1 класс что такое луч: Луч — урок. Математика, 2 класс.

Содержание

Конспект урока по математике по теме : «Луч» 1 класс

Тема: Луч.

обучающая: сформировать у первоклассников представления о

геометрической фигуре, которая называется — луч;

научить их изображать луч с помощью линейки и

развивающая: развивать приемы умственной деятельности:

классификация, сравнение, анализ, обобщение;

воспитывающая: воспитывать толерантное отношение друг к другу.

Оборудование: учебник, ТПО№1 (автор Истомина Н.Б.), раздаточный

материал (квадраты для уч-ся и учителя), листочки с заданиями на каждого ученика; линейки, проектор, карточки с цифрами; презентация

  1. Актуализация знаний.

  1. Устный счет. (Познавательные УУД: умение отвечать на вопросы учителя; личностные УУД: формирование интереса к учению)

— Сегодня на уроке мы узнаем что-то новое, но прежде вспомним то, уже знаем.

(заранее у детей на парте лежат квадратики)

— Ребята, я вам буду показывать цифру, а вы на своих партах положите такое количество квадратов, которое соответствует этой цифре.

(показываю цифры: 2, 4, 7)

— Какое самое большее число квадратиков вы выложили? (7)

— А какое самое маленькое число квадратиков? (2)

(дети показывают с помощью веера)

III. Постановка учебной задачи. (Познавательные УУД: сравнивать предметы, объекты: находить общее и различное; коммуникативные УУД: умение слушать и понимать речь других)

— Отгадайте загадку.

Черный Ивашка

Деревянная рубашка,

Где носом пройдет —

Там заметку кладет

— Это карандаш. (учитель держит в руках карандаш)

— Это не простой карандаш, а волшебный. Он знает много нового и интересного и познакомит нас с жителями страны Геометрии.

(на экране появляются фигуры: прямая линия, кривая замкнутая и кривая незамкнутая, луч)

Назовите одним словом? (геометрические фигуры)

  • Среди фигур, есть прямая линия?

  • Кто покажет?

  • А какие еще знакомые фигуры вы увидели? (кривая замкнутая и кривая незамкнутая)

  • Как вы думаете, по каким признакам можно разделить эти фигуры?

(по форме, по цвету, прямые и кривые линии, замкнутые, незамкнутые, одни линии проведены с помощью линейки, а другие от руки)

Какую фигуру не можем назвать?

— Сегодня мы узнаем, как называется эта фигура.

  1. Изучение нового материала.

1. Практическая работа.(Личностные УУД: формирование интереса к учению; познавательные: сравнивать предметы, коммуникативные: участвовать в работе в паре)

  • Получается, что эту фигуру мы не знаем?

  • А хотите я вам докажу, что вы знаете?

  • Проведем эксперимент.

  • Поднимите руку, кто из вас умеет рисовать солнышко?

(на партах лежат заготовки листочков)

  • Дорисуйте его. (Дети карандашом рисуют солнышко)

  • Пока рисовали, вы не замечали какую фигуру вы нарисовали? (лучи)

  • Посмотрите на экран и сравните, у вас получилось тоже самое?

  • Эта фигура новая и называется — луч.

  • А из каких геометрических фигур состоит луч? (Из точки и прямой)

IV. Физминутка. (Коммуникативные УУД: умение слушать и понимать речь других)

Хомка, хомка, хомячок.

Полосатенький бочок,

Хомка раненько встает

Щечки моет, глазки трет.

Подметает Хомка хатку

И выходит на зарядку

Раз, два, три, четыре, пять

Хомка хочет сильным стать.

V. Первичное закрепление. (Познавательные УУД: умение ориентироваться в учебнике, умение определять умения, которые будут сформированы на основе изучения данного раздела; умение находить нужную информацию в учебнике, сравнивать объекты; познавательные УУД: сравнивать объекты, группировать предметы на основе существенных признаков; регулятивныеУУД: использовать в своей деятельности простейший прибор — линейку)

  1. Работа по учебнику. (с. 63)

Прочитаем тему урока еще раз. (Читает ученик)

— Откройте учебник на с. 63

— Сравните картинки слева и справа?

  • Чем похожи рисунки? (есть рисунки)

  • Кто считает, в чем отличие? (слева желтый круг, а справа его нет; слева нарисовано солнышко, от него отходят лучи, а справа только одни лучи).

  • А что вместо солнышка на правом рисунке? (Точка)

  • Что обозначают цифры 9 и 7 на рисунках? (количество лучей) .

2. Постановка проблемного вопроса.

— Как вы думаете, такая фигура — это луч? (на доске ставлю точку и провожу кривую линию)

Почему это не луч? (т. к. луч чертят только по линейке)

— Кто думает по другому? (У луча есть начало, но нет конца, его чертят только по линейке).

3. Практическая работа. (Работа в ТПО№1, №53)

— Открываем ТПО на с. 31, задание № 53.

— Нашли точку А, так назовем начало луча.

— Проведите с помощью линейки через точку А прямую линию.

— Сколько лучей у тебя получилось? (2)

— Какой цифрой запишем?

— А теперь на следующем рисунке проведите две прямые линии.

— Запишите цифрой, сколько лучей у тебя получилось? (4)

4. Работа по учебнику. (№135)

— Какие фигуры изображены? (Прямые)

Можно превратить эти прямые — в лучи?

— А теперь на листочках поставьте точку А и с помощью линейки проведите 5 лучей с начало в точке А.

— Посмотрите в учебник на с. 64 и сравните свой рисунок с рисунком Миши и Маши. (№137)

— Кто прав ? (значит правы оба)

— Поменялись листочками друг с другом, посмотрите, кто прав?

— Кто думает, сколько еще лучей можно провести? (очень много)

  1. Итог урока. (Регулятивные УУД: определять цель выполнения заданий на уроке; личностные УУД: формирование интереса к учению)

— Что запомнили о луче?

— Что это за фигура? (Фигура, у которой есть начало, но нет конца)

— С помощью чего нужно начертить фигуру? (С помощью линейки)

Урок математики в 1-м классе по теме «Числовой луч»

Задачи урока. Образовательные: познакомить детей с числовым лучом, особенностями его построения, формировать умения строить числовой луч, научить отмечать на числовом луче точки, соответствующие заданным числам и определять числа, соответствующие данным точкам, закрепить навыки построения прямого и обратного числового ряда.

  • Развивающие: развивать вычислительные навыки, умение анализировать данные, синтезировать информацию, логически мыслить, развивать умение адекватно оценивать результат своей работы.
  • Воспитательные: способствовать воспитанию дружеских взаимоотношений в процессе учебного взаимодействия.
  • Оборудование. Плакат с изображением зимнего леса с «кармашками», в которые вложены карточки с изображением прямой, мяча, вопросительного знака, карточки с изображением отрезков, лучей, числовых лучей, мяч, карточки с цифрами, у детей - тетрадь на печатной основе (Н.Б.Истомина. Математика. Рабочая тетрадь к учебнику для 1 класса. Часть 1.), математические веера.

    Формы организации познавательной деятельности: фронтальная и индивидуальная

    Ход урока

    I. Организационный момент.

      Мы начинаем урок математики, который поможет одним — узнать что-то новое, другим — понять непонятое, третьим — сделать научное открытие.

    II. Устный счет.

    Для начала запишем сегодняшнее число в тетради: 18 н.

    — Что вы можете сказать об этом числе?

    — Какое сейчас время года? (поздняя осень)

    Запорошило снегом тропы,
    Деревья в инее стоят,
    А рядом белые сугробы
    Загадки снежные хранят.

    (на доске — плакат)

    — Давайте посмотрим, какие загадки хранят сугробы.

    (Из-за первого «сугроба» достаю карточку с изображением мяча.)

    — Загадайте число и расскажите нам о нем так, чтобы мы догадались, какое число загадано (не называя самого числа).

    Бросаю мяч детям. У кого мяч, тот и загадывает число. Все числа, которые отгадали, записываем на доску и в рабочую тетрадь.

    — Составить из данных чисел прямой и обратный числовые ряды.

    3. Работа по теме урока.

    1) Повторение изученного материала.

    — Какие линии помогли художнику нарисовать сугробы? (кривые)

    — Какими бывают кривые линии? (замкнутые и незамкнутые)

    — Какие линии, кроме кривых, вы еще знаете? (прямые)

    — Какими могут быть прямые линии? (отрезок, луч, прямая)

    — Что изображено?

    — Какой отрезок длиннее?

    — Что вам помогло это определить? (глазомер)

    — А сейчас какой отрезок длиннее?

    — Всегда ли наш глазомер бывает прав? (обман зрения)

    — Как можно убедиться в своей правоте? (измерить с помощью циркуля)

    — Сравните сейчас. Что длиннее?

    — Я рада. Что вы научились отличать луч от отрезка.

    2) Работа с новым понятием.

    (достаю из второго «сугроба» карточку)

    — Что изображено на карточке? (прямая линия)

    — Превратите эту прямую в луч.

    — Чтобы показать, что этот луч можно продолжить только в одном направлении, на его незаконченной стороне мы изображаем стрелочку.

    От начала луча отложите одну мерку и поставьте точку. Напишите около точки число 1, а у точки начала луча число 0.

    Теперь у вас получился числовой луч.

    — Догадайтесь, как на этом луче отметить точку, которая соответствует числу 2? (самостоятельно)

    — Каждый из вас выполнил это задание по-своему. Я перенесла сейчас на доску несколько вариантов. Есть ли среди них правильные? (1)

    — Что нужно помнить, чтобы правильно построить числовой луч?

    — Что будет происходить с числами, если мы будем двигаться по числовому лучу слева направо? справа налево?

    Работа в тетради на печатной основе. Стр.39, №69.

    — Чем похожи все числовые лучи?

    — Чем отличаются?

    (выполняют задание по тетради)

    На доске луч:

    — Каким числам соответствуют точки, обозначенные красным цветом?

    3) Отработка вычислительных навыков.

    (нахожу в «сугробе» карточку с изображением вопросительного знака)

    Задачи в стихах. (ответ показываем математическим веером)

    1) Я рисую кошкин дом:
    Два окошка, дверь с крыльцом,
    Наверху еще окно, чтобы не было темно.
    Посчитай окошки в домике у кошки. (3)

    2) Восемь яблок из сада
    Ежик притащил.
    Самое румяное белке подарил.
    С радостью подарок получила белка.
    Сосчитайте яблоки у ежика в тарелке. (7)

    3) Три пушистых кошечки
    Улеглись в лукошечке.
    Еще три к ним прибежало.

    Сколько вместе кошек стало? (6)

    4) На крыльце сидит щенок
    Греет свой пушистый бок.
    Прибежал еще один
    И улегся радом с ним.
    Сколько стало щенят? (2)

    5) На поляне у дубка
    Крот увидел три грибка.
    А подальше у осин
    Он нашел еще один.
    Кто ответить нам готов,
    Сколько крот нашел грибов? (4)

    6) На рельсах перегона стояли 5 вагонов.
    А три других в сцеплении
    Готовы к отправлению.
    Ответь без промедления,
    Сколько вагонов ждут отправления? (8)

    — Каких чисел здесь не хватает, чтобы построить числовой ряд от 1 до 9? (1,5,9)

    — Придумайте сами задачи, чтобы при их решении в ответе получилось одно из недостающих чисел (не в стихотворной форме).

    IV. Итог.

    — Что нового сегодня узнали?

    — Чему научились?

    — О чем задумались?

    — Где получили ответ?

    КСП математика 1 класс «Числовой луч» — Начальная школа — В помощь учителю — Наша библиотека

    Краткосрочный план
    Предмет
    Математика
    Раздел
    1А Числа и цифры
    Дата ФОИ учителя: Кравченко Светлана Викторовна
    Класс: 1 Количество присутствующих — Количество отсутствующих —

    Тема урока
    Числовой луч
    Цели обучения на уроке 1. 4.3.1.составлять последовательность чисел до 10;
    Цели урока Все учащиеся смогут: знать последовательность чисел до 10(по образцу)
    Некоторые учащиеся смогут: объяснять последовательность чисел до 10 (деформированный образец)
    Большинство учащихся смогут: применять последовательность чисел до 10 (самостоятельно)

    Критерии успеха Определяет и последовательно записывает числа до 10;
    Языковые цели Учащиеся могут: называть математические терминологии: число, цифра, предыдущее число, последующее число, состав числа.

    Ключевые слова и фразы: числовой луч, предыдущее и последующее число.
    Полезные выражения для диалогов и письма:
    — Как ты думаешь?
    — Как мы можем это узнать?
    Вопросы для обсуждения:
    Что такое числовой луч?
    Можете ли вы сказать, почему: нужно знать последовательность чисел до 10

    Меж предметные связи Обучение грамоте
    Навыки использования ИКТ
    Предварительные знания 1.1.1.2 читать, записывать и сравнивать однозначные числа и число 10;
    Ход урока
    Запланированные этапы урока Запланированная деятельность Ресурсы

    Начало урока

    Середина урока

    Конец урока

    1. Организационный момент
    Здравствуйте ребята!!!
    Прозвенел долгожданный звонок!
    Начинаем наш урок!
    2.Вводное задание
    (К) Актуализация знаний.

    -Начнем урок с «Гимнастики для ума».
    — Давайте с вами вспомним тему прошлого урока. Чем мы занимались на уроке?
    — Какие знаки сравнения вы знаете?
    — Посмотрите, пожалуйста, на доску (На доске изображение рыбок, мячиков, шариков, кошек, собачек)
    — Давайте с вами попробуем сравнить их, прикрепить знаки сравнения.
    — Молодцы, вы все хорошо работали, похлопайте себе.
    3.Сообщение целей и задач урока.
    Стартер
    — Посмотрите внимательно на доску. Скажите, пожалуйста, что вы видите? (На доске- рубашки с цифрами)
    — А что ещё вы заметили? Какова тема урока?
    — Значит, чем мы будем сегодня заниматься?

    4. Работа по теме урока
    Игра «Стирка».
    — Сейчас я вам предлагаю поиграть в игру «Стирка».
    — Ребята, кто помогал маме стирать вещи?
    Молодцы!
    — Вот и мы сейчас с вами будем стирать футболки.
    — Ребята скажите, а что нам необходимо для стирки? (Стиральная машина, вода, порошок, бельевая веревка, прищепки).

    — Молодцы!
    -Мы с Вами будем вывешивать наши футболки на веревку и прикреплять прищепками.
    (Прикрепить прищепки к бельевой верёвке наодинаковом расстоянии одна от другой. Протянуть верёвку через классную комнату, прикрепить с помощью прищепки карточку с числом 1 кверёвке на некотором расстоянии от начала места, детям раздать картинки на которых изображены футболки с числом.)
    -Вот я повесила сушиться первую футболку.
    — Ребята назовите какое число вы видите на футболке?
    — Правильно, число 1!
    — «Какое число следует далее?». (2 после 3 , 4 и т.д.)
    — А сейчас выйдите те дети, у кого футболки с числами и развесьте их по порядку на нашу веревку, прикрепляя прищепками.
    (Дети выходят с картинками и по очереди вывешивают футболки с цифрами по порядку).
    Остальные учащиеся в роли экспертов оценивают правильный ответ , используя техника ФО «Светофор».

    — Уважаемые эксперты, оцените, правильно ли ребята развешали футболки, с помощью светофора?
    (Ф.О)
    — Внимательно посмотрите на числовой ряд. У каждого числа есть свой сосед. Назовите какие числа соседи у числа 2?
    (ФО) «Спроси друга»
    (Каждый ребёнок задает может пожойти к однокласнику и задать вопрос)
    — Вы можете пожойти к своему однокласнику и называете свое число спросить его числа соседей.
    (К,П)«Попробуй» Работа в паре
    -И так, первое задание. Работать вы будете в парах. (Вспомнить правила поведения при работе в паре).
    -Как нужно себя вести, работая в паре? (ответ детей)
    -Вам нужно расставить карточки по порядку.
    (Предложить учащимся рассмотреть карточки с изображением домино.)

