慢正电子束技术的应用与发展

本文介绍了慢正电子束技术和最新发展,慢正电子束作为探针的基本特性,以及在多种学科中的应用等。     

慢正电子束技术在固体表面与界面研究中的应用

综述了慢正电子束技术的发展以及从放射源衰变发射出的慢正电子的慢化原理，概述了利用慢正电子束技术研究固体薄膜表面和界面的基本原理和方法，并讨论了慢正电子束技术在固体薄膜表面和界面研究中的应用。     

北京慢正电子强束流磁场输运系统设计研究

针对基于北京正负电子对撞机的慢正电子强束流系统对输运磁场的设计要求,本文对不同规格的磁场输运线圈模型、长螺线管端口处磁场的补偿以及地磁场和弯管道对正电子束流的影响等进行了计算,提出适用于本系统传输慢正电子束流的输运磁场分布、补偿线圈、调整线圈的加工参数,计算表明,系统的总体磁场不均匀度小于10髎.实际运行束流测试表明,所设计的磁场系统能够很好的将慢正电子束流输运到约16m远的样品测量室,慢正电子束斑尺寸基本没有变化,满足慢正电子束流系统的设计要求.     

北京慢正电子强束流运行性能测试

慢正电子强束流采用高能脉冲电子束流轰击金属钽靶, 以产生正负电子对的方式提供正电子, 作为慢正电子束流方法学研究和薄膜材料缺陷研究的束流基础. 本文是在该装置实现运行后, 对慢正电子束流的强度、能散、形貌等运行性能的测试工作的介绍, 以及慢正电子湮没多普勒测量系统的调试和标准样品的测量结果.     

用于分子束外延的慢正电子束在线分析系统

本文系统地介绍用于分子束外延的慢正电子束在线分析系统的设计与研制,提出用慢正电子束技术在线研究半导体薄膜的分析方法,在正电子慢化器中采用多钨环加百叶窗组合结构,得到较高的快-慢正电子转换效率。 关键词：     

脉冲慢正电子束流的直流化装置

在基于加速器的北京慢正电子强束流装置上, 用Penning-Trap技术实现了脉冲慢正电子束流的存储和直流化. 实验表明, 系统的真空度对正电子的存储效率有严重影响, 脉冲正电子的释放方式决定了直流化后束流的能量分散; 改变释放级信号波形以及释放方式可以得到能量分散小于1eV的准直流化慢正电子束流.     

22Na放射源慢正电子束流插入装置的研制

北京慢正电子强束流是利用北京正负电子对撞机电子直线加速器电子打靶产生的高强度低能单色正电子束流. 为了提高强束流的机时利用效率和节省强束流用于新建实验站的调试机时, 设计了一套基于²²Na放射源的慢正电子束流装置插入到强束流输运线上. ²²Na放射源慢正电子束流插入装置主要包括²²Na放射源及慢化体、E×B能量选择器、多级静电加速管、磁场输运系统、真空系统、高压绝缘和辐射防护措施等.     

一种新的灵敏核探针——慢正电子束流装置

简要介绍了广泛应用于表面科学的灵敏核探针——慢正电子束设备的原理、构造和应用 ,阐述了北京慢正电子束流装置的设计原理和性能 ,讨论了北京慢正电子束流装置今后的研究前景. A novel and compact slow positron beam line——Beijing Slow Positron Beam Line was described. The basic physical concepts of the slow positron beam and its applications were reviewed. Recent experimental results showed the converting effcicency for the total positrons from the radioisotope to slow positrons was 8×10 -5 and the moderation efficiency was 1.7×10 -4 . The future development of Beijing Intense Slow Positron Beam, based on the BEPC LINAC, was also briefly discussed.     

慢正电子技术在固体表面与界面研究中的应用

综述了慢正电子技术的发展以及从放射源β衰变发射出的慢正电子的慢化原理，概述了利用慢正电子技术研究固体薄膜表面和界面的基本原理和方法，并讨论了慢正电子束技术在固体薄膜表面和界面研究中的应用。     

六、核分析技术

北京慢正电子强束流依托于北京正负电子对撞机(BEPC)电子直线加速器(LINAC)，利用其完成注入后的剩余时间，产生高强度、高亮度、低能单色正电子束流，应用于材料科学尤其是材料表面特性的研究。该装置的建成弥补了我国现有的基于放射性同位素的慢正电子束流装置正电子强度较弱的不足，拓展了慢正电子技术在材料科学和微观核探针方法学中的应用领域，为进一步建立慢正电子湮没寿命测量、正电子诱导俄歇电子能谱测量以及低能正电子衍射和正电子显微镜等方法奠定了基础。     

慢正电子束产生实验

本文介绍一台慢正电子束装置。在该装置上我们用W慢化体产生慢正电子,测量了慢正电子能谱,并和在该装置上用Ni+Mgo慢化体所得结果进行了比较。 关键词：     

低能单色正电子束装置的原理、研制及应用

简要介绍了一种新的灵敏核探针－－低能单色正电子（慢正电子）束流装置的原理及应用。同时介绍了北京慢正电子束流装置的建设进展情况。     

真空电子偶素原子的产生

用慢正电子束入射固体靶表面,通过测量湮没光子能谱随靶温度和入射慢正电子能量的变化,用“峰法”确定慢正电子产生电子偶素原子的转换率。转换率依赖于靶材料、靶温度和入射慢正电子能量。对材料锗转换率可达80％。 关键词：     

