The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются корпускулярно-оптические системы (КОС), в частности бессеточные электростатические энерго- и масс-анализаторы, основанные на двумерных и осесимметричных электростатических зеркалах, предназначенные для анализа заряженных частиц в статических и времяпролетных масс-спектрометрах.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі корпускулалық-оптикалық жүйелер (КОЖ) болып табылады. Атап айтқанда, зарядталған бөлшектерді статикалық және уақыт-ұшу масс-спектрометрлерінде талдауға арналған екіөлшемді және осьтік симметриялы электростатикалық айналарға негізделген торсыз электростатикалық энергия және масса анализаторлары зерттеледі.

Aim of work (in Russian) : Разработка, расчет и компьютерное моделирование бессеточного энергоанализатора на основе двумерных осесимметричных электростатических зеркал, также масс-анализаторов для космических исследований.

Aim of work (in Kazakh) : Екіөлшемді осьтік симметриялы электростатикалық айнаға негізделген торсыз энергия анализаторын әзірлеу, есептеу және компьютерлік модельдеу, сондай-ақ ғарыштық зерттеулерге арналған масс-анализаторларды жасау.

Методы исследования (на русском) : Для моделирования динамики пучков заряженных частиц будут использованы безразмерные уравнения Ньютона и аналитические выражения для потенциалов описывающих электрические и магнитные поля статических и времяпролетных масс-спектрометров, полученные с помощью методов ТФКП. При моделировании динамики пучков заряженных частиц будет проводиться численное интегрирование системы дифференциальных уравнений с помощью компьютерной программы на языке VBA, реализующей четырехточечный метод Адамса с автоматическим выбором шага интегрирования. Разгонные точки для метода Адамса будут находиться с использованием метода последовательных сближений Крылова. Начальные условия для заряженных частиц, вылетающих из источника ионов, с использованием метода Монте-Карло. Численный расчет ВПМС планируется провести с помощью комьютерного приложения «FOCUS». Будут использованы апробированные методы решения граничных задач электростатики, которые сводятся к решению задачи Дирихле для уравнения Лапласа. Электростатические потенциалы будут найдены в аналитическом виде. Их адекватность подтверждается корректностью используемых математических методов. Достоверность полученных результатов будет достигнута путем сравнения с результатами, где это возможно, полученными другими авторами.

Методы исследования (на казахском) : Зарядталған бөлшектер шоғырының динамикасын моделдеу үшін статикалық және уақыт-ұшу масс-спектрометрлерінің электрлік және магниттік өрістерін сипаттайтын потенциалдардың аналитикалық өрнектері мен өлшемсіз Ньютон теңдеулері қолданылады. Зарядталған бөлшектер шоғырының динамикасын моделдеу кезінде дифференциалдық теңдеулер жүйесі VBA тілінде жазылған компьютерлік бағдарлама арқылы, қадамды автоматты түрде таңдаумен жүзеге асырылатын Адамс әдісінің төртнүктелік схемасын қолдана отырып, сандық интегралдау жолымен шешіледі. Адамс әдісі үшін бастапқы разгондық нүктелер Крыловтың тізбектей жуықтау әдісі арқылы анықталады. Ион көзінен шығарылатын зарядталған бөлшектер үшін бастапқы шарттар Монте-Карло әдісі бойынша қойылады. Уақыт-ұшу масс-спектрометрін сандық есептеу «FOCUS» компьютерлік қосымшасы арқылы жүргізіледі. Электростатиканың шекаралық есептерін шешу үшін апробацияланған әдістер пайдаланылады, бұл әдістер Лаплас теңдеуі үшін Дирихле есебін шешуге негізделген. Электростатикалық потенциалдар аналитикалық түрде алынады, олардың дұрыстығы қолданылған математикалық әдістердің корректілігімен расталады. Алынған нәтижелердің сенімділігі, мүмкін болған жағдайда, басқа авторлардың нәтижелерімен салыстыру арқылы қамтамасыз етіледі.