    -Ребята посмотрите внимательно на карточки.
    –Сколько точек изображено на каждой карточке? (ответ детей)
    Первый вариант: разложите их перед собой в прямом порядке от 1 до 10.
    Второй вариант: разложите в обратном порядке от 10 до 1.
    _ Ребята, как вы думаете, правильно ли вы разложили карточки?
    Первый вариант: найдите карточку с одной точкой.
    — Сколько точек должно быть на следующей карточке? (ответ 2, значит, после 2 следует 3 и т.д.)
    Второй вариант: найдите карточку, где 10 точек, сколько точек должно быть на предыдущей карточке? (ответ 9 после 8 и т.д.)
    Вывод: все числа стоят по порядку и у каждого — своё место.
    (ФО) «Похлопай — потопай»
    -Какая пара справилась с заданием, похлопайте
    — У какой пары возникли трудности, потопайте

    5.Физкультминутка.
    Руки в стороны — в полёт
    Отправляем самолёт.
    Правое крыло вперёд,
    Левое крыло вперёд.
    Раз, два, три, четыре —
    Полетел наш самолёт.
    -Молодцы, отдохнули!
    (К). Игра «Соседи».
    Содержание игры: Учащиеся становятся в круг, учитель раздает каждому цифры от 1 до 10. Затем называет одно любое число в пределах 10 и просит сделать шаг вперед, соседей данного числа, например, число 4 делает шаг вперед, после его соседи 3 и 5 тоже делают шаг вперед.
    -Ребята, я вам предлагаю сыграть следующую игру «Соседи».
    — А как вы думаете, кто такие соседи?
    -Назовите одно число и отгадайте его «соседей».

    ФО Техника «Большой палец».
    7. Работа по учебнику
    (Предложить учащимся сравнить часть прямой, данной в учебнике, с прямой, которую учащиеся сделали из верёвки в начале урока, и ответить на вопрос «Какие числа пропущены?».
    — Ребята посмотрите на числовой луч в учебнике и сравните с лучом, который мы с вами сделали из веревки в начале нашего урока.
    -Назовите, какие числа пропущены?

    Ответ: 2,5,7
    (ИД) (дифференциация по заданию)
    1 Задание:
    Заполни числовой ряд по образцу

    Задание 2:
    Допиши числовой ряд

    Задание 3:
    Напиши числовой ряд

    Формативное оценивание

    Итог урока.
    (И) Стратегия «Нарисуй свой мозг»
    Учащиеся рисуют в тетрадях мозг и заполняют его математическими терминами по теме урока.
    -Что вам больше всего понравилось на уроке?
    -Что вы нового сегодня узнали?
    -В чем испытывали затруднение?
    Рефлексия.
    (Провести данную работу с помощью «Диаграммы успеха»)
    -Ребята на доске изображена Диаграмма успеха.
    -У вас на парте лежат Стикеры трех цветов красный, жёлтый и зеленый. Вы должны прикрепить выбранный вами стакер в соответствующую колонну.
    -Зеленый стикер говорит о положительных эмоциях, которые вы получили на уроке, и отлично усвоили новый материал.
    -Желтый стикер говорит о хорошем настроении, но по новой теме еще нужно поработать.
    — Красный стикер говорит о том, что ничего не понял на уроке и от этого плохое настроение.

    -Ребята урок окончен. Спасибо всем за хорошую работу!

    Активное обучение

    Учебный план стр. 21

    Верёвка привязана к стене, прищепки, числа

    Стратегия
    «Спроси друга»

    Набор карточек с точками по образцу в учебнике стр. 11
    Активное обучение

    Стратегия
    « Похлопай — потопай»

    Физическая минутка

    Активное обучение

    Карточки с числами от 1 до 10

    Учебник стр. 10 Числовой луч

    Дифференциация через разноуровневые задания

    Сборник ФО за 1 класс математика стр. 15

    Стратегия «Нарисуй свой мозг»

    Дополнительная информация
    Дифференциация, – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися? Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?
    Здоровье и соблюдение техники безопасности

    Дифференциация через разноуровневые задания Стратегия «Светофор»
    Стратегия «Думай — в паре — и делись»
    Стратегия «Похлопай — потопай»
    Стратегия «Спроси соседа»
    Стратегия «Нарисуй свой мозг»
    Формативное оценивание с критерием и дескрипторами Физическая минутка
    Смена деятельности
    Рефлексия
    Были ли цели обучения
    реалистичными?
    Что учащиеся сегодня изучили?
    На что было направлено
    обучение?
    Хорошо ли сработала
    Запланированная дифференциация?
    Выдерживалось ли время обучения?
    Какие изменения из данного плана я реализовал и почему? Используйте пространство ниже, чтобы подвести итоги урока.
    Ответьте на самые актуальные вопросы об уроке из блока слева.

    Общая оценка
    Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?
    1:
    2:
    Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?
    1:
    2:
    Что я выявил (а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?

    Математика. 1 класс. Урок 10. Прямая и кривая линии. Луч — Презентация — 13 Сентября 2012


     

    Образовательная система «Школа 2100». Математика. 1 класс. Урок 10. Прямая и кривая линии. Луч     Презентация    скачать


     

    Урок 10. Прямая и кривая линии. Луч
     

    В презентации отображены: 
       задание №1 с интерактивной поддержкой и показом ответа,
       задание №1? с анимацией ответа,
       задание №1! с анимацией ответа,
       задание №3 с анимацией,
       задание №4 с интерактивной поддержкой и показом ответа,
       задание №5 с интерактивной поддержкой и показом ответа.


     


     

    Сначала проводится повторение пройденного материала. Для этого предлагается два дополнительных задания.

     

    В первом дополнительном задании нужно продолжить ряд фигур. Ученики вспоминают различные признаки предметов: цвет, форму и размер. Все эти признаки использованы в алгоритмах построения ряда. Выполнение задания проводится интерактивно в режиме редактирования презентации (*). Затем демонстрируется анимация, которая показывает правильный ответ.

     

    Второе дополнительное задание предназначено для повторения понятия «порядок». В задании нужно определить номера по порядку красных фигур. Здесь устанавливается связь между понятиями цвета и порядка, что помогает детям закрепить изученный материал. Сначала ученики самостоятельно выполняют задание интерактивно в режиме редактирования презентации. Затем с помощью анимации показывается правильный ответ.

     

    Задание №1 Нужно разделить линии на рисунке на группы. Они различаются по цвету и по форме. Оба варианта могут быть выполнены в интерактивном режиме при показе презентации в режиме редактирования. Затем демонстрируются анимации правильных способов разделения фигур на группы.

     

    Дети уже проводили разделение линий на прямые и кривые. На следующем слайде им еще раз демонстрируются разные виды линий и дается их название.

     

    Далее приводится более подробное описание свойств линий. Анимация показывает, что прямые и кривые линии можно продолжать в оба конца. Иллюстрируется способ проведения прямых линий по линейке.

     

    Следующее задание пропускается, так как оно не очень важное, а времени не хватает. Выполняется задание №3. В этом задании вводится понятие луча. Основные свойства луча показываются на слайде в виде анимации.

     

    Для лучшего усвоения нового понятия в задании №4 предлагается отделить луч от прямых. Выполнение этого задания проводится с помощью инструмента триггер. Если кликнуть мышкой на луч, то его изображение начинает вращаться, подтверждая правильность выбора. Это же задание можно выполнить и в режиме редактирования презентации, убирая луч из группы. Следующий слайд демонстрирует другое решение задания, когда лишней оказывается красная прямая линия, так как она отличается по цвету.

     

    В пятом задании предлагается провести количественные сравнения фигур, изученных на данном уроке. Дети вспоминают пройденные на прошлых двух уроках понятия равно, больше и меньше, а также правило сравнения количественного состава групп предметов. Сначала они выполняют задание самостоятельно в режиме редактирования презентации. Затем правильное решение им показывается в виде анимации.


     

    *Интерактивность в презентациях

    В рамках учебного процесса часто возникает необходимость выполнения интерактивных действий. Требуется дать возможность ученику перетащить некоторые элементы из одной части экрана в другую.
    Среди инструментов Microsoft PowerPoint нет удобных способов сделать это при демонстрации презентации.

    Но можно изменить сам подход работы с презентацией. Вовсе не обязательно все время показывать ученикам презентацию в режиме демонстрации. Можно перейти в режим редактирования, и тогда весь богатый арсенал инструментов оказывается доступным для показа ученикам. Перетаскивание элементов — это только один из этих инструментов. Ученик легко может выделить нужный объект, кликнув на него мышкой, и затем перетащить его в то место, которое считает правильным. 


     

    КБ «Луч» поіменно назвало агентів РФ в керівництві «Укроборонпрому» та просить владу прийняти заходи (оновлено)

    Державне київське конструкторське бюро «Луч» офіційно повідомило, що серед керівництва Держконцерну «Укроборонпром» перебувають державні зрадники.

    Мова йде про заступника Генерального директора ДК «Укроборонпром» Романа Забарчука та начальника управління високоточної зброї Андрія Артюшенка.

    Читайте також: Бундесвер вже вигріб зі складів все що міг передати ЗСУ та переходить на закупівлі нового озброєння

    Відповідно до заяви КБ, ці дві особи 18 березня, за допомогою зброї та катувань намагались дізнатися про місцезнаходження ракет та комплектуючих до комплексів «Скіф», «Корсар», «Вільха», «Нептун», а також місцезнаходження підрозділів які їх отримали.

    Відповідно до повідомлення ДККБ «Луч», санкцію на катування Забарчук та Артюшенко отримали безпосередньо від Генерального директора ДК «Укроборонпром» Юрія Гусєва.

    Жертвою катувань став в.о. директора ДП «Спецоборонмаш» Сердюк Д.О., який 24 лютого організував пошуково-організаційні роботи і зміг врятувати та передати до військових формувань України та підприємств військово-промислового комплексу десятки тон боєприпасів та комплектуючих до них.

    Звіт за результатом цих заходів було надано до «Ради національної безпеки і оборони України, Міністерства оборони України та Головнокомандувача Збройних Сил України», — йдеться у повідомленні ДККБ «Луч».

    Залишки бази зберігання у Малині

    «18 березня 2022 року перед входом до ДК «Укроборонпром» співробітниками управління безпеки Концерну були застосовані до Сердюка Д. О. заходи фізичного впливу, відібрано документи, особисту зброю, нанесено тілесні ушкодження. Більше 8 годин Сердюк Д. О. проти своєї волі утримувався у приміщенні ДК «Укроборонпром», де заступником Генерального директора ДК «Укроборонпром» Забарчуком Романом Володимировичем та начальником управління високоточної зброї Артюшенком Андрієм Арнольдовичем проводився допит з застосуванням заходів психологічного впливу та фізичного впливу;

    Вказаними посадовцями неодноразово підтверджено санкцію Генерального директора ДК «Укроборонпром» Гусєва Ю. В. застосування до Сердюка Д. О. вказаних заходів.

    Під час здійснення катувань, керівництво ДК «Укроборонпром» намагалося отримати від Сердюка Д. О. інформацію щодо військових підрозділів, до яких ДП «Спецоборонмаш» передавало врятовані під час російського ракетно-бомбового удару ракети та комплектуючі до ракетних комплексів «Скіф», «Корсар», «Вільха», «Нептун» та інформацію щодо місця перебування ключових співробітників ДП «ДержККБ «Луч» та ДП «Спецоборонмаш».

    Наслідком катувань стало примушення Сердюка Д. О. підписати «покази» та «звіти», текст яких було складено Забарчуком Р. В. та Артюшенком А. А.», — йдеться у повідомленні ДККБ «Луч».

    Також КБ «Луч» нагадало, що Забарчук особисто підтверджував, що його родич працює в уряді Російської Федерації. Нагадаємо, що раніше у зв’язках із ФСБ Забарчука звинуватили на ДП «Антонов».

    Стосовно Артюшенко, то як йдеться у повідомленні, «вказаний посадовець [ред. — Артюшенко] несе особисту відповідальність за зниження боєздатності Збройних Сил України та скорочення всіх програм розробок озброєння у 2010-2014 роках. ДП «ДержККБ «Луч» неодноразово висловлювало здивування фактом обіймання вказаними особами посад у ДК «Укроборонпром», — йдеться у звернені.

    Начальник управління високоточної зброї Андрій Артюшенко

    В цій ситуації ДККБ «Луч» повідомило, що звертається до Верховного Головнокомандувача Збройних Сил України — Президента України Володимира Зеленського, Генерального прокурора України Ірини Венедіктової, Голови Служби безпеки України Івана Баканова з закликом:

    «терміново усунути російських агентів від управління ДК «Укроборонпром» та забезпечити керівникам та ключовим співробітникам військово-промислового комплексу України охорону«.

    Оновлено.

    Через кілька годин після заяви КБ «Луч», ДК «Укроборонпром» у Facebook відповів, що заяви про російських зрадників — не відповідають дійсності.

    «Державний концерн «Укроборонпром» з початку військової агресії росії проводить комплексні заходи з організації ефективної діяльності підприємств для забезпечення обороноздатності нашої держави», — йдеться у повідомленні.

    Також «Укроборонпром» стверджує, що ніяких катувань не було, а відбулась робоча нарада «щодо налагодження ефективної роботи підприємства».

    «Під час перебування в Концерні Сердюк Д.О. самостійно в довільній формі надав пояснення щодо вжитих ним заходів з організації діяльності підпорядкованого йому підприємства. Начальник профільного виробничого управління Артюшенко А. А. провів з Сердюком Д.О. робочу нараду щодо налагодження ефективної роботи підприємства. Мене там не було, а ствердження про те, що керівництво Концерну санкціонувало протиправні дії до Сердюка Д.О. не відповідає дійсності», — йдеться у повідомленні.

    Оновлено 21 березня

    Через майже дві доби від появи інформації від ДККБ «Луч», генеральний директор ДК «Укроборонпром» Юрій Гусєв заявив, що прийняв рішення відсторонити на місяць Андрія Артюшенка від виконання обов’язків начальника управління високоточної зброї та боєприпасів.

    «Координація підприємств управління тимчасово покладається на першого заступника Генерального директора ДК «Укроборонпром» І. А. Фоменко», — заявив Гусєв.

    Також він закликав підприємства утриматися від публікацій будь-якої інформації, яка може завадити нашому ОПК швидко забезпечувати українських захисників озброєнням.

    Читайте також: Майстер-клас стрільби по рашистах з ПТРК «Стугна» з перевищенням від 28-ї механізованої бригади (відео)


    Введение в модель BEAM 13A

    Учащиеся просматривают короткий видеоролик об исследовательской модели BEAM и делают заметки о ее четырех компонентах. После краткого обсуждения модели учащиеся получают подробный раздаточный материал о BEAM для справки.

    Результаты обучения

    Студенты смогут:

    • Перечислите четыре части исследовательской модели BEAM, указав по 2–3 функции или цели каждой.
    • Обсудите, как они могут использовать исследовательскую модель BEAM для своих собственных исследований.

    Соответствующие концепции пороговых значений

    • Исследование как запрос.
    • Поиск как стратегическое исследование.

    Рекомендации по использованию

    • Это упражнение будет полезно на занятиях, где начинающие исследователи будут искать различные типы источников информации и определять, как данный источник вписывается в их исследовательский процесс.
    • Исследовательская модель BEAM, разработанная Джозефом Бизупом из Колумбийского университета (2008 г.), предлагает студентам метод определения цели источника информации, помогая им организовать свои исследовательские усилия.
    • Просьба к учащимся определить ключевые особенности исследовательской модели BEAM во время просмотра видео дает им возможность более активно взаимодействовать с материалом и может настроить их на любознательность.
    • Учащиеся должны получить общее представление об исследовательской модели BEAM из видео, а затем получить более подробное руководство (Раздаточный материал 13A-2), на которое можно будет ссылаться позже.

