynamic approach and using graph theory, the results of calculations of the reflection and transmission characteristics of a homogeneous plane wave incident at different angles on such structures are presented. The prospects for the use of film coatings with air holes are considered. The results obtained in the course of the work may be used to create coatings that protect electronic equipment from the effects of X-rays.
Список литературы Подходы к математическому моделированию покрытий, защищающих от электромагнитного излучения в мягком рентгеновском диапазоне
- Sonsilphong A., Wongkasem N. Light-weight radiation protection by non-lead materials in X-ray regimes // 2014 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA). 2014. P. 656–658. DOI: https://doi.org/10.1109/ICEAA.2014.6903939
- Radiation attenuation by lead and nonlead materials used in radiation shielding garments / J.P. McCaffrey [et al.] // Med. Phys. 2007. Vol. 34, no. 2. P. 530–537. DOI: https://doi.org/10.1118/1.2426404
- Nambiar S., Yeow J.T.W. Polymer-composite materials for radiation protection // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. Vol. 4, no. 11. P. 5717–5726. DOI: https://doi.org/10.1021/am300783d
- Radiation-protective properties of composition materials / E.M. Prokhorenko [et al.] // East Eur. J. Phys. 2015. Vol. 2, no. 1. P. 41–45. DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2015-1-06
- Kohn V.G. On the theory of reflectivity by an XRay multilayer mirror // Phys. Status Solidi B. 1995. Vol. 187, no. 1. P. 61–70. DOI:
- https://doi.org/10.1002/pssb.2221870105
- Веселов Г.И., Раевский С.Б. Слоистые металлодиэлектрические волноводы. М.: Радио и связь, 1988. 248 с.
- Силаев М.А., Брянцев С.Ф. Приложение матриц и графов к анализу СВЧ-устройств. М.: Советское радио, 1970. 248 с.
- Семенов Н.А. Техническая электродинамика. M.: Связь, 1973. 480 с.
- Электродинамика и распространение радиоволн / В.А. Неганов [и др.]. М.: Радиотехника, 2009. 744 с.
- X-Ray Interactions with Matter / CXRO. URL: http://henke.lbl.gov/optical_constants/
- Апериодические многослойные зеркала нормального падения на основе сурьмы для области спектра 8–13 нм / Е.А. Вишняков [и др.] // Квантовая электроника. 2011. Т. 41, № 1. С. 75–80.
- Muller D.E. A method for solving algebraic equations using an automatic computer // Mathematical Tables and Other Aids to Computation. 1956. Vol. 10, no. 10. P. 208–215. DOI: https://doi.org/10.2307/2001916
- Бритов И.Е., Раевский А.С., Раевский С.Б. Целенаправленный поиск комплексных волн в направляющих электродинамических структурах // Антенны. 2003. Вып. 5 (72). С. 64–71.
- Малахов В.А., Раевский А.С., Раевский С.Б. О решении дисперсионных уравнений волн направляющих электродинамических структур на комплексных плоскостях волновых чисел // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2015. Т. 55, № 6. С. 1028–1038. DOI: https://doi.org/10.7868/S0044466915060095
- Курушин А.А. Использование каналов Флоке для моделирования периодической наноструктуры // Журнал радиоэлектроники. 2010. № 11. С. 1–22.
- Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические волноводы. М.: Мир, 1980. 656 с.