Obtained results and novelty (in Russian) : В рамках проекта разработаны аналитические выражения для электростатических потенциалов двумерных и осесимметричных зеркальных систем, а также создано математическое и компьютерное моделирование динамики пучков заряженных частиц на основе безразмерных уравнений Ньютона. Проведена оптимизация схем бессеточных энерго- и масс-анализаторов, позволяющая исключить использование сеток и тем самым повысить разрешающую способность и точность анализа. Установлены условия пространственно-временной фокусировки в трансаксиальных зеркалах, что открывает возможность создания компактных высокочувствительных времяпролетных масс-спектрометров для космических исследований. Разработаны прикладные программные средства для расчёта приборных характеристик. Материалы исследования подготовлены и статьи направлены на публикацию, находятся в процессе рецензирования.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаның шеңберінде екіөлшемді және осьтік симметриялы электростатикалық айна жүйелері үшін электростатикалық потенциалдардың аналитикалық өрнектері алынды, сондай-ақ зарядталған бөлшектер шоғырының динамикасын моделдеу үшін математикалық және есептеу бағдарламалары жасалды. Торсыз энергия және масс-анализаторлардың схемаларының бастапқы оптимизациясы жүргізілді, бұл өлшеу дәлдігін және энергия бойынша айқындау қабілетін арттыруға мүмкіндік береді. Трансаксиалды айнада кеңістіктік-уақыттық фокустаудың орындалу шарттары анықталды, бұл ықшам және жоғары сезімталдықты уақыт-ұшу масс-спектрометрлерін жасауға негіз болады. Зерттеу материалдары бойынша мақалалар дайындалып, жариялауға жіберілді және рецензиялау процесінде.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : На данном этапе разработана конструктивная схема бессеточного энерго- и масс-анализатора с упрощённой геометрией электродов и использованием статических электростатических полей. Предусмотрены компактные габариты и низкое энергопотребление, что позволяет ориентировать разработку на дальнейшую миниатюризацию и использование в автономных и портативных приборах, включая космические эксперименты. Экономическая эффективность ожидается за счёт простоты конструкции и отсутствия узлов, требующих высокоточной механической сборки. Работа продолжается, уточнение параметров и оптимизация характеристик выполняются в ходе текущего этапа.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Қазіргі кезеңде торсыз энергия және масс-анализатордың жеңілдетілген электрод геометриясымен статикалық электростатикалық өрістерге негізделген конструктивтік сұлбасы жасалды. Қондырғының ықшамдылығы мен төмен энергия тұтынуы қамтамасыз етіледі, бұл болашақта құрылғыны миниатюрлау және автономды қолдану мүмкіндігін қарастыруға мүмкіндік береді. Көрсеткіштерді нақтылау жобаның келесі кезеңдерінде жалғасады.

Level of implementation (in Russian) : Степень внедрения на текущем этапе составляет около 50–60%. Разработаны и апробированы математические модели и программные средства расчёта полей и динамики пучков заряженных частиц, выполнены предварительные оптимизационные расчёты конструктивных элементов анализатора. Практическая реализация находяbтся в процессе выполнения в рамках дальнейших этапов проекта.

Level of implementation (in Kazakh) : Қазіргі уақытта енгізу деңгейі шамамен 50–60% құрайды. Зарядталған бөлшектер сәулелерінің өрістері мен динамикасын есептеуге арналған математикалық модельдер мен бағдарламалық жасақтама әзірленіп, сынақтан өткізілді, сондай-ақ анализатордың құрылымдық компоненттері үшін алдын ала оңтайландыру есептеулері аяқталды. Жобаның кейінгі кезеңдерінің бөлігі ретінде практикалық енгізу жұмыстары жүргізілуде.

Efficiency (in Russian) : Результаты проекта обеспечивают повышение точности и разрешающей способности анализаторов за счет отказа от сеточных элементов и оптимизации электрических полей. Применение разработанных моделей и алгоритмов снижает затраты на проектирование и позволяет ускорить этапы расчёта и настройки приборов. Ожидается повышение технологичности и уменьшение себестоимости будущих приборов.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба нәтижелері торлы элементтерді қолданудан бас тарту арқылы энергия және масс-анализаторлардың айқындау қабілетін арттыруға мүмкіндік береді. Дайындалған есептеу әдістері мен алгоритмдері құрылғыны жобалауға кететін уақытты және шығынды азайтады, ал қарапайым конструкция болашақ құралдардың өзіндік құнын төмендетуге ықпал етеді.

Field of application (in Russian) : Полученные результаты и разрабатываемые анализаторы могут быть использованы: в космических исследованиях для анализа межпланетной плазмы и атмосфер планет; в научных лабораториях при масс-спектрометрическом и энергоанализе веществ; в экологии для мониторинга состава воздуха и водных сред в реальном времени; в материаловедении и поверхностной спектроскопии; в приборостроении при разработке компактных аналитических систем.

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелер және әзірленіп жатқан анализаторлар төмендегі салаларда қолданылуы мүмкін: ғарыштық зерттеулерде (плазма және планета атмосфераларының құрамын анықтау); ғылыми зертханаларда масс-спектрометриялық және энергия талдау үшін; экологияда ауа және су ортасының құрамын жедел мониторингте; материалтану және беткі қабатты спектроскопияда; аналитикалық прибор жасау саласында шағын өлшемді және автономды құрылғыларды жобалау үшін.