    Предварительная подготовка

    • Просмотрите раздаточные материалы для этого задания.
    • Ознакомьтесь с описанной ниже процедурой в классе.
    • Посмотрите видео «Использование ваших источников: исследовательская модель BEAM», подготовленное библиотекой Портлендского государственного университета (https://www.youtube.com/watch?v=I90ZRPxWd9Q).
    • Прочтите главу 13, Роли источников исследований, Выбор и использование источников .
    • Решите, хотите ли вы, чтобы учащиеся заполняли Раздаточный материал 13A-1 и получали Раздаточный материал 13A-2 на бумаге или в электронном виде.
    • Если вы выбрали электронные раздаточные материалы, поместите раздаточные материалы 13A-1 и 13A-2 в свою систему управления обучением.
    • Если вы решили использовать бумажные копии, распечатайте Раздаточные материалы 13A-1 (по 1 экземпляру на каждого учащегося и 1 для себя) и 13A-2 (по 1 экземпляру на учащегося) и Ключ к ответу 13A-1 (1 экземпляр для себя).
    • Подумайте о том, чтобы поручить учащимся прочитать после занятий главу 13 «Роли источников исследований» из Выбор и использование источников .
    • Подготовьтесь к вступлению в сессию, используя свои собственные комментарии или приведенный ниже возможный сценарий, если он покажется вам полезным.

    Процедура в классе

    1. Если у вас есть учащихся, использующих распечатанные копии Раздаточных материалов 13A-1 и 13A-2, раздайте их или разложите там, где учащиеся могут забрать их, когда они придут.
    2. Если у вас есть учащихся, использующих электронный Раздаточный материал 13A-1, расскажите им, как его найти и открыть.
    3. Познакомьте учащихся с заданием, используя приведенный ниже возможный сценарий или собственные комментарии.
    4. Попросите учащихся заполнить Раздаточный материал 13A-1 во время просмотра видео. Скажите им, что вы соберете заполненные раздаточные материалы в конце занятия.
    5. Спроецируйте видео под названием «Использование ваших источников: исследовательская модель BEAM» (около 3 минут) по адресу: https://www.youtube.com/watch?v=I90ZRPxWd9Q .
    6. После просмотра видео попросите учащихся назвать, что означает каждая буква в аббревиатуре BEAM, и несколько особенностей или целей источников, связанных с каждой из них.
    7. Попросите учащихся кратко рассказать, как они могут использовать исследовательскую модель BEAM в текущем или будущем исследовательском проекте.
    8. Соберите Раздаточный материал 13A-1 для оценки успеваемости учащихся.
    9. Скажите учащимся сохранить Раздаточный материал 13A-2 для дальнейшего использования.

    Возможный сценарий

    Исследование — это процесс исследования, в ходе которого вы будете использовать различные виды источников информации для разных целей. Будучи студентом, вы столкнетесь с большим разнообразием источников информации. Вы можете думать о поиске источников информации как о стратегическом исследовании. Вы будете более эффективными и действенными в поиске и сортировке источников информации, если заранее разработаете некоторые стратегии. Одной из таких стратегий является использование исследовательской модели BEAM, разработанной в Колумбийском университете Джозефом Бизупом.Исследовательская модель BEAM рассматривает, что вы можете делать с источниками после того, как вы их найдете, что неплохо подумать о до того, как вы начнете их искать.

    Сейчас мы посмотрим короткое видео, в котором представлена ​​исследовательская модель BEAM. Пока вы смотрите, заполняйте таблицу в Раздаточном материале 13A-1.


    Релевантные

    Выбор и использование источников Главы:

    Глава 13, Роль источников исследований.

    Авторы и права: « Использование ваших источников: исследовательская модель BEAM», подготовленная библиотекой Портлендского государственного университета (https://www. youtube.com/watch?v=I90ZRPxWd9Q).

    Аномалии прикуса, класс II, раздел 1, взаимоотношения скелета и зубов, измеренные с помощью конусно-лучевой компьютерной томографии

    Цели: Цель этого исследования состояла в том, чтобы найти традиционно используемые ориентиры на двумерных (2D) изображениях и недавно предложенные на трехмерных (3D) изображениях (конусно-лучевые компьютерные томографии [КЛКТ]) и определить возможные взаимосвязи между ними для классифицировать пациентов с аномалиями прикуса класса II-1.

    Методы: КЛКТ от 30 пациентов с диагнозом аномалия прикуса класса II-1 были получены из базы данных Университета Альберты для выпускников ортодонтической программы. Реконструированные изображения были загружены и визуализированы с использованием программной платформы AVIZO ®. Были выбраны сорок два ориентира, а затем были получены и проанализированы координаты с использованием линейных и угловых измерений.Десять изображений были проанализированы три раза, чтобы определить надежность и погрешность измерения каждого ориентира с использованием коэффициента внутриклассовой корреляции (ICC). Описательная статистика была сделана с использованием статистического пакета SPSS для определения любых взаимосвязей.

    Результаты: Значения ICC были отличными для всех ориентиров по всем осям, с самой высокой ошибкой измерения 2 мм по оси Y для ориентира Gonion Left.Линейные и угловые измерения рассчитывались с использованием координат каждого ориентира. Описательная статистика показала, что линейные и угловые измерения, используемые в 2D-изображениях, плохо коррелируют с 3D-изображениями. Наименьшее полученное стандартное отклонение составило 0,6709 для S-GoR/N-Me со средним значением 0,8016. Самое высокое стандартное отклонение составило 20,20704 для ANS-InfraL со средним значением 41,006.

    Заключение: Традиционные ориентиры, используемые для анализа 2D-аномалий прикуса, демонстрируют хорошую надежность при переносе на 3D-изображения.Однако они не выявили специфических скелетных или зубных паттернов при попытке проанализировать 3D-изображения на предмет неправильного прикуса. Таким образом, при классификации трехмерных изображений КЛКТ для аномалий прикуса класса II-1 следует учитывать другой метод.

    Ключевые слова: конусно-лучевая компьютерная томография; диагностика; неправильный прикус; Ортодонтия.

    Порог фемтосекундного лазерного разрушения электронно-лучевых диэлектриков для оптики 1-м класса

    1.

    Введение

    Способность лазеров сверхкоротких импульсов выдерживать пиковую мощность является основной проблемой для новых объектов, таких как «Аполлон 10P» 1 , 2 и опоры «экстремальной легкой инфраструктуры». 3 Действительно, для этих лазеров последнего поколения требуются большие (φ1  м) и устойчивые оптические компоненты с оптимизированными тонкопленочными покрытиями, в частности, для управления многопетаваттными (PW) лучами на выходе лазерной цепи. В этом контексте работа, связанная с этой статьей, связана с разработкой и реализацией широкой спектральной полосы, высокого порога лазерного повреждения и крупногабаритных зеркал для таких приложений.

    С момента разработки технологий покрытия для высокоэнергетических наносекундных лазерных линий, таких как мегаджоульный лазер 4 и National Ignition Facility, 5 , большая часть оптики с высоким коэффициентом отражения, направляющая высокоплотные лучи, изготовлена ​​из гафния (HfO2). и кварцевые (SiO2) стеки. 6 На самом деле, процесс осаждения HfO2 был полностью улучшен, чтобы повысить стойкость к лазерному излучению для достижения требований к наносекундным импульсам ближнего инфракрасного (ИК) диапазона. 7 , 8 В фемтосекундном режиме инициирование повреждения является результатом нелинейных процессов ионизации, а собственное лазерное сопротивление в основном зависит от ширины запрещенной зоны материала. 9 , 10 Имея ширину запрещенной зоны 5,5 эВ, HfO2 обладает хорошими качествами, и этот материал используется в конструкции высокоотражающих зеркал или других компонентов для ультракороткой оптики. В качестве альтернативы, смешивая этот материал с кремнеземом, можно добиться значительного увеличения порога лазерного повреждения. 11 Мы можем отметить, однако, что ионно-лучевое распыление (IBS) или магнетронное распыление было наиболее изучено для этих применений. Эти последние методы масштабируются до 1-метровой оптики. Однако электронно-лучевое испарение остается основной технологией оптических покрытий для крупномасштабной лазерной оптики. В случае усиления чирпированных импульсов чрезвычайно короткая длительность импульса может быть достигнута только с широкополосным спектром. Чтобы распространять эти лазерные лучи, а также управлять дисперсией, в конструкции необходимо использовать другую комбинацию материалов с более высокими коэффициентами преломления, чем у пары HfO2/SiO2, чтобы сделать полосу отражения достаточно широкой. 12 Oliver et al., 13 , например, использовали комбинацию оксида алюминия, гафния, кремнезема, ниобия и металлических пленок для производства широкополосных покрытий с высоким порогом повреждения для импульсов длительностью 15 фс. Покрытия с высоким коэффициентом отражения (HR) и широкой полосой пропускания также были получены за счет использования комбинации гафния, диоксида кремния и ниобия. 14

    В этой статье мы сообщаем о характеристиках электронно-лучевых диэлектриков, а именно Al2O3, Y2O3, SC2O3, HfO2, Ta2O5, TiO2 и SiO2. Мы представляем результаты испытаний собственных материалов и эволюцию порога лазерно-индуцированного повреждения (LIDT) с увеличением количества импульсов для различных материалов и параметров процесса осаждения.Мы также изучаем распределение напряженности электрического поля (EFI) внутри слоев и обсуждаем взаимосвязь между LIDT многослойного диэлектрика и LIDT материалов, составляющих пакет. В конце концов, результаты с оптимизированными проектами представлены.

    2.

    Эксперименты

    2.1.

    Изготовление

    Для этого исследования одиночные слои нескольких диэлектрических материалов и многослойные HR для S-поляризации или P-поляризации были нанесены на подложки из плавленого кварца, очищенные с помощью специальной процедуры для лазерных применений.Эти подложки имеют следующие характеристики: плавленый кварц 7980 (Corning), диаметр φ50  мм и толщина 5 мм, погрешность волнового фронта λ/4, Scracth/Dig:20/10. Образцы были изготовлены с использованием процессов электронно-лучевого осаждения и ионно-активированного осаждения (IAD), соответствующих камере для нанесения покрытия класса 1 мкм. Камера представляет собой камеру BAK1730 объемом 5  м3 с двумя криогенными установками (остаточное давление <10−7  мбар), оснащенную электронными пушками и источником ионов. Обе системы in-situ оптическая (видимый и ближний ИК) и кварцевая система контроля обеспечивают контроль толщины слоя.Температура регулируется, как на лицевой, так и на тыльной стороне подложек, в пределах 1 К пирометрическим визированием.

    2.2.

    Характеристики

    Спектры отражения и пропускания осажденных слоев были измерены с помощью спектрофотометра Perkin ELMER LAMBDA 950 UV/Vis/NIR. Затем, аппроксимируя эти кривые с помощью программного обеспечения TFCalc™, мы определили дисперсию показателя преломления материалов и физическую толщину. Распределение электрического поля в образцах рассчитывалось на основе определенных показателя преломления и толщины с помощью разработанного самостоятельно кода, основанного на матричном формализме.Энергия запрещенной зоны была выведена из длины волны отсечки УФ-излучения (длина волны пропускания 50%). Точность этого метода оценивается примерно в ±10% по сравнению с другим методом, таким как подгонка Таука-Лауренца. 15 Кроме того, измерения поглощения проводились методом фотоотклонения 16 с использованием непрерывного лазера на парах меди. Пучок мощностью 20 Вт и длиной волны 511 нм имеет горизонтальную поляризацию и фокусируется на поверхности образца под углом падения 45 градусов. Диаметр облучаемой области составляет 300  мкм.Эталоном, используемым для калибровки сигнала, является алюминиевое зеркало, нанесенное на подложку из плавленого кварца (A≈12%), коэффициент отражения которого известен из измерений рефлектометра (точность 0,2%). Калибровка подтверждается измерением диэлектрического эталона с очень низким поглощением (<20  ppm). Абсолютная точность измерения поглощения оценивается примерно в ±20  ppm, тогда как относительная точность измерения, выполненного с теми же калибровочными данными, составляет около ±10  ppm. Измерения рентгеновской дифракции (XRD) были выполнены в «Institut Materiaux Microlectronique Nanoscience de Provence» (Im2np, Марсель) с использованием источника рентгеновского излучения Philips X'Pert MPD (Cu Kα1 и Kα2) и быстрого коллектора Panalytical X'Celerator. .Для измерения напряжения покрытия на хорошо откалиброванный клиновидный образец наносится покрытие во время осаждения пленки. Форма волнового фронта отражения покрытой поверхности этого конкретного образца измеряется до и после нанесения покрытия с помощью интерферометра Zygo Mark II на длине волны 633 нм в конфигурации Физо. Затем среднее напряжение выводится из дифференциального анализа двух измерений с помощью разработанного нами полиномиального алгоритма подгонки Цернике.

    2.3.

    Измерения порога повреждения, вызванного лазером

    Измерения повреждения, вызванного лазером, были выполнены на экспериментальной установке, описанной Mangote et al. 15 Для этой работы использовалась линия луча 1030 нм с частотой повторения 10 Гц и импульсами длительностью 500 фс. Калибровки лазера (временной профиль, извлечение энергии и пространственный профиль) проводились до и после каждой тестовой кампании этого исследования. Эффективная поверхность сфокусированного луча соответствует стандарту ISO 21254 и составляет 2480  мкм2 (диаметр 75  мкм при 1/e2). Бюджет ошибки определения абсолютной плотности энергии оценивается менее чем в ±10%, однако относительная ошибка плотности энергии в тестовой кампании может быть измерена с большей точностью и оценивается в ±3% для настоящих экспериментов.Некоторые испытания проводились в условиях вакуума и при криогенных температурах в специальной камере. Конфигурация для этих тестов схематически описана на рис. 1. Также показано изображение вакуумной/криокамеры. Криогенная температурная ячейка состоит из вакуумной рубашки, содержащей блок Дьюара/ячейка с хладагентом, и нагревательного блока, содержащего образец. Вся сборка работает в вакууме, до 10-3   мбар в этой работе. Используя комбинацию хладагента в виде жидкого азота и управления нагревателями блока ячеек, температуру можно варьировать от -190°C до 250°C в соответствии со спецификациями производителя.Внешние окна также обогреваются для предотвращения образования конденсата, а блок обогрева управляется отдельным высокостабильным контроллером, поставляемым вместе с системой. Ячейка имеет два окна-окна из УФ-плавленого кварца с клиновидной и непокрытой гранями; один используется для входа лазерного луча для облучения образца, а другой используется для наблюдения сзади, как показано на рис. 1.

    рис. 1

    Изображение и схема криогенной и вакуумной камеры и экспериментальной конфигурации лазерные испытания на повреждение.

    Когда для экспериментов используется вакуумная/криокамера, лазерный луч проходит через окно из плавленого кварца толщиной 3 мм, которое помещается между фокусирующей линзой и тестируемым образцом, этот образец находится на расстоянии ∼4  см от окно. В этой конфигурации самофокусировка в окне потенциально может повлиять на измерение порога повреждения, изменив положение и размер фокальной перетяжки. На основании нелинейного показателя преломления для плавленого кварца 3×10−20  м2/Вт в субпикосекундном режиме 17 и оптической конфигурации фазовый сдвиг оценивается равным 0.1 рад должен появиться после прохождения через это окно для плотности энергии на образце 1   Дж/см2. Таким образом, эффектом нельзя пренебречь, и, поскольку он линейно зависит от интенсивности, его необходимо учитывать при анализе результатов: наблюдались различия между измерениями, проведенными с этим окном и без него. Чтобы обсудить данные, мы перемасштабировали данные каждого образца на коэффициент, определяемый как LIDT, измеренный в атмосферных условиях внутри вакуумно-криогенной камеры, деленный на LIDT, измеренный в стандартной конфигурации.

