Материал: Международная телекоммуникатсионная конферентсия Молодеж и наука Ч.2 2015

Инновационные образовательные программы и технологии

В.А. САЛОМАСОВ1, Т.А. НИКИТИН2 Научный руководитель – В.П. ФИЛИППОВ, д.ф.-м.н., профессор

1Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,

2Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук

МОДИФИКАЦИЯ ЯДЕРНОГО ГАММА-РЕЗОНАНСНОГО СПЕКТРОМЕТРА ДЛЯ НОВЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ

ИИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ

ВМИФИ на кафедре «Прикладная ядерная физика» при участии НИИСИ РАН

врамках работ по исследованию алюмосиликатного реагента по очистке загрязненных вод и проведения научно-исследовательских лабораторных работ студентов было предложено модификация ядерного гамма-резонансного спектрометра ЯГРС с целью повышения надежности.

Метод ядерного гамма-резонансной спектроскопии (Мёссбауэровская спектроскопия) позволяет проводить исследования в различных областях науки: физика твердого тела, магнетизм, состояние поверхности, наносистемы, коррозия железных конструкций[1], соединения интерметаллидов, биология и медицина и другие. В частности, метод позволяет проводить качественный и количественный фазовый анализ. Метод позволяет идентифицировать вид химического соединения или фазы наночастиц, определят размеры наночастиц железа, валентность атомов железа, и на основании этого моделировать физико-химические процессы, где участвуют атомы железа.

Целью настоящей работы является модификация Мёссбауэровского спектрометра для повышения его надежности в прикладных исследовательских и научно-образовательных целях. Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи по обновлению аппаратной части: использовать демонстрационную плату STM32L053 Discovery.

Известные на сегодняшний день спектрометры для Мёссбауэровских исследований работают по принципу сравнения сигнала задающего генератора и сигнала обратной связи от измерительной катушки вибратора. На задающую катушку подается разностный сигнал задающего генератора и сигнала обратной связи. Коррекция скорости происходит за счет отрицательной обратной связи задающего сигнала и сигнала измерительной катушки. Указанные спектрометры не стабильны во времени. Недостатки данных спектрометров связаны с факторами температурных изменений и скачков напряжения. При изменении температуры меняется сопротивле-

_______________________________________________________________________

Инновационные образовательные программы и технологии

ние как задающей, так и измерительной катушек, а это в свою очередь сказывается на точности отработки скорости движения. Отсутствие стабильности скорости движения для каждого интервала скорости или канала приводит к искажениям спектров и к получению недостоверной информации [2].

В лаборатории Мёссбауэровской спектроскопии на кафедре 24 для научно-исследовательских работ студентов имеется спектрометр ЯГРС. В логике работы данного спектрометра используется принцип обратной связи катушки и генератора, но, в отличии от всех остальных спектрометров, данный имеет блок контроля скорости, основанный на лазерной интерферометрии (длина волны равна 0,632 мкм). Схема сравнения числа сигналов, пришедших от интерферометра, с числом, записанным в память для этого канала позволяет запоминать разность для каждого канала. Разность между числом, записанным в память для конкретного канала и числом зарегистрированных интерференционных сигналов для данного канала в следующем цикле используется для коррекции задающего сигнала. Если число интерференционных полос больше, чем число, записанное в канале, то в следующем цикле при отработке скорости данного канала задающий сигнал уменьшается пропорционально этой разности.

Если число интерференционных полос меньше, то в задающий сигнал добавляется сигнал пропорциональный разности. Эти процессы повторяются до тех пор, пока число интерференционных полос не будет равно заданному числу для этого канала, которое пропорционально номеру, то есть скорости для данного канала. Таким образом достигается максимальная, на сегодняшний день, точность задания скорости вибратора. И так как на постоянство длины волны лазера не сказываются температурные колебания и скачки напряжения на магнитных катушках, то это дает проводить длительные по времени измерения без ухудшения точности. Точность по скорости достигается ∆v=0,010±0,005 мм/с, с программной обработкой составляет ∆v=0.007±0.002 мм/с.

Реализация модификации ядерного гамма-резонансного спектрометра позволит вывести исследования на уровень экспресс методик анализа новых веществ, а также обеспечит надежность работы и компактность, и как следствие снизит постоянные издержки, связанные с поломкой старых микросхем.

Список литературы

1.S. Rezaie-Serej and D.C. Cook.Environmental influence on the formation of a-FeOOH on the structure of weathering steel, Hyperfine Interactions 41, 701 (1988).

2.В. И. Гольданский. Эффект Мёссбауэра и его применение в химии. М.: Издательство АН СССР, 1963.