研究堆慢正电子源构建中的关键机理问题

研究堆慢正电子源是获得高强度慢正电子束流的有效方式,国际上己建成多座装置并获得广泛应用.与常规同位素慢正电子源相比,研究堆慢正电子源的物理过程复杂,影响末端束流强度的因素众多,对其进行深入研究与合理建模是未来在中国绵阳研究堆(CMRR)上构建慢正电子源的基础.本文厘清了研究堆慢正电子产生的关键过程与物理机理,建立了预测末端正电子束流强度的理论模型,找到了影响其末端强度的主要物理量:快正电子体产生率、慢化体有效表面积、慢化体扩散距离、慢正电子从表面被提取到靶环末端的效率、及束流系统提取效率.用多种实验结果对模型进行校验,包括多个同位素慢正电子源的效率测量值,以及PULSTAR研究堆慢正电子源测量结果,充分验证了模型正确性.根据模型对各物理量的影响因素进行了分析,找到了需着重关注的影响因素,对未来源/靶结构的设计给出建议.     

慢正电子束流技术在金属/合金微观缺陷研究中的应用

正电子湮没谱学技术是研究材料微观结构非常有效的一种核谱学分析方法, 主要用于获取材料内部微观结构的分布信息, 特别是微观缺陷结构及其特性等传统表征方法难以获取的微观结构信息. 近年来, 在慢正电子束流技术快速发展的基础上, 正电子湮没谱学技术在薄膜材料表面和界面微观结构的研究中得到了广泛应用. 特别是该技术对空位型缺陷的高灵敏表征能力, 使其在金属/合金材料表面微观缺陷的形成机理、缺陷结构特性及其演化行为等研究方面具有独特的优势. 针对材料内部微观缺陷的形成、演化机理以及缺陷特性的研究, 如缺陷的微观结构、化学环境、电子密度和动量分布等, 正电子湮没谱学测量方法和表征分析技术已经发展成熟. 而能量连续可调的低能正电子束流, 进一步实现了薄膜材料表面微观结构深度分布信息的实验表征. 本文综述了慢正电子束流技术应用研究的最新进展, 主要围绕北京慢正电子束流装置在金属/合金材料微观缺陷的研究中对微观缺陷特性的表征和表面微观缺陷演化行为的应用研究成果展开论述.     

慢正电子束研究薄膜、界面和近表面微观结构

慢正电子束技术十几年来发展起来的探测材料近表面微结构的新手段,文章介绍了其在薄膜、界面和近表面测量的基本方法和部分应用结果。     

离子通道摇摆电子束流激发的纵向慢波不稳定性

考虑相对论电子束入射等离子体所产生的离子通道的具体结构,利用线性电磁流体力学理论对离子通道摇摆电子束激发的纵向慢波电磁不稳定性进行研究.通过对导出的系统色散关系的数值分析,给出了系统中电磁波、空间电荷波以及两者在一定条件下互作用形成的电磁-静电混合模式的传播特性.研究发现系统在慢波区域存在电磁不稳定性,并揭示此慢波不稳定性是由电子束的betatron振荡所导致,且系统的不稳定性程度与betatron振动频率密切相关.对betatron振荡激发的慢波电磁不稳定性物理机理进行了分析,并给出了不稳定性存在的条件 关键词： 离子通道 betatron振荡 电磁不稳定性     

一种Ku波段高效率低磁场同轴相对论返波管北大核心CSCD

设计了一种工作在Ku波段的低磁场同轴相对论返波管。器件工作在同轴TM01近π模式,采用两段式慢波结构构型,在前后段慢波结构中分别主要进行电子束调制与能量提取,以实现高效率工作。通过设计非对称反射腔,引入电子束预调制,进一步加深电子束调制深度,提高了束波互作用效率。通过调节慢波结构中间漂移段长度,进一步优化器件内部场分布,提取段慢波结构处轴向电场强度得到显著增强,器件工作效率可提升至35%。最终,当磁场强度0.6、二极管电压490V、二极管电流7.5A时,获得1.27GW微波输出,效率约35%,微波频率为14.7GHz。     

金属玻璃Pd79.5Ni4Si16.5结晶化过程的慢正电子束研究

首次用单能慢正电子束研究金属玻璃的晶化过程.测量了金属玻璃Pd_79.5Ni₄Si_16.5淬火态、结构弛豫和结晶化状态样品的正电子湮没辐射多普勒展宽能谱与正电子入射能量的函数关系,结果表明,淬态金属玻璃Pd_79.5Ni₄Si_16.5中存在大量的空位型缺陷,其结晶化过程最先开始于表面层.单能慢正电子束是研究金属玻璃晶化过程的有效手段.     

速调型相对论返波管理论研究

对速调型相对论返波管慢波结构色散特性及束波相互作用进行了理论研究。色散特性研究表明:器件工作模式为TM01模,近点,耦合阻抗较高。色散特性预测的工作频率与粒子模拟结果非常接近。慢波结构峰值增长率相对较小,这与电子束与慢波结构相距较大有关,因而器件从起振到饱和的时间较长。在束波相互作用理论中,全面考虑了电子束与慢波结构前向波基波、反向波－1次空间谐波及空间电荷场相互作用、谐振反射器对电子束进行的束流调制和能量调制作用,以及调制腔和提取腔处引入的耦合阻抗及轴向波数突变。稳态和非稳态计算结果均获得了超过40%的束波转换效率。