    Для получения статистических данных образцы были облучены с одинаковыми параметрами на 10 участках для каждого энергетического уровня. Шаги между уровнями энергии устанавливаются в пределах полосы погрешности измерения энергии. Участки облучают одиночным импульсом (режим «1-на-1») или несколькими импульсами (режим «S-на-1»). Измерения однослойных образцов проводились при 0 градусов падения в условиях окружающей среды или в криогенной/вакуумной камере при давлении 10–3   мбар и температуре от −175°C до 50°C.Покрытия HR были испытаны в условиях окружающей среды при угле падения 45 градусов. Осмотр повреждений Ex-situ с помощью микроскопа Номарского/темного поля проводится позже. Облученный участок считается поврежденным при любой видимой модификации, обнаруженной с помощью этой системы. Затем LIDT определяется как среднее между самой низкой плотностью энергии с ненулевой вероятностью повреждения и самой высокой плотностью энергии с нулевой вероятностью повреждения. В случаях исследования материалов через отдельные слои пороги корректируются по максимальному значению EFI, вычисленному внутри слоя, чтобы значение было репрезентативным для материала без каких-либо помех.

    3.

    Результаты и обсуждение

    3.1.

    Гафния

    Гафния является одним из наиболее важных материалов с высоким показателем преломления для производства оптических многослойных покрытий для УФ- и ИК-приложений. В дополнение к своим хорошим оптическим и механическим свойствам он известен своим высоким LIDT: в различных исследованиях было показано, что покрытия из гафния с очень высоким порогом лазерного повреждения могут быть получены за наносекунды. , 19 22 пикосекунды, 9 и фемтосекунды 9 , 343 901 режимЗатем этому материалу было уделено особое внимание, и мы исследовали влияние параметров осаждения на стойкость материала к лазерному повреждению.

    Пять отдельных слоев гафния были нанесены на подложки из диоксида кремния с несколькими параметрами процесса, как описано в таблице 1. Они были проанализированы с помощью различных инструментов для определения характеристик, описанных в предыдущем разделе. На рис. 2 мы представляем измерения коэффициента пропускания и отражения, полученные с помощью спектрофотометрии, и спектр XRD образцов, показывающий их кристаллический уровень.В зависимости от условий осаждения на образцах обнаруживаются аморфные или поликристаллические фазы. Появлению поликристаллических фаз способствует высокая температура в процессе осаждения, и они могут нарушать однородность свойств пленки, создавая поглощающие центры. Показатель преломления, полученный из спектрофотометрических измерений, составляет от 1,83 до 1,93 (таблица 1). Расчетная ширина запрещенной зоны находится в диапазоне от 5,7 до 5,9 эВ, как указано в таблице 1. Поскольку процесс повреждения лазером в фемтосекундном режиме является следствием процесса нелинейной ионизации, значение ширины запрещенной зоны является критическим параметром, определяющим сопротивление лазерному повреждению. , по крайней мере, при одноимпульсном облучении. 9 Значения ширины запрещенной зоны находятся в том же диапазоне с учетом полосы погрешности оценки ширины запрещенной зоны. Однако мы можем заметить более низкое значение для образца IAD. Уровень поглощения колеблется в пределах от 20 до 60 ppm (±10  ppm), тем не менее, более высокий уровень поглощения был измерен для образца, изготовленного с IAD, что объясняется использованием неоптимизированных параметров и загрязнением в процессе.

    Таблица 1

    Свойства однослойных образцов HfO2. Ti соответствует температуре во время процесса осаждения образца i.Показатель преломления указан при 1030 нм. Поглощение указано при 511 нм.

    Образец 1 2 3 4 5
    Исходный материал Hf Hf HfO2 HfO2 HfO2
    Ion помощь Нет NO Да Да
    T1 T1> T1 T3 T4> T3 T4
    Поглощение (PPM) 40 40 60 30 280
    Энергия запрещенной зоны (эВ) 5. 89 5,85 5,81 5,86 5,77
    преломлени 1,83 1,87 1,94 1,95 1,93
    Нагрузка (МПа) 160 81 225 234 256

    Рис. 2

    (a) Кривые пропускания и отражения, используемые для определения показателя преломления и ширины запрещенной зоны каждого слоя.(b) XRD-спектр исследованных одиночных слоев гафния, показывающий их кристаллический уровень. Эталон соответствует измерению порошка HfO2 из «Международного центра дифракционных данных».

    Результаты испытаний LIDT, выполненных на одиночных слоях HfO2, представлены на рис. 3. Учитывая планки погрешностей измерений, результаты не показывают каких-либо существенных различий между образцами. LIDT для одиночного импульса составляет около 2  Дж/см2, что согласуется с измерениями на других образцах HfO2 в том же эксперименте, включая покрытия IBS. 24 Мы наблюдаем снижение LIDT с количеством приложенных импульсов, что соответствует падению >20% порога в первых 100 импульсах, как это наблюдалось и в других работах с аналогичными условиями облучения. 25 , 26 Такое поведение было объяснено высокой плотностью глубоких и мелких ловушек, т.е. электронных состояний в запрещенной зоне, которые могут захватывать электроны зоны проводимости после подпорогового облучения. 27

    Рис.3

    Измерение LIDT при 500 фс и 1030 нм при нормальном падении в воздухе одиночных слоев HfO2, осажденных с помощью различных процессов. (а) Сравнение LIDT для разного количества импульсов. (b) Наблюдение за детерминизмом вероятности повреждения для каждого образца и каждого числа импульсов.

    Таким образом, мы не можем сопоставить какие-либо параметры процесса или какие-либо физические свойства этих слоев гафния с их собственным LIDT. Действительно, выбор исходного материала (Hf или HfO2) не оказывает существенного влияния на LIDT материала, а также на уровень поглощения в видимой области спектра.Несмотря на это, оказалось, что влияние кристалличности материала на LIDT очень слабое (почти погрешность). Для HfO2, осажденного из металлической формы, кристаллическая структура имела более низкий LIDT, чем аморфная структура, но только для одиночного импульса. Для HfO2, осажденного из его окисленной формы, кристаллическая структура имела более низкий LIDT, чем аморфная структура, независимо от количества импульсов. Это подтверждает важность собственной природы материала при взаимодействии тонких пленок с фемтосекундными импульсами. Однако, что касается детерминизма (эволюция наклона между 0% и 100% вероятностью повреждения), мы наблюдаем возможную связь с уровнем поглощения. Фактически самый высокий наклон соответствует для каждого номера импульса до 1 образцу 1, который имеет самый низкий уровень поглощения. А нижний наклон соответствует образцу 5 (HfO2-IAD), который имеет самый высокий уровень поглощения.

    3.2.

    Дополнительные одиночные диэлектрические слои

    Как обсуждалось в гл. 1, другие материалы должны быть объединены с гафнием и кремнеземом, чтобы получить широкополосное зеркало.Для создания базы данных LIDT для разработки мультидиэлектрических пакетов одиночные слои нескольких диэлектрических материалов (SiO2, Al2O3, Y2O3, Sc2O3, HfO2, Ta2O5 и TiO2) были нанесены на подложки из плавленого кварца. Оптическая толщина каждого слоя составляет четверть волны на длине волны 800 нм. Свойства слоев, полученных с помощью описанных выше методов определения характеристик, представлены в таблице 2.

    Таблица 2

    Свойства диэлектрических материалов, нанесенных в виде одного слоя на подложки из диоксида кремния.Показатель преломления указан при 1030 нм, а поглощение — при 511 нм.

    Материалы SiO 2 Al2O3 Y2O3 Sc2O3 HfO2 Ta2O5 TiO 2
    Поглощение (частей на миллион) 50 350 90 40 30 1100 220
    Энергия запрещенной зоны (эВ) 7,5 6,7 6,1 5 5,8 4,3 3,6
    преломлени 1,44 1,6 1,9 1,82 1,83 2,03 2,29

    Результаты испытаний повреждения приведены в Рис. 4. Собственный LIDT построен как функция измеренного зазора, поскольку основным свойством, определяющим стойкость к лазерному повреждению, является оптическая ширина запрещенной зоны, и как функция показателя преломления, который является интересным параметром материала для проектирование многослойных оптических компонентов.

    Рис. 4

    (a) Внутренний LIDT в зависимости от показателя преломления и (b) собственный LIDT в зависимости от ширины запрещенной зоны и измерения, выполненные при нормальном падении на 500 фс и 1030 нм с режимами «1-на-1» и «100-на- 1” методы.

    Наблюдается линейная зависимость LIDT от значения ширины запрещенной зоны, что согласуется с другими наблюдениями, сделанными для большого диапазона материалов покрытий и технологий производства. 9 , 24 В случае одиночных импульсов зависимость LIDT (в Дж/см2) с шириной запрещенной зоны Eg (в эВ) может быть представлена ​​следующим уравнением:

    Ур.(1)

    LIDT=0,6×Eg-1,45. Это уравнение также соответствует эмпирическому описанию, сделанному Gallais и Commandré 24 для многих материалов, осажденных в различных условиях. Это линейное поведение можно объяснить, принимая во внимание физические процессы, участвующие в процессах ионизации при инициировании события повреждения (фото- и ударная ионизация), и их зависимость от ширины запрещенной зоны. 9 , 10 Оптическая ширина запрещенной зоны и показатель преломления связаны друг с другом: зависимость между шириной запрещенной зоны и показателем преломления имеет линейный характер в интересующем диапазоне. 24 Как следствие, LIDT линейно уменьшается с показателем преломления материала, как показано на рис. 4.

    Уменьшение LIDT наблюдается для всех испытанных материалов после облучения 100 импульсами. Порог падает примерно до 20-25% от начального единичного порога. LIDT «100-на-1» также следует линейной зависимости от ширины запрещенной зоны, как показано на рис. 4. Это поведение «усталости» или «инкубации» было тщательно изучено 26 , 28 и физический механизм связано с накоплением электронных дефектов в материалах.Следовательно, нет физической причины для получения одинакового эффекта усталости для всех материалов: при увеличении количества импульсов LIDT больше не должен линейно зависеть от ширины запрещенной зоны материала. Дальнейшее исследование в настоящей работе не проводилось, так как эффект сильно зависит от условий облучения и должен изучаться в условиях окончательного нанесения покрытий с учетом длительности импульса и частоты повторения.

    3.3.

    Условия окружающей среды

    Оптические компоненты мощных сверхкоротких лазеров должны работать в условиях вакуума во избежание нелинейных эффектов в воздухе. Влияние окружающего давления на стойкость к лазерному повреждению в фемтосекундном режиме не было предметом многочисленных сообщений в литературе. Основная работа по этой теме выполнена Нгуеном и др. : 29 изучен порог лазерного разрушения металлооксидных покрытий при различных давлениях окружающего газа (кислород, азот, водяной пар, толуол) до 10−7  торр при Импульсы длительностью 50 фс на длине волны 800 нм.Они показали, что порог повреждения при одиночном импульсе не зависит от условий вакуума, поскольку он связан с собственными свойствами материала, тогда как порог повреждения при многоимпульсном воздействии изменяется. Авторы предложили механизм, основанный на накоплении кислородных вакансий в материале, повышающих уровень поглощения пленок. Однако наблюдаемый эффект зависит от давления и должен зависеть от условий облучения (количества импульсов, длительности и частоты импульсов), поскольку это имеет место в воздухе.

    В настоящих экспериментах эффект изучался для импульсов длительностью 500 фс при давлении 10-3  мбар (≈7×10−4  торр) в конфигурации, описанной ранее. Образцы, использованные для экспериментов, результаты которых представлены в этом разделе, такие же, как и в предыдущей части. Калибровка и измерение размера пятна проводились после входного окна. LIDT образцов определяли сначала на воздухе для сравнения с испытаниями, проведенными без вакуумной камеры, чтобы выявить возможные артефакты, связанные с нелинейными эффектами во входном окне, а во-вторых, испытание повторяли после достижения базового давления.Тесты проводились в режимах «1 на 1» и «100 на 1». Они представлены на рис. 5.

    Рис. 5

    Внутренние компоненты LIDT Hafnia и Scandia на воздухе и в вакууме.

    Из этих результатов очень сложно сделать вывод о каком-либо возможном влиянии атмосферного давления в условиях наших испытаний: наблюдаемое снижение на 10 % находится в пределах погрешности наших измерений. Для других тестов, показанных на рис. 6, такого снижения не наблюдалось. Можно отметить, что в работе, опубликованной Nguyen et al., наблюдалось снижение LIDT на 10% в условиях вакуума между тестами «1 на 1» и «100 на 1», но при более низких давлениях.

    Рис. 6

    Собственные свойства ЛИДТ диэлектрических материалов в вакууме при различных температурах (горизонтальные линии соответствуют соответствующим собственным свойствам ЛИРТ на воздухе при комнатной температуре). Зеленая линия (соответственно оранжевая) показывает уровень LIDT для случая атмосферного давления для HfO2 (соответственно Ta2O5), а зеленая (оранжевая) область представляет собой область неопределенности.

    О температурной зависимости LIDT оптических покрытий при импульсном облучении недавно сообщил Mikami et al.: 30 для импульсов длительностью более нескольких пикосекунд наблюдалось увеличение LIDT с понижением температуры, тогда как для импульсов короче нескольких пикосекунд температурная зависимость отсутствовала или наблюдалась слегка обратная тенденция. С физической точки зрения авторы предлагают температурную зависимость лавинного процесса для интерпретации экспериментальных наблюдений.

    Наше приложение не требует криогенных сред, но мы протестировали температурную зависимость одноимпульсного LIDT для образцов HfO2 и Ta2O5, чтобы увидеть, можно ли улучшить LIDT.Испытания проводились в вакууме, в условиях, описанных выше. LIDT образца измеряли на воздухе, затем в вакууме, а затем в вакууме при -190°C. Затем образец нагревали и стабилизировали до более высоких заданных температур, и снова измеряли LIDT до +50°C. Результаты измерений ЛИДТ представлены на рис. 6.

    Как видно из рис. 6, зависимости ЛИДТ от температуры при 500 фс нет, по крайней мере, для случая одиночного импульсного облучения. Эти результаты хорошо согласуются с отчетом Mikami et al.(для 15-импульсного облучения), где для импульсов длительностью 2 пс зависимости не наблюдалось, а для импульсов длительностью 100 фс зависимость слабая.

    3.4.

    Пакеты

    В предыдущих разделах речь шла о стойкости однослойных покрытий к лазерному повреждению. На основе этих результатов можно спроектировать конкретные компоненты и спрогнозировать стойкость к лазерному повреждению, если пленки изготавливаются с использованием одинаковых условий осаждения на основе следующего уравнения: 31

    Ур.(2)

    LIDTstack=min(LIDTintrinsic*|EFIinc|2/|EFImax|2), где LIDTintrinsic — собственный порог лазерного повреждения материалов в стопке, EFIinc — падающий EFI, а EFImax — максимальный EFI в каждый из материалов.

    Это широко используемый подход, основанный на том факте, что LIDT зависит от уровня интенсивности в материале, и на предположении, что поведение материала будет одинаковым, если он нанесен в виде одного слоя или встроен в стопку. Однако, даже если были проведены исследования корреляции между пиковым полем и LIDT, 32 , 33 , в литературе нет четкой экспериментальной демонстрации этого подхода.Поэтому были проведены специальные эксперименты для экспериментальной оценки того, что теоретическое предсказание LIDT для данного пакета может быть получено на основе знания распределения его электрического поля и собственного LIDT материалов, образующих пакет. Несколько 45-градусных широкополосных высокоотражающих покрытий были разработаны из диэлектрических материалов, описанных в предыдущей части, и изготовлены с использованием тех же условий осаждения. Пакеты не были специально разработаны для высокой устойчивости к лазерному повреждению, а только для широкой полосы, высокой отражательной способности и длины волны тестового лазера. Для получения распределения теоретического LIDT использовались разные конструкции, разное количество импульсов и разная поляризация. Результаты испытаний на повреждение этих образцов представлены на рис. 7. Результаты нанесены на график с предсказанным LIDT из уравнения. (2) по вертикальной оси и измеренный LIDT по горизонтальной оси. Напомним, что «прогнозируемый» LIDT соответствует ожидаемому сопротивлению, основанному на измерении LIDT для одного слоя и распределения электрического поля в стопке. Белая область на рисунке соответствует части, где ожидаемые и экспериментальные значения совпадают, учитывая планки погрешностей измерений.Была принята консервативная планка погрешности 20%: 10% для определения LIDT и 10% для расчета электрического поля на основе показателя преломления и толщины. Очевидно, что есть четкие доказательства правомерности подхода.