_______________________________________________________________________

292 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»

Инновационные образовательные программы и технологии

А.А. ЧЕРНЫШОВ, А.Д. КОСТКИНА, А.И. БАЛАНДИНА Научный руководитель – В.В. КЛИМОВ, к.т.н., ст. преподаватель

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

О ВОЗМОЖНОСТИ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ ОСНОВНЫМ СТАНДАРТАМ СЕМАНТИЧЕСКОГО ВЕБА

В статье приведено описание современных технологий в области веб-сервисов, сервис-ориентированной архитектуры и семантического веба. Поставлена проблема обучения студентов данным технологиям и указываются предпосылки для создания курса по этим областям. Описываются основные навыки, которыми овладевает студент после прохождения всего курса.

Внедрение разработанной концепции семантического веба (Semantic Web) в качестве надстройки существующей Всемирной паутины началось в начале 2000-х, однако этот процесс растянулся на долгие годы, приняв новый оборот лишь в последние пять лет. Семантический веб предоставляет возможность интерпретировать информацию, как человеку, так и компьютеру, что существенно улучшает процесс поиска информации.

Веб-сервисы играют весьма значительную роль в развитии семантического веба. В контексте данной концепции веб-сервисы должны быть наделены однозначно описанной семантикой, доступной через Интернет, и пригодными для автоматизированного поиска, композиции и выполнения. Такие веб-сервисы принято называть семантическими веб-сервисами. [1] Интерпретировать семантику информации становится возможным благодаря двум важнейшим характеристикам – использованию универсальных идентификаторов ресурсов (URI) и использованию онтологий и языков описания метаданных. К стеку технологий семантического веба относят набор стандартов языков описания, включающий XML, XML Schema [2], RDF, RDF Schema, OWL и другие.

Развитие информационных технологий привело к тому, что в настоящее время оказывается весьма проблематичным выбрать конкретные вебстандарты и программные средства разработки веб-компонентов, удовлетворяющие различным требованиям. Очевидно, широкий спектр вебтехнологий зачастую сбивает с толку разработчика в этой сфере, а выбрав несоответствующие его требованиям в полной мере, позже он наталкивается на «подводные камни» и на выходе получает продукт по качеству ниже ожидаемого, а порой и вовсе несовместимый с другими того же типа. Совместимость веб-сервисов играет огромную роль в сложном программном комплексе типа веб, поскольку зачастую его работа основыва-

_______________________________________________________________________

Инновационные образовательные программы и технологии

ется на композиции операций таковых. А поскольку сложность программных комплексов типа веб неимоверно растет, требуется работать с такими технологиями, которые обеспечивали бы высокую интероперабельность программных модулей.

Студенты, решившие попробовать себя в разработке программных компонентов для среды веб, как правило, моментально теряются в огромном количестве существующих на данный момент технологий. В связи с этим был разработан данный курс, ориентированный на студентов ВУЗов, обучающихся на первом курсе магистратуры по направлению «Программная инженерия». Курс сопровождается лабораторными работами, которые позволят студентам не только познакомиться с основами вебстандартов, но и попробовать свои силы в разработке программных компонентов для среды веб на языках высокого уровня с использованием отобранных технологий.

Курс рассчитан на один семестр с расчетом одна лабораторная работа на две недели. На выполнение каждой работы учащимся отводится один академический час. Курс состоит из двух разделов. Первый раздел знакомит студентов с концепцией веб-сервисов, касаясь основных понятий сетевых технологий. Вторая часть направлена на изучение технологий семантического веба. Главной целью создания данного курса является приобретение учащимися навыков работы с веб-сервисами и семантическими веб-сервисами. Каждый учащийся, изучивший данный курс, должен приобрести такие навыки как, умение работать с XML документами, знать основные понятия, относящиеся к XML, XML-схемам, умение разработать SOAP/REST веб-сервис, знать основные различия между ними, умение работать с RDF-схемами, умение создавать веб-онтологий с использованием языка OWL, умение описать семантический веб-сервис на языке

OWL-S.

В настоящее время для данного курса подготавливается сборник лабораторных работ. Разрабатываемое пособие содержит как теоретический, так и практический материал, включая учебные примеры и реализации лабораторных работ, а также задания и варианты для самостоятельного выполнения.

Список литературы

1.Ouzzani, M., Bouguettaya A. Semantic Web Services for Web Databases.// Springer Science+Business Media, 2011. – 155 p.

2.XML Technology [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.w3.org/standards/xml/ свободный. — Загл. с экрана. — Яз. англ.

_______________________________________________________________________

294 ISBN 978-5-7262-2222-6. XIX конференция «Молодежь и наука»