    Рис. 7

    (a) Прогноз LIDT по уравнению. (2) по сравнению с экспериментальным LIDT 45-градусных широкополосных HR-покрытий. (b) Спектры отражения наиболее стойкой конструкции в P- и S-поляризации.

    На основе этой проверки подхода был изготовлен второй набор образцов с оптимизированной конструкцией для высокого LIDT и широкополосного спектра отражения.Результаты испытаний LIDT также представлены на рис. 7 в виде спектра отражательной способности более стойкой конструкции для каждой поляризации, что показывает возможность создания широкополосных зеркал с высоким порогом лазерного повреждения. Отметим, что более высокий порог повреждения может быть получен за счет уменьшения ширины спектрального диапазона ВР.

    4.

    Заключение

    Стойкость к лазерному повреждению различных диэлектрических материалов, представляющих интерес для мощных фемтосекундных приложений и осажденных с помощью электронно-лучевых процессов, была исследована при 500 фс, 1030 нм.Было обнаружено, что пороги повреждения материалов линейно зависят от ширины запрещенной зоны, о чем свидетельствуют предыдущие исследования, и мы не обнаружили сильной зависимости от параметров осаждения. Давление окружающей среды (до 10-3   мбар) и температура (до -175°С) не оказывали влияния на стойкость материалов к лазерному повреждению.

    Основываясь на экспериментальном подходе, включающем множество различных однослойных и многослойных стеков, мы можем продемонстрировать обоснованность проектирования многослойных стеков с высокой устойчивостью к лазерному повреждению для сверхкоротких приложений на основе расчета EFI и знания LIDT для одиночных слоев. .Этот подход использовался для получения высокой отражающей способности, широкополосного (300 нм) и высокого порога лазерного повреждения (2,5  Дж/см2) для фемтосекундных приложений. В этой статье не сообщалось о масштабировании этих результатов для более коротких импульсов, но оно было подтверждено и должно быть предметом другой подробной публикации. Поскольку мы работали исключительно с материалами, совместимыми с процессами измерительного класса, это исследование дало нам возможность наносить покрытия на крупные оптические компоненты, которые можно интегрировать в лазерную систему с несколькими PW, например, складывающиеся зеркала, деформируемые зеркала и внеосевые параболы на 90 градусов. В качестве примера на рис. 8 мы сообщаем о производстве сверхширокополосной внеосевой параболы с высоким отражателем на основе работы, представленной в этой статье (соответствует лучшему образцу на рис. 7). Благодаря этому исследованию определены и изготовлены зеркала для проекта лазера Appolon 10PW (соответствуют конструкции образцов рис. 7) и идет их установка.

    Рис. 8

    Изображение φ800  мм внеосевой параболы 90 градусов с покрытием с высокой лазерной стойкостью для лазерных систем с несколькими импульсными волнами.

    Следует отметить, что в этой работе мы исследовали и оптимизировали внутреннюю стойкость пакетов к лазерному повреждению. Однако макроскопические дефекты, связанные с условиями напыления, могут влиять на стойкость к лазерному повреждению, особенно 34 , для оптики больших размеров. Они не были исследованы в этих экспериментах, но они представляют собой основную проблему и должны стать предметом будущих исследований.

    Ссылки

    1.  

    G. Cherio et al., « Аполлон-10П: статус и выполнение », в проц.АИП, 78 (2012). Google ученый

    2. 

    Д. Пападопулос и др., » Проект «Аполлон-10П»: разработка и текущее состояние «, в Advanced Solid-State Lasers Congress, Технический дайджест OSA, (2013). Google ученый

    8. 

    Дж. Б. Оливер, « Испаренный HfO 2 / SiO 2 Оптические покрытия и модификации для мощных лазеров », (2012).Google ученый

    12.

    HA Macleod, Тонкопленочные оптические фильтры, 4-е изд. Тейлор и Фрэнсис, Бока-Ратон (2010). Google ученый

    13.

    Дж. Б. Оливер и др., « Реактивное ионно-активное напыление титана, напыленного электронным лучом, для слоев TiO с высоким показателем преломления 2 и устойчивых к лазерному повреждению, широкополосных, высокоотражающих покрытий », заявл. Опт., 53 А205 (2014). http://dx.doi.org/10.1364/AO.53.00A221 APOPAI 0003-6935 Google Scholar

    19. 

    П. Андре, Л. Пупине и Г. Равель, « Испарение и ионно-активированное осаждение покрытий HfO 2 : некоторые ключевые моменты для применений с высокой мощностью », Дж. Вак. науч. Техн., 18 2372 (2000). http://dx.doi.org/10.1116/1.1287153 JVSTAL 0022-5355 Академия Google

    27. 

    Л. А. Эммерт, М. Меро и В. Рудольф, « Моделирование влияния нативных и лазерно-индуцированных состояний на диэлектрический пробой оптических материалов с широкой запрещенной зоной с помощью нескольких субпикосекундных лазерных импульсов », Дж.заявл. физ., 108 043523 (2010). http://dx.doi.org/10.1063/1.3457791 JAPIAU 0021-8979 Академия Google

    33. 

    Г. Абромавичус и др., « Влияние распределения электрического поля на порог индуцированного лазером повреждения и морфологию оптических покрытий с высоким коэффициентом отражения », проц. СПАЙ, 6720 67200Y (2007). http://dx.doi.org/10.1117/12.752902 PSISDG 0277-786X Академия Google

    Биографии авторов отсутствуют.

    Улучшение качества протонного пучка за счет управления спектральной фазой лазерной системы класса PW

    Представленные эксперименты проводились на лазере ультракоротких импульсов DRACO 24 в Helmholtz-Zentrum Dresden — Rossendorf (HZDR). DRACO — это двухлучевая лазерная система с двойным CPA (усиление чирпированного импульса) Ti:Sa, предназначенная для доставки 30 Дж в течение 30 фс к цели с частотой повторения 1 Гц. Упрощенный эскиз лазерной системы вместе с экспериментальной установкой можно найти на рис.1а).

    Рисунок 1

    ( a ) Иллюстрация лазера DRACO PW, экспериментальной зоны, двух измерительных портов и различных диагностических средств для измерения лазерного импульса во временной области. ( b ) Увеличенное измерение фокального пятна DRACO в экспериментальной области с логарифмической цветовой шкалой для абсолютных интенсивностей. Черная линия представляет собой нормализованную горизонтальную линию из распределения интенсивности фокуса, белые пунктирные кружки представляют площадь FWHM, 2\(\сигма\) и 4\(\сигма\).( c , d ) Временной контраст интенсивности лазера DRACO в: ( c ) нс-диапазоне (врезка: 100 пс), измеренный при сканировании TOAC ( SequoiaHD ), ( d ) пс -диапазон для условий внутренней (черный) и очищенной от PM (красный) контрастности, измеренный методом однократной спектральной интерферометрии с расширенным временем самореференцирования 30 (SRSI-ETE).

    Временная импульсная структура DRACO была охарактеризована с особой тщательностью и широким разнообразием сканирования и однократной диагностики.Сюда входят автокорреляторы второго и третьего порядка (AC и TOAC), методы полевой автокорреляции, такие как спектральная интерферометрия с собственной ссылкой (SRSI и SRSI-ETE) и спектрально-фазовая интерферометрия для прямой реконструкции электрического поля (SPIDER) в различных положениях (вакуумный компрессор). {-9} \), они могут быть дополнительно подавлены по требованию, вставив установку реколлимирующего одиночного плазменного зеркала (PM), установленную близко к цели.{-5}\) за -1 пс до основного импульса, как показано на рис. 1d) для временного окна пс. Оптимизация импульса суб-пс достигается за счет управления спектральной амплитудой и фазой когерентных частей лазерного луча. Таким образом, два акустооптических программируемых дисперсионных фильтра (АОПФ), а именно Mazzler 33 и Dazzler 34 от Fastlite/AmplitudeTechnologies, включены в каждый каскад CPA для поддержания желаемой формы спектра и, соответственно, спектральной характеристики. фазовые компоненты путем предварительной компенсации остаточных фазовых членов более высокого порядка, приобретаемых лазерным импульсом при распространении по лазерной цепочке.\circ\) с p-поляризацией.

    Основным средством диагностики частиц для обнаружения и анализа пучка ускоренных ионов был многоканальный параболический спектрометр Томсона (TPS), оснащенный многоканальной пластиной, выровненный по направлению нормали к цели, обеспечивающий зависящее от энергии разрешение 5 % с минимальной обнаруживаемой энергией протонов 7 МэВ. . Для некоторых выбранных выстрелов стопки калиброванных радиохромных пленок (RCF) были вставлены на расстоянии 55 мм позади мишени, что позволило характеризовать профиль протонного пучка, выполнить калибровку абсолютного числа частиц и дополнительное обнаружение максимальной энергии.3\)). В то время как различные конфигурации энергии лазера (диагностический режим — сплошной синий, режим мощности — красный штриховой режим, режим мощности и PM — зеленый пунктир) показывают одинаковые формы импульса, две настройки спектральной фазы значительно различаются между почти идеально сжатым сверхсветовым импульсом (штрихпунктирно-серый ) и асимметричный, немного более длинный импульс с неглубоким передним фронтом и смещенным распределением до и после импульса.

    Для экспериментальных измерений мы вручную варьировали спектральные фазовые члены дисперсии групповой скорости (GVD) и дисперсии третьего порядка (TOD), предварительно установив соответствующие значения в приборе Dazzler , что позволило нам индивидуально настроить мгновенные частоты электрического поля и, следовательно, временная форма лазерного импульса. Во-первых, мы убедились, что автоматическая петля обратной связи Dazzler создает плоскую фазу по всему спектру лазера, обеспечивая почти идеальные сверхсветовые импульсы для всех различных конфигураций лазерной энергии и PM, примеры которых показаны измерениями SPIDER слева на рис. 2. Одновременные измерения, выполненные с помощью различных избыточных диагностических средств во временной области и измерительных портов, дали согласованные результаты, поэтому все относительные фазовые изменения, представленные ниже, можно отнести к 30 фс FWHM, близкой к гауссовой форме импульса (стандартный случай).Исходя из этого, чистое изменение ДГС сохраняет симметричную форму, но растягивает импульс во времени, что приводит к снижению пиковой интенсивности. Чистая модификация TOD приводит к асимметричной форме импульса, определяемой пологим передним и резким задним фронтом (или наоборот, в зависимости от знака), и уменьшению пиковой интенсивности из-за смещения частотных составляющих от основного импульса, что приводит к пост-импульсу. — или генерация предимпульса и его ослабление. Измерения с различной диагностикой во временной области подтверждают описанное влияние спектральных фазовых изменений на временную форму импульса (c.ф. Рис. 2). Затем мы систематически исследовали влияние этих спектральных фазовых изменений на ускорение протонов для мишеней Formvar размером 400 нм. На рисунке 3 показаны результирующие энергии отсечки и числа частиц для различных модификаций фазового члена Dazzler \(\Delta\)GVD и \(\Delta\)TOD.

    Рисунок 3

    Максимальные энергии протонов от мишеней Formvar с длиной волны 400 нм для различных значений GVD и TOD Dazzler и контраста, очищенного от PM. Каждый маркер представляет один выстрел, пунктирные линии соединяют средние значения.3\) шагов (обозначены разными цветами внутри пунктирного прямоугольника на рис. 3). Отрицательные значения TOD ухудшают характеристики ускорения, тогда как положительные значения TOD обычно приводят к более высоким энергиям отсечки протонов, которые увеличиваются с менее 30 МэВ до более чем 40 МэВ. 3}\)) по-прежнему имеет хорошо сжатую, но асимметричную форму, представленную неглубоким подъемом через несколько десятков фс за краем последовала заметная постимпульсная структура.2\)) от максимальной энергии протонов для формвара 180 нм и 400 нм, а также титановых мишеней \(5\,\mathrm {\upmu m}\) и \(2\,{\upmu }\)m, где в последнем случае ПМ был удален, а энергия лазера снижена до 6,6 Дж.

    Рис. 4 целевые материалы и толщины (представленные разными маркерами и цветами), а также настройки энергии целевого лазера (\(E_L\)) и временного контраста (PM и без PM).На верхнем графике показан относительный прирост энергии по отношению к стандартным настройкам для различных типов целей и значений \(\Delta\)TOD.

    Полученные результаты показывают, что общая тенденция эффекта усиления существует для всех исследованных конфигураций, которые охватывают широкий диапазон параметров и, следовательно, различные начальные условия взаимодействия. Хотя относительное увеличение максимальных энергий протонов различается для этих различных случаев, данные показывают, что всегда достижимо \(\sim\) 20%-ное усиление. Таким образом, положительные значения TOD всегда приводят к более высоким максимальным энергиям протонов, в то время как более низкие значения TOD снижают эффективность ускорения. Ожидается, что соответствующая регулировка ДГС (и, возможно, членов фазы даже более высокого порядка) для поддержания короткой длительности импульса еще больше увеличит усиление, как показано на рис. 3.

    процедура подготовки во время экспериментов по ускорению протонов на лазере DRACO.3}\) и соответствующим образом адаптировали значения ДГС, чтобы длительность импульса стала минимальной. Данные о максимальной энергии протонов, зарегистрированные за 45 различных дней выстрела (всего 575 выстрелов) за период более 1 года эксплуатации, представлены на рис. 5. Для стандартных настроек спектральной фазы видно, что максимальная протонная энергия для отдельных выстрелов колеблется от 25 МэВ до 65 МэВ, в результате чего средняя энергия составляет \((42,6\pm 9,1)\) МэВ. При переходе к оптимизированным настройкам максимальные энергии колеблются между 40 МэВ и 71 МэВ, с уменьшенной флуктуацией от выстрела к выстрелу и увеличенной средней энергией \((58. 2 \pm 6,2)\) МэВ. Красная сплошная кривая на рис. 5 показывает повышение производительности между стандартными и оптимизированными условиями, что дает средний прирост энергии отсечки \(\sim 37\,\%\).

    Рис. 5

    Долговременная стабильность эффекта усиления, вызванного оптимизацией формы импульса, за период более одного года работы, всего 575 выстрелов за 45 дней экспериментов по лазерному ускорению протонов. Конфигурация лазерной мишени была такой же или очень похожей на ту, что описана в тексте (энергия импульса 18 Дж, контраст очищенного плазменного зеркала, наклонное падение лазера, формваровые мишени толщиной 200–400 нм).Сравниваются характеристики, полученные для стандартных (синие точки) и оптимизированных настроек спектральной фазы (зеленые точки), представленных измеренными энергиями отсечки протонов с помощью TPS и дополненными данными стека RCF (оранжевые звездочки), когда они доступны. Каждый маркер представляет один выстрел. Заштрихованная область представляет собой стандартное отклонение, сплошные линии соединяют среднее значение отдельных наборов данных, служащих ориентиром для глаз. Сплошная красная кривая показывает прирост производительности по средней энергии, который был достигнут путем нахождения оптимизированных настроек спектральной фазы.

    Границы | Лучевая терапия MR-Linac — проблема выбора угла луча

    Введение

    С широкомасштабным внедрением объемно-модулированной дуговой терапии (VMAT) проблема выбора набора оптимальных направлений луча при планировании лечения для компланарной IMRT со статическими конфигурациями луча все больше устаревает. Существующие системы MR-linac (MRL) (1–4) не предлагают VMAT и позволяют только копланарное лечение, а это означает, что проблема выбора угла луча для копланарного лечения снова приобрела важность.Это также может повлиять на ежедневное адаптивное перепланирование на MRL в случае, если ежедневная повторная оптимизация углов луча приведет к улучшению распределения суточной дозы.

    Выбор оптимальных направлений луча IMRT с помощью обычного планирования методом проб и ошибок («вручную») может быть чрезвычайно сложным и трудоемким. В последние годы во многих исследованиях изучалось использование компьютерной оптимизации углов луча в некомпланарной IMRT, которая часто применяется в стереотаксической лучевой терапии (S(B)RT) (S(B)RT) (5–7).Для многих участков лечения [например, печени (5), легких (6), головы и шеи (8) и предстательной железы (9)] оптимизированные с помощью компьютера настройки луча позволили получить высококачественные планы. Компьютеризированный выбор угла луча также был исследован для копланарного лечения IMRT (10-12). Вероятно, связанные с введением VMAT, вряд ли есть недавние исследования. Несколько исследований по планированию лечения для систем MRL показали адекватное и клинически приемлемое качество плана IMRT (13–19). Все эти исследования были основаны на ручном выборе угла луча, поскольку системы планирования лечения для доступных MRL не предусматривают компьютеризированный выбор угла луча.

    В предыдущем исследовании мы разработали рабочий процесс для полностью автоматизированной многокритериальной генерации планов IMRT для сильнопольного MRL (17). Для пациентов с раком прямой кишки ретроспективно созданные планы IMRT для клинических углов луча превосходили клинические планы IMRT, созданные с помощью ручного планирования. Применяемый рабочий процесс оптимизации также позволяет выполнять комплексную оптимизацию углов луча (BAO) и профилей IMRT. В этом исследовании эта функция BAO была изучена для рака прямой кишки с целью разработки решений класса угла луча, чтобы заменить трудоемкий индивидуальный выбор угла луча с минимальной потерей качества плана.Помимо создания высококачественных первоначальных планов лечения, адекватные решения для класса угла пучка также могут быть полезны для быстрого ежедневного адаптивного перепланирования, поскольку это может быть ограничено повторной оптимизацией профилей интенсивности. Проверка планов, созданных с помощью решений класса угла луча, проводилась путем сравнения с планами со специально оптимизированными для пациента углами луча и планами с равноугловыми настройками. Часто применяемые равноугольные установки были выбраны в качестве эталона, чтобы избежать зависимости от субъективного выбора луча планировщиками. Чтобы обеспечить надежную проверку планов CS (максимум с 12 лучами), сравнительные планы с равноугольными установками содержали до 56 лучей.

    Материалы и методы

    Пациенты и планирование клинического лечения

    Планирование КТ 23 пациентов с раком прямой кишки, ранее лечившихся в NKI (Нидерландский институт рака, Амстердам) в MRL Unity; (Elekta AB, Стокгольм, Швеция). CTV определяли как сочетание GTV, расширенного с отступом 10 мм при субклиническом заболевании, и областей регионарных лимфатических узлов (мезоректальных, внутренних подвздошных и, в зависимости от локализации GTV и N-стадии, запирательных и/или пресакральных).CTV был расширен с запасом 10 мм во всех направлениях, за исключением расширения до 15 мм кпереди от мезоректальной области (20). Вокруг внутренних подвздошных, запирательных лимфатических узлов брали отступ 5 мм. Все очерченные области были адаптированы к незадействованным структурам, таким как костные структуры. Мочевой пузырь и кишечный мешок («кишка» в оставшейся части этого документа) были очерчены отдельно, а затем объединены с исключением перекрытия с PTV, чтобы построить составной OAR («ВЕСЛО» в оставшейся части этого документа), который был использован. для планирования.Искусственная вспомогательная структура в спинной части пациента использовалась, чтобы избежать неприемлемо высокой дозы позади PTV, вызванной сильным магнитным полем (17). Все пациенты подвергались клиническому лечению с использованием одной и той же схемы пучка, состоящей из 9 лучей, не проходящих через три зоны избегания луча, характерные для MRL (BAA): трубку криостата (угол гантри 8°–18°) и две зоны сильного ослабления MRL. лечебная кушетка (100°-140° и 220°-260°) (17) (см. также розовые области на рис. 1). Были разработаны планы лечения для доставки 50 Гр за 25 фракций, которые считались клинически приемлемыми в случае, если PTV V 95% превышал 99%, а V 107% <1-1.5%. Дополнительными целями планирования были максимальное снижение OAR D Mean (первый приоритет) и PTV D Mean близко к предписанной дозе, а также контроль высоких и низких доз, полученных пациентом (ALARA).

    Рисунок 1 Верхний ряд: индивидуальные углы пучка 12-лучевых планов для трех примеров пациентов, созданные с интегрированным профилем пучка и оптимизацией угла (BAO). Нижний ряд: балки для CS 12 , 12-лучевое решение класса, и для EQUI 12 , 12-лучевая равноугольная установка.Черные, красные и зеленые линии представляют лучи лечения. Зоны избегания луча (BAA) для Unity MRL показаны розовым цветом.

    Автоматическое создание планов

    Все планы в этом исследовании были полностью автоматически созданы с помощью многокритериального оптимизатора собственной разработки Erasmus-iCycle (подробности можно найти в (7, 21), а краткое резюме дано ниже), соединены с тем же двигателем дозы Монте-Карло, который используется в клиническом MRL TPS, для учета дозиметрического воздействия приложенного сильного магнитного поля.Система была настроена для создания высококачественных планов MRL для пациентов с раком прямой кишки в соответствии с протоколом клинического планирования в NKI (17), выше). С помощью дорсальной искусственной вспомогательной конструкции ( Пациенты и Планирование клинического лечения ) было смягчено потенциальное негативное влияние эффекта возврата электронов (ERE) на дозу в коже пациента (17).

    Erasmus-iCycle был разработан для полностью автоматизированного многокритериального планирования IMRT для предварительно выбранных углов луча или с интегрированной оптимизацией угла луча.Конфигурации для конкретного места лечения («списки пожеланий»), состоящие из жестких ограничений и приоритетных целей, создаются для обеспечения того, чтобы созданные Парето-оптимальные планы также были клинически благоприятными (7, 22, 23). При формировании плана для пациента целевые функции минимизируются последовательно в порядке заданных приоритетов, не допуская нарушения наложенных ограничений. После минимизации функции стоимости к задаче оптимизации добавляется дополнительное ограничение, гарантирующее, что минимизация функций стоимости с более низким приоритетом не приведет к снижению качества для более высоких приоритетов.В случае комплексной оптимизации угла луча в план последовательно добавляются благоприятные направления (7). Такой подход может для меньшего количества лучей (~ 7 и меньше) в некоторых случаях привести к тому, что качество плана будет несколько ниже максимально достижимого.

    Построение решений класса угла луча (CS) и проверка

    Всего было построено шесть CS x с x=7 до 12 лучей. Построение каждой КС x основывалось на направлениях лучей, найденных в планах БАО 12 N пациентов, которые использовались для ее создания (всего M = N ∙ 12 направлений ввода), i .е. также для создания CS x<12 использовались направления лучей в планах BAO 12 . Основой для выбора направлений x в CS x была частотная гистограмма с M входными направлениями. На этапе предварительной обработки перед окончательным выбором луча CS x более низкие частоты были добавлены к соседним (в пределах 5 градусов) бинам с более высокими частотами. Если предварительная обработка заканчивалась более чем x лучей, то выбор производился среди лучей с наименьшими частотами так, чтобы оставшиеся лучи имели максимальное расстояние до уже выбранных лучей с более высокими частотами.

    Для оценки того, можно ли обобщить метод построения CS x на независимый набор данных, мы использовали метод исключения одного, т.е. построили 23 модели (по одной на пациента), каждая из которых была построена с помощью BAO 12 план N = 22 пациента ( M = 22 ∙ 12 направлений ввода), а затем сравнить для пациента, который не участвовал в построении КС х , план КС х с его/ее БАО х план.

    После валидации методологии был установлен окончательный CS x с использованием всех 23 исследуемых пациентов в качестве входных данных.

    Сгенерированные планы лечения

    Для всех пациентов в этом исследовании были созданы и взаимно сравнены следующие планы. Графическая сводка для x = 12 лучей представлена ​​на рисунке 1.

    BAO x : планы, созданные с индивидуальным профилем луча и оптимизацией угла луча (BAO) для x = 7–12 лучей. Набор лучей-кандидатов состоял из 56 лучей, распределенных на 360°, начиная с угла гентри 0°, разделенных на 5° и исключая BAA (рис. 1).

    CS x : планы, созданные только с оптимизацией профиля луча, с использованием x = 7-12 фиксированных направлений луча, определенных решениями класса CS x (выше).

    EQUI x : планы, созданные только с оптимизацией профиля луча с использованием равноугольных настроек луча с x = 9, 12, 15, 19, 24, 29 или 56 лучами, исключая BAA.

    С определенными BAO x , CS x и EQUI x было создано 19 планов для каждого из 23 пациентов (6 BAO x , 6 CS x и 7 CS x и 7 EQUI 18 планов) , в результате чего для сравнения планов было использовано 437 планов.

    Оценка и сравнение планов BAO, CS и EQUI

    Во избежание систематической ошибки при сравнении параметров плана OAR сгенерированные планы были масштабированы таким образом, что 99% PTV получили 95% предписанной дозы (согласно клиническому протоколу). Как и в клинической практике, средняя доза в комбинированном OAR была тогда наиболее важным параметром для сравнения BAO x с CS x и EQUI x , но вовлеченные дозы мочевого пузыря и кишечника также оценивались отдельно с использованием D Mean и В 45 Гр (24, 25). Кроме того, PTV V 107% , PTV D Среднее значение , индекс соответствия (ДИ, определяемый как V 95% /V PTV ) и дозовая ванна (V 10 Гр , V 20 Гр, 30 Гр, 90 619 V 90 618 40 Гр 90 619 у пациента) учитывались при оценке и сравнении планов. Для статистического анализа использовались двусторонние ранговые тесты Вилкоксона со знаковым рангом, при этом p-значения <0,05 указывали на статистическую значимость различий параметров плана.

    Результаты

    Проверка CS

    x Построение и окончательная CS x

    Несколько сгенерированных CS 7 планов имели покрытие PTV на уровне 90%, что требовало серьезного масштабирования для достижения желаемого охвата 99% (см. раздел «Материалы и методы »), что иногда приводило к слишком большим горячим точкам в PTV (см. Обсуждение ).При исключении всех 23 планов CS 7 среднее покрытие PTV для оставшихся 414 планов CS x ≥8 , BAO x ≥7 и EQUI x ≥7 до масштабирования составляло 99,4%, диапазон [ 98,6%-99,8%], т. е. примененное масштабирование было незначительным. Средние дозиметрические параметры масштабированных планов сравниваются на рис. 2, где для планов CS x показаны средние значения для не учтенных пациентов. P-значения представлены на рисунках A1–A12 в электронном приложении A. Рисунок 2 наглядно иллюстрирует вышеупомянутые проблемы с CS 7 и позволяет сделать вывод о том, что предложенный метод построения CS x не работает должным образом для x =7.Для x≥8 на рисунке 3 наблюдалось высокое сходство между планами CS x и BAO x , а DVH на основе популяции на рисунке 4 подтверждают высокое качество планов CS x для всех отдельных пациентов. На рисунке 4 также показаны ГВГ пациента 14, пациента с наибольшими различиями между CS x и BAO x . Даже для этого пациента различия были ограниченными. Данные, представленные на рисунках 2–4, демонстрируют обобщаемость для ≥8 лучей. Окончательный CS x , созданный на основе всех 23 пациентов, представлен в таблице 1. На рис. 5 для 23 пациентов, участвующих в исследовании, сравниваются конфигурации угла луча для конкретных пациентов в планах BAO 12 с CS 12. . Окончательные CS x использовались для получения данных для рисунков 6 и 7 ниже.

    Рисунок 2 Параметры средней дозы для 23 исследуемых пациентов. В левом верхнем углу показаны результаты для составного OAR, клинически наиболее важной структуры здоровой ткани. Обратите внимание на прерывистость осей x. P-значения для всех взаимных сравнений подходов по углу луча можно найти на рисунках A3-A14 в электронном дополнении A.Данные исключения использовались для CS x .

    Рисунок 3 Для всех пациентов отдельно запланируйте различия параметров между CS x и BAO x для x = 8-12 (верхняя панель) и CS 9 (нижняя панель). В последних столбцах показаны средние различия населения. Данные исключения использовались для CS x .

    Рисунок 4 ГВГ OAR и PTV для пациента с наибольшей разницей (т. е. пациент 14 на рис. 4) (левый столбец) и средний ГВГ для населения (правый столбец) для x = 8–12.Данные исключения использовались для CS x .

    Таблица 1 Конфигурации угла пучка различных CS x на основе всех 23 пациентов.

    Рисунок 5 BAO 12 углов луча. В качестве справки, углы луча CS 12 были добавлены красными маркерами в последнем столбце, см. также Таблицу 1. БАДы обозначены розовым цветом.

    Рис. 6 Слева: Средние DVH по популяции для равного количества лучей, показывающие более высокие дозы на кишечник и мочевой пузырь для равноугольных планов, в то время как BAO и CS почти перекрываются.Справа: среднее значение населения DVH для аналогичного качества плана с использованием большего количества лучей для равноугловых установок (24 вместо 12).

    Рисунок 7 Для всех пациентов отдельно запланируйте разницу параметров между CS x и EQUI x для x=9 и x=12. В столбцах las показаны средние различия населения.

    Оценка и сравнение планов BAO, CS и EQUI

    Были сделаны некоторые интересные наблюдения:

    ● Для здоровых тканей с более высоким приоритетом (OAR, мочевой пузырь и кишечник) снижение дозы BAO x , CS x и EQUI x планы с увеличением x были крутыми.Например. при переходе от CS 8 к CS 12 , всего на 4 луча больше, среднее значение OAR D уменьшилось с 16,2 Гр до 12,6 Гр, снижение на 22% (верхние панели, рис. 2).

    ● Для фиксированного x снижение доз OAR в планах BAO x и CS x по сравнению с EQUI x , где это потенциально значимо, при подаче дозы в PTV (средние панели, рис. 2) и пациенту (нижние панели, рис. 2). 2) были похожи. Например. при использовании CS 12 вместо EQUI 12 , OAR D Mean уменьшился в среднем с 12.от 6 Гр до 14,1 Гр (снижение на 11%). Эти наблюдения подтверждаются средними значениями DVH в популяции, представленными на Рисунке 6 слева, и сравнениями планов для конкретных пациентов для x=9 и x=12 на Рисунке 7. угловые планы можно компенсировать за счет большего количества балок (верхние панели на рис. 2). Это наблюдение подтверждается средними DVH генеральной совокупности, представленными на рисунке 6 справа, показывающими, что 24 равноугольных луча были необходимы, чтобы приблизиться к качеству 12-лучевых планов решения класса и 12-лучевых планов, созданных с помощью BAO.

    При использовании решений класса угла луча для создания плана вместо оптимизации угла луча для конкретного пациента время расчета значительно сократилось. Например. для планов CS 12 время расчета составляло 1-2 часа, что в 10-15 раз больше для планов BAO 12 . Основное сокращение времени связано с тем, что для планов CS 12 больше не требуется выбор угла луча.

    Облучение через БАД

    Схемы, представленные в этом исследовании, были составлены с полным исключением БАД (рис. 1).Хотя это не применяется клинически в NKI, использование лучей, проходящих через левую и правую нижние области избегания (рис. 1), технически возможно. Возникает вопрос, в какой степени прохождение лучей через эти BAA может еще больше улучшить качество планов MRL. В Электронном приложении B компьютерно-оптимизированный BAO для конкретного пациента использовался для исследования влияния разрешения прохождения лучей через левую и правую нижние области избегания, показывая лишь незначительные улучшения качества плана.

    Обсуждение

    Существующие системы MRL требуют для каждого пациента выбора дискретных углов падения применяемых копланарных лучей IMRT.Основная цель этой статьи состояла в том, чтобы изучить использование усовершенствованного алгоритма интегрированной оптимизации угла луча и профиля для конкретного пациента, чтобы исследовать компьютерную разработку решений класса угла луча (CS), чтобы избежать необходимости в ресурсоемких вычислениях, специфичных для пациента. оптимизация угла луча (BAO) при сохранении того же высокого качества плана. В качестве модельного случая был использован рак прямой кишки в системе Unity. В основном, построенные CS x (x = количество включенных направлений луча) содержали наиболее часто встречающиеся углы луча в планах BAO 12 группы пациентов, использованных для построения модели.Подход проверки с исключением одного продемонстрировал, что предложенная методология построения хорошо работает для CS x>7 (т.е. в результате качество плана очень похоже на BAO x ), но не для x=7 (см. ниже). Планы CS x и BAO x для x=8-12 сравнивались с планами с равноугольными установками (EQUI) с количеством лучей до 56. Все планы были созданы полностью автоматически, что позволило проводить анализ на основе большого количества планов лечения (437) и сравнивать подходы к лечению без известных ограничений ручного планирования (26, 27).

    В то время как для x>7 качество планов CS x было очень сопоставимо с BAO x , время вычислений резко сократилось (для x=12: с 10-30 часов до 1-2 часов, в зависимости от пациента) . Это делает планирование с CS благоприятным для создания первоначальных планов лечения на этапе подготовки к лечению, но также может иметь последствия для ежедневного адаптивного перепланирования на MRL; при использовании КС ежедневная повторная оптимизация углов луча (что в любом случае было бы неосуществимо из-за времени расчета) не требуется, так как это не приведет к улучшению плана (поскольку КС работают для всех пациентов, они также работают для разных анатомий того же больного).В этом исследовании мы не исследовали, будет ли расположение пучков, установленное с индивидуализированной БАО до лечения, устойчивым к ежедневным анатомическим изменениям во время фракционированного лечения. Это можно изучить, сравнив адаптивное планирование с BAO и без него на повторных изображениях.

    Более простой и последовательный рабочий процесс с CS также может быть благоприятным для обеспечения качества как до лечения, так и после адаптации плана.

    Для всех x>7 планы BAO x и CS x явно превзошли планы EQUI x в отношении качества, особенно для доз, доставляемых в мочевой пузырь и кишечник. Равное качество планов BAO/CS и EQUI может быть достигнуто за счет увеличения количества лучей в планах EQUI. Например. качество планов EQUI с 24 лучами было аналогично планам BAO и CS с 12 лучами. Однако использование существенно увеличенного количества лучей увеличило бы время оптимизации плана, что неблагоприятно, особенно в условиях ежедневного адаптивного перепланирования. Это также приведет к более сложному контролю качества. Также могут быть клинические причины для отказа от многолучевого лечения, например: для детей и опухолей легких.В целом планы EQUI с большим количеством лучей (до 56) имели самое высокое качество. Это наблюдение, возможно, намекает на более высокое качество плана, если VMAT будет реализован для исследованных MRL, хотя производительность VMAT может быть ниже, чем IMRT с многолучевыми настройками EQUI из-за ограничений доставки с VMAT. Unity MRL имеет быстро вращающийся портал (6 об/мин). Это может привести к быстрой доставке многолучевых равноугольных установок, которые, помимо других параметров, будут зависеть от времени замедления и ускорения гентри. Насколько нам известно, до сих пор не появилось ни одной рецензируемой публикации по этой теме.

    Для CS 7 мы наблюдали слишком высокое PTV V 107% . Это прямое следствие большого масштабирования, необходимого для получения требуемого охвата PTV. Это показало, что предложенная методология построения CS x менее подходит для низких значений x. Скорее всего, выбор угла луча более чувствителен, если задействовано несколько лучей.

    В этом исследовании также генерация CS x<12 была основана на планах BAO 12 .Из опыта мы знаем, что последовательный BAO в применяемом оптимизаторе (7) не всегда будет полностью оптимальным для меньших номеров лучей. Поскольку целью данного исследования было достижение максимально возможного качества плана с помощью CS, мы избегали использования планов BAO x с малым значением x для генерации CS и вместо этого всегда использовали планы BAO 12 .

    Анализы, представленные в Электронном приложении B, показывают, что влияние соблюдения левых и правых нижних BAA на качество плана невелико: добавление одного дополнительного луча оказывает гораздо большее влияние на качество плана, чем фиксированное количество лучей, но позволяет лучи проходят через БАД. Это, конечно, может быть другим для других опухолевых участков.

    Хотя эта работа была выполнена для Unity MRL, мы считаем, что она также актуальна для системы MRIdian ® (Viewray, Oakwood Village, Огайо, США). Также для MRIdian ® доза доставляется с помощью IMRT пошагово, что требует выбора дискретных углов пучка. Система имеет скорость вращения гентри 0,5 об/мин, а также для этой системы время замедления и ускорения гентри будет влиять на время проведения многолучевого лечения по сравнению с лечением с меньшим количеством (хорошо выбранных) лучей.Как и в любой системе, значительное увеличение числа лучей приведет к увеличению времени вычислений для ежедневного адаптивного перепланирования и повлияет на обеспечение качества.

    Расширенные возможности оптимизации угла луча в настоящее время отсутствуют в коммерческих TPS. Многие исследования продемонстрировали преимущества таких алгоритмов для некомпланарного лечения (5–11, 28). Это исследование демонстрирует, что такие алгоритмы могут также улучшить качество плана лечения для копланарных MRL-лечений. Несмотря на то, что планирование лечения, основанное на CS с углом луча, могло бы избежать специфической для пациента ОСА, предложенные в этом исследовании КС были разработаны и проверены с помощью планов ОАО.Из-за отсутствия расширенной функциональности BAO многие центры работают с CS угла луча, полученными с помощью ручного планирования методом проб и ошибок. NKI решил заменить свою первоначальную 9-лучевую CS, полученную в результате ручного планирования, CS 9 , разработанную в ходе этого исследования. Отсутствие передовых BAO в коммерческих TPS для MRL может затруднить демонстрацию дополнительной ценности этих систем в клинических исследованиях. До внедрения инструментов BAO в эти системы институты с передовыми собственными инструментами могли бы разрабатывать CS, которые затем можно было бы использовать в (многоцентровых) клинических исследованиях.

    КС в этом исследовании были разработаны для одного конкретного протокола планирования лечения больных раком прямой кишки. Валидность для других протоколов не исследовалась и будет предметом дальнейших исследований. Также необходимы дополнительные исследования для других участков опухоли, чтобы выяснить, какие числа лучей и конфигурации углов пучка необходимы для высококачественных планов, а также исследовать необходимое количество модельных пациентов.

    Руководящие принципы RATING для исследований по планированию лечения (29) помогли в подготовке рукописи.Два исследователя (RB, LR) независимо друг от друга заполнили список рейтинговых баллов, получив оценки 80% и 83%.

    Заключение

    Для пациентов с раком прямой кишки, пролеченных с помощью Unity MRL, компьютеризированная CS с углом пучка может заменить индивидуализированную BAO без потери качества плана, при этом уменьшив сложность планирования и время расчета и упростив клинический рабочий процесс. Как CS, так и BAO-лечение в значительной степени превзошли многолучевое равноугольное лечение. Благодаря разработанной высококачественной CS можно было бы избежать трудоемкой повторной оптимизации угла луча при ежедневном адаптивном MRL-обработке, поскольку это не повысит качество плана. Необходимы дальнейшие исследования компьютеризированной разработки решений класса угла луча для планирования лечения MRL. Существует потребность во внедрении передовых инструментов оптимизации угла луча в TPS систем MRL.

    Заявление о доступности данных

    Все соответствующие данные содержатся в документе и его дополнительных файлах. Доступ к необработанным данным, лежащим в основе результатов этой статьи, будет возможен по запросу соответствующего автора.

    Заявление об этике

    Этическая экспертиза и одобрение не требовались для исследования людей в соответствии с местным законодательством и институциональными требованиями.Письменное информированное согласие на участие не требовалось для этого исследования в соответствии с национальным законодательством и институциональными требованиями.

    Вклад авторов

    Концептуализация, BH и LR. Методология, RB, LR и BH. ПО, РБ и СБ. Сбор данных и курирование RB и LR. Анализ данных RB и LR. Интерпретация данных: все. Написание — подготовка первоначального проекта, RB и LR. Написание — обзор и редактирование, RB, LR, BH, TJ, PR, BT, SB и J-JS. Надзор, LR и BH.Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

    Финансирование

    Эта работа частично финансировалась за счет исследовательского гранта Elekta AB (Стокгольм, Швеция). Институт рака Erasmus MC также сотрудничает в исследованиях с Accuray Inc, Саннивейл, США. Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе, анализе, интерпретации данных, написании этой статьи или решении представить ее для публикации.

    Конфликт интересов

    NKI является членом консорциума Elekta MR-Linac.

    Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Примечание издателя

    Все утверждения, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

    Дополнительный материал

    Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fonc.2021.717681/full#supplementary-material

    Ссылки

    3. Fischer- Валук Б.В., Хенке Л., Грин О., Кашани Р., Ачарья С., Брэдли Д.Д. и др. Два с половиной года клинического опыта работы с первой в мире системой лучевой терапии под магнитно-резонансным изображением. Adv Radiat Oncol (2017) 2(3):485–93. дои: 10.1016/j.adro.2017.05.006

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    4. Werensteijn-Honingh AM, Kroon PS, Winkel D, Aalbers EM, van Asselen B, Bol GH, et al. Осуществимость стереотаксической лучевой терапии с использованием MR-Linac 1,5T: многофракционное лечение олигометастазов тазовых лимфатических узлов. Radiother Oncol (2019) 134:50–4. doi: 10.1016/j.radonc.2019.01.024

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    5. де Путер Дж. А., Мендес Ромеро А., Янсен В. П., Сторчи П. Р., Вудстра Э., Левендаг П. С. и др.Компьютерная оптимизация некомпланарных пучков улучшает стереотаксическое лечение опухолей печени. Int J Radiat Oncol Biol Phys (2006) 66(3):913–22. doi: 10.1016/j.ijrobp.2006.06.018

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    6. Донг П., Ли П., Руан Д., Лонг Т., Ромейн Э., Лоу Д.А. и др. 4pi Некомпланарная стереотаксическая лучевая терапия тела при центрально расположенных или более крупных опухолях легких. Int J Radiat Oncol Biol Phys (2013) 86(3):407–13. дои: 10.1016/j.ijrobp.2013.02.002

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    7. Breedveld S, Storchi PR, Voet PW, Heijmen BJ. iCycle: интегрированный, многокритериальный угол луча и оптимизация профиля для создания копланарных и некомпланарных планов IMRT. Med Phys (2012) 39(2):951–63. doi: 10.1118/1.3676689

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    8. Rwigema JC, Nguyen D, Heron DE, Chen AM, Lee P, Wang PC, et al. 4pi Некомпланарная стереотаксическая лучевая терапия тела при раке головы и шеи: потенциал для улучшения контроля над опухолью и поздней токсичности. Int J Radiat Oncol Biol Phys (2015) 91(2):401–9. doi: 10.1016/j.ijrobp.2014.09.043

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    9. Rossi L, Breedveld S, Heijmen BJ, Voet PW, Lanconelli N, Aluwini S. О пространстве поиска направления луча в компьютеризированной некопланарной оптимизации угла луча для IMRT-Prostate SBRT. Phys Med Biol (2012) 57(17):5441–58. doi: 10.1088/0031-9155/57/17/5441

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    11.Пугачев А., Син Л. Компьютерный выбор копланарной ориентации луча в лучевой терапии с модулированной интенсивностью. Phys Med Biol (2001) 46(9):2467–76. doi: 10.1088/0031-9155/46/9/315

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    12. Ганбарзаде А., Пуладиан М., Шабестани Монфаред А., Махдави С.Р. Алгоритм поиска рассеяния для оптимизации угла луча в лучевой терапии с модулированной интенсивностью. Вычислительные математические методы Med (2018) 2018:4571801.doi: 10.1155/2018/4571801

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    13. ван ден Волленберг В., де Руитер П., Нови М.Е., Янсен Э.П.М., Сонке Дж.Дж., Fast MF. Исследование влияния положения руки пациента в MR-Linac на планы лечения печени SBRT. Med Phys (2019) 46(11):5144–51. doi: 10.1002/mp.13826

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    14. van der Schoot AJAJ, van der Wollenberg W, Carbaat C, de Ruiter P, Nowee ME, Pos F, et al.Оценка качества плана при планировании лучевой терапии с помощью MR-Linac. Phys Imaging Radiat Oncol (2019) 10:19–24. doi: 10.1016/j.phro.2019.04.004

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    15. Christiansen RL, Rønn Hansen C, Hedegaard Dahlrot R, Smedegaard Bertelsen A, Hansen O, Brink C, et al. Планирование качества лечения рака предстательной железы высокого риска с помощью высокопольной магнитно-резонансной томографии под контролем лучевой терапии. Phys Imaging Radiat Oncol (2018) 7:1–8.doi: 10.1016/j.phro.2018.06.006

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    16. Park JM, Wu HG, Kim HJ, Choi CH, Kim JI. Сравнение планов лечения между IMRT с MR-Linac и VMAT для легкого SABR. Radiat Oncol (2019) 14(1):105. doi: 10.1186/s13014-019-1314-0

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    17. Bijman R, Rossi L, Janssen T, de Ruiter P, Carbaat C, van Triest B, et al. Первая система для полностью автоматизированного многокритериального планирования лечения MR-Linac с сильным магнитным полем при раке прямой кишки. Acta Oncol (2020) 59:1–7. doi: 10.1080/0284186X.2020.1766697

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    18. Bohoudi O, Bruynzeel AME, Senan S, Cuijpers JP, Slotman BJ, Lagerwaard FJ, et al. Быстрое и надежное адаптивное онлайн-планирование в стереотаксической адаптивной лучевой терапии под контролем МРТ (SMART) при раке поджелудочной железы. Radiother Oncol (2017) 125(3):439–44. doi: 10.1016/j.radonc.2017.07.028

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    19.Kontaxis C, Bol GH, Lagendijk JJ, Raaymakers BW. Новая методология меж- и внутрифракционной адаптации плана для MR-Linac. Phys Med Biol (2015) 60(19):7485–97. doi: 10.1088/0031-9155/60/19/7485

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    20. Nijkamp J, de Jong R, Sonke JJ, Remeijer P, van Vliet C, Marijnen C. Изменение формы объема мишени во время гипофракционированного предоперационного облучения пациентов с раком прямой кишки. Radiother Oncol (2009) 92(2):202–9.doi: 10.1016/j.radonc.2009.04.022

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    21. Heijmen B, Voet P, Fransen D, Penninkhof J, Milder M, Akhiat H, et al. Полностью автоматизированное многокритериальное планирование объемно-модулированной дуговой терапии — международная многоцентровая валидация рака предстательной железы. Radiother Oncol (2018) 128(2):343–48. doi: 10.1016/j.radonc.2018.06.023

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    22.Voet PW, Dirkx ML, Breedveld S, Al-Mamgani A, Incrocci L, Heijmen BJ. Полностью автоматизированное создание плана дуговой терапии с объемной модуляцией для пациентов с раком простаты. Int J Radiat Oncol Biol Phys (2014) 88(5):1175–9. doi: 10.1016/j.ijrobp.2013.12.046

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    23. Hussein M, Heijmen BJM, Verellen D, Nisbet A. Автоматизация планирования лучевой терапии с модулированной интенсивностью – обзор последних инноваций. BrJ Radiol (2018) 91(1092):20180270.doi: 10.1259/bjr.20180270

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    24. Kavanagh BD, Pan CC, Dawson LA, Das SK, Li XA, Ten Haken RK, et al. Эффекты доза-объем радиации в желудке и тонкой кишке. Int J Radiat Oncol Biol Phys (2010) 76(3 Suppl):S101–7. doi: 10.1016/j.ijrobp.2009.05.071

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    25. Barillot I, Tavernier E, Peignaux K, Williaume D, Nickers P, Leblanc-Onfroy M, et al.Влияние послеоперационной лучевой терапии с модулированной интенсивностью на острую желудочно-кишечную токсичность у пациентов с раком эндометрия: результаты фазы II французского многоцентрового исследования RTCMIENDOMETRE. Radiother Oncol (2014) 111(1):138–43. doi: 10.1016/j.radonc.2014.01.018

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    26. Abrams RA, Winter KA, Regine WF, Safran H, Hoffman JP, Lustig R, et al. Несоблюдение указанных в протоколе рекомендаций по лучевой терапии было связано со снижением выживаемости в RTOG 9704 — исследовании фазы III адъювантной химиотерапии и химиолучевой терапии для пациентов с резецированной аденокарциномой поджелудочной железы. Int J Radiat Oncol Biol Phys (2012) 82(2):809–16. doi: 10.1016/j.ijrobp.2010.11.039

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    27. Peters LJ, O’Sullivan B, Giralt J, Fitzgerald TJ, Trotti A, Bernier J, et al. Критическое влияние соблюдения и качества протокола лучевой терапии при лечении распространенного рака головы и шеи: результаты TROG 02.02. J Clin Oncol (2010) 28(18):2996–3001. doi: 10.1200/JCO.2009.27.4498

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    28.Росси Л., Камбрая Лопес П., Маркес Лейтао Дж., Янус С., ван де Поль М., Бридвельд С. и др. О важности индивидуализированных, некомпланарных конфигураций пучка в лучевой терапии лимфомы средостения, оптимизированных с помощью автоматизированного планирования. Передний Oncol (2021) 11:619929. doi: 10.3389/fonc.2021.619929

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    29. Hansen CR, Crijns W, Hussein M, Rossi L, Gallego P, Verbakel W, et al. Руководство по изучению планирования лечения лучевой терапией (РЕЙТИНГ): Основа для организации научных исследований по планированию лечения и отчетности по ним. Radiother Oncol (2020) 153:67–78. doi: 10.1016/j.radonc.2020.09.033

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Определение размеров инженерных балок и перемычек — строительные технологии

    Обратите внимание: Эта старая статья нашего бывшего преподавателя остается доступной на нашем сайте для архивных целей. Некоторая информация, содержащаяся в нем, может быть устаревшей.

    После расчета нагрузок, действующих на конструкционные балки, следующим шагом является определение размера и выбор соответствующей балки.

    Пола Физетта – © 2003

    В Части 1, «Расчет нагрузок на перемычки и балки», мы узнали, как отслеживать траектории нагрузки и переводить нагрузки на крышу, стены и пол в фунты на погонный фут опорной балки. Мы знаем, как измерить силы, действующие на балку, теперь воспользуемся этой информацией, чтобы выбрать соответствующий конструкционный материал, способный выдерживать нагрузки. Мы сравним производительность и стоимость пиломатериалов, LVL, Timberstrand, Parallam и Anthony Power Beam в нескольких различных приложениях.

    Упрощенный расчет с использованием таблиц

    Независимо от того, какой материал мы указываем, балки должны обеспечивать достаточную прочность, жесткость и сопротивление сдвигу. Конструктивные способности пиломатериалов и инженерных балок прогнозируются с помощью математических расчетов. Формулы, определяющие допустимый пролет и размер балки, зависят от множества переменных, таких как порода, класс, размер, предел прогиба и тип нагрузки. Вы можете сделать эти расчеты самостоятельно или использовать таблицы интервалов.Технические эксперты рассчитали множество комбинаций этих переменных и представили различные решения в виде таблиц интервалов.

    Таблицы пролетов пиломатериалов являются удобными инструментами. Вы просто ищете расстояние, которое вам нужно преодолеть; сопоставьте нагрузку на фут балки с соответствующими перечисленными значениями Fb (прочность) и E (жесткость); и бах: у вас есть победитель! Таблицы Span просты в использовании, но они имеют ограничения. Они не дают точных результатов. В большинстве таблиц балок указаны значения только для пролетов длиной целых футов, таких как 11 футов 0 дюймов, 12 футов 0 дюймов и т. д.И хотя таблицы span предоставляют ограниченные данные, они очень длинные. В документе Wood Structural Design Data Американской ассоциации лесной и бумажной промышленности приведены рекомендации по пролету для балок из цельного пиломатериала длиной до 32 футов, но таблица занимает увесистые 140 страниц. WSDD — чрезвычайно полезная книга (WSDD стоит 20 долларов. Звоните по телефону 800-890-7732). Получите его для своей справочной библиотеки. В таблицах WSDD указаны значения только для балок из цельного дерева с пределом прогиба L/360. Но вы можете обмануть таблицы WSDD, чтобы они давали вам значения для двойных или тройных балок 2-by с другими пределами отклонения.Просто сделайте следующее:

    • определить общую нагрузку на фут балки

    • выберите желаемый пролет (например, 4’0″)

    • выберите столбец Fb пиломатериала, который вы собираетесь использовать
      (в расчетных значениях AF&PA для балок и стропил № 2 кромка-ель = Fb @1104 фунт/кв. дюйм и E @1 300 000 фунт/кв.

    • выберите строку размера пиломатериала, используемого в двойном заголовке: в этом примере используйте 2×6.Примечание: одиночный 2×6 будет поддерживать 347 фунтов на линейный фут балки. Следовательно, двойной 2×6 несет 2 x 347 = 694 фунта на линейный фут.

    • Требуемое значение E не изменяется при удвоении 2×6, потому что при удвоении допустимой нагрузки вы удваиваете толщину балки.

    • В таблице указаны пролеты с пределом прогиба L/360, нормальным для нагрузки на пол. Если вы определяете размер балки крыши как структурный конек, который имеет ограничение L/240, вы должны умножить минимальное значение E на 0.666 (в данном случае 785 000 x 0,666 = 522 810). Для L/180 умножьте на 0,5.

    • Убедитесь, что значение сдвига (Fv) для используемой вами породы и сорта превышает значение Fv, указанное в таблице диапазонов. Fv не меняется при удвоении толщины.

    Производители инженерной древесины сразу отмечают, что их продукция обеспечивает превосходную прочность и жесткость. Заявления в основном верны, но вы платите за улучшенную производительность. Характеристики снижения прочности, такие как сучки, сортность и наклон волокон, контролируются в процессе производства, чтобы конечный продукт представлял собой более эффективное использование древесного волокна. Инженерная древесина неизменна от одной детали к другой, потому что каждая деталь сделана более или менее одинаково. Независимо от того, какой продукт вы укажете, структурные характеристики контролируются прочностью (Fb) и жесткостью (E). Продукт LVL с Fb 3100 будет нести большую нагрузку, чем продукт LVL с Fb 2400. Так что будьте осторожны при сравнении продуктов. Все эти высокопроизводительные продукты являются экономически эффективными в некоторых приложениях. И иногда они создают или разрушают дизайн.

    Таблицы пролетов

    для инженерной древесины используются так же, как и для пиломатериалов.Строительные нормы и правила позволяют снизить временные нагрузки в зависимости от продолжительности нагрузки. Например, крыша подвергается полной снеговой нагрузке лишь небольшой процент времени в течение года, поэтому это учитывается при расчете нагрузки на крышу. Обычно каждый производитель автоматически применяет эти сокращения и четко указывает соответствующее применение в различных таблицах для полов и крыш. Будьте осторожны: некоторые производители требуют, чтобы вы регулировали уклон нагрузки на крышу. Другими словами, некоторые производители основывают нагрузку на крыше не на горизонтальной проекции, а на фактической длине стропила.Внимательно изучите литературу, прежде чем назначать нагрузки на крышу на фут коньковой балки или перемычки. Обычно значения сдвига включаются в таблицы, а также указывается требуемая опорная длина на концах балок. Таблицы ограничены пролетами в целые футы, но значения могут быть интерполированы для дробных длин. Таблицы размеров инженерных пиломатериалов предоставляются производителями бесплатно.

    Чтобы определить размер проектируемых балок и коллекторов, вы начинаете с нагрузки на фут балки. При работе с инженерной древесиной вы используете значения как динамической, так и статической нагрузки.Временная нагрузка определяет жесткость, а общая нагрузка используется для определения прочности. Шаги размера:

    • определить общую нагрузку и динамическую нагрузку на фут балки

    • определите тип нагрузки, которую вы поддерживаете (крыша снег, не снег или пол)

    • выберите нужный пролет

    • сопоставьте значения общей нагрузки и динамической нагрузки со значениями, указанными в таблицах. Толщина и глубина требуемого члена будут перечислены.

    Кейс Хаус

    Существует невероятно длинный список параметров, которые следует учитывать при выборе распиленных и сборных балок или перемычек. Я попытался упростить процесс, выбрав несколько популярных материалов и подогнав их под корпус-домик. Выбранные приложения и диапазоны произвольны, но распространены. Конечно, есть много других сценариев загрузки, отличных от продемонстрированных. Перед определением размеров балок и перемычек необходимо проверить условия нагрузки для каждого приложения.Тем не менее, это упражнение даст вам представление о том, как пиломатериалы, LVL, Parallam, Timberstrand и Anthony Power Beam сравниваются в различных приложениях.

    Используя таблицы пролетов, я рассчитал несколько элементов конструкции для двух климатических условий. Один набор элементов находится в климате с 50-фунтовой снеговой нагрузкой, а другой — в 20-фунтовом климате без снега. Обе нагрузки рассматриваются как динамические нагрузки. Приложения: (см. схемы и расчеты для каждого состояния)

    1) коньковая балка конструкционная с пролетом 20 футов
    2) перемычка 2 этажа с пролетом 4 фута
    3) перемычка 1 этажа с пролетом 8 футов
    4) цокольная балка с пролетом 16 футов
    5) Коллектор гаражных ворот с пролетом 18 футов

    После того, как я определил нагрузки, я рассчитал размеры и стоимость балок, необходимых для их восприятия.Я рассмотрел пять различных условий, чтобы увидеть, как варианты сравниваются друг с другом.

    Соображения

    Пиломатериалы имеют свои ограничения. Его прочность на изгиб часто составляет лишь 1/2 прочности изделий из инженерной древесины. В результате он не преодолевает большие расстояния, выпускается только в размерах до 2 × 12, а некоторые конструкционные марки не всегда доступны. Отдельные конструкционные марки во многих местах заказываются по специальному заказу. Кроме того, не все виды легкодоступны.Например, пихту Дугласа трудно купить на некоторых восточных рынках. Но в целом, для коротких пролетов пиломатериалы трудно превзойти.

    Пиломатериалы из ламинированного шпона

    (LVL) прочные, жесткие и универсальные. Он охватывает большие расстояния. Я мог использовать LVL для каждого приложения в доме-кейсе. Как правило, LVL имеет толщину 1 ¾ дюйма и глубину от 7 ¼ до 18 дюймов. Для точной настройки несущей способности балки LVL просто добавьте еще один слой сбоку балки. Труд является фактором. Для ламинирования нескольких слоев LVL требуется время.Но преимущество в том, что 2 рабочих обычно могут справиться с весом каждого ламината во время его сборки. LVL продается в качестве стандартного товара на большинстве складов пиломатериалов, и он знаком большинству чиновников и проектировщиков строительных норм и правил.

    Anthony Power Beam (APB) — относительный новичок на рынке конструкционных балок, способный конкурировать с LVL и Parallam. APB представляет собой многослойный балочный продукт шириной 3 1/2 и 5 1/2 дюйма, соответствующий стандартным толщинам стенок 2×4 и 2×6. Глубина варьируется от 7 ¼” до 18″, что соответствует стандартной глубине двутавровой балки.Также доступна более широкая версия 7ö с глубиной до 28 7/8″. APB требует очень мало труда, потому что он поставляется «полностью собранным», но он довольно тяжелый. 18-футовая головка гаража для нашего дома весит 380 фунтов. APB — это новый продукт, и его распространение несколько ограничено, поэтому вам, возможно, придется искать местного поставщика. Позвоните в компанию Anthony Forest Products напрямую, чтобы найти дистрибьютора.

    Parallam, производимый Trus Joist MacMillan (TJM), фактически определяет термин: пиломатериалы с параллельными нитями (PSL).PSL представляет собой сборку длинных тонких прядей деревянного шпона, склеенных вместе, чтобы сформировать непрерывные отрезки балки. Используемое древесное волокно прочное и жесткое. Доступны несколько вариантов ширины от 1 ¾” до 7 дюймов и глубина от 9 ¼” до 18 дюймов. Размеры Parallam совместимы с другими конструкционными изделиями из дерева, такими как двутавровые балки и LVL. Parallam существует уже некоторое время, но все же не все размеры доступны во всех регионах. Лучше всего планировать свой дизайн заблаговременно. Как и APB, Parallam поставляется полностью собранным и сравнительно тяжелым.Это хороший выбор для длинных чистых пролетов, где пиломатериалы нецелесообразны.

    TimberStrand FrameWorks Header, клееный древесно-стружечный брус (LSL), изготовленный TJM, является последним участником конкурса конструкционных перекрытий и балок. LSL производится путем преобразования малоценных волокон осины и тополя в высококачественный конструкционный материал. Значения Fb и E, конечно, не соответствуют показателям APB, LVL и PSL, но производительность TimberStrand впечатляет. Это работало для большинства приложений в нашем корпусе.Стоит отметить, что применение 18-футового коллектора гаражных ворот выдвинуло TimberStrand за пределы его структурных возможностей. Жатка TimberStrand поставляется только шириной 3 ½ дюйма и глубиной от 4 3/8 дюйма до 18 дюймов. Этот продукт новый, и дистрибьюторы не хотят накапливать запасы. Это экономичный вариант для многих приложений, но его может быть очень трудно найти.

    Сравнение продуктов

    В таблице 1 собраны данные о загрузке, размерах и стоимости для всех приложений.Перемычки типичны для окна и двери патио. Пролет структурного конька представляет собой размер большой семейной комнаты. Пролет для балки основан на размере игровой комнаты среднего размера. А заголовок гаражных ворот основан на проеме гаражных ворот на 2 машины.

    Щелкните для просмотра таблицы 1

    Все иллюстрации предоставлены с разрешения журнала Light Construction.

    Навыки гимнастики на бревне: список гимнастических движений — 2022

    В спортивной гимнастике гимнасты оцениваются по своду правил, изданному Международной федерацией гимнастики (FIG), в котором указаны баллы за различные навыки на международных соревнованиях. .

    Окончательная оценка гимнаста рассчитывается на основе начального значения, когда гимнастка начинает с максимально возможной оценки, а затем вычитаются баллы за элементы, которые, возможно, отсутствовали в их программе. Эти вычеты определяет технический комитет судей. Судьи ищут номера, которые демонстрируют отличные акробатические навыки, рост, гибкость и силу.

    В прошлом максимальная оценка FIG равнялась 10 — вы, наверное, слышали выражение «идеальная 10».Но в 2006 году FIG изменила свою систему, чтобы учитывать сложность навыков и упражнений в своих оценках. В наши дни общая оценка за упражнение гимнаста на самом деле представляет собой сумму двух оценок: оценки за сложность (D) и оценки за исполнение (E).

    • Оценка сложности отражает общую ценность навыков (DV) плюс ценность связи (CV) и композиционные требования (CR). Два судьи составляют бригаду D. Каждый судья самостоятельно определяет свою оценку сложности, после чего двое судей должны прийти к единому мнению.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
    тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск