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相似文献
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1.
实验研究了超强激光与平面薄膜Cu靶的相互作用中,在靶背法线方向产生的离子能量分布.实验中采用固体核径迹探测器CR39和Thomson谱仪相结合测量离子能谱.实验中同时测量到了质子和C4+、C3+、C2+和C1+离子.实验结果表明:离子沿着靶背法线方向发射,离子在一定能量处出现截断;在固体核径迹探测器CR39上可以看出碳离子信号比质子信号弱,质子的产额远高于碳离子,质子对碳离子有屏蔽作用;在相同发次中C4+、C3+、C2+和C1+离子随着荷质比的增大,相应离子的截止能增加.  相似文献   

2.
齐伟  贺书凯  谷渝秋 《强激光与粒子束》2019,31(5):056006-1-056006-5
CR39可以用于激光等离子物理实验中的离子探测,并给出离子数目、种类和能量信息。通过采用唯象模型,利用离子在CR39中径迹形成的阻止本领动力学方程以及粒子群智能算法对径迹形成的过程进行了数值化模拟,研究了CR39中离子径迹在刻蚀过程中的演化过程,获得了入射离子能量和径迹直径、深度的对应关系,并且发现当离子射程与刻蚀深度相等时,径迹深度最大,给出了利用总刻蚀时间计算最大径迹深度对应的临界能量的公式。  相似文献   

3.
基于单能质子对CR39的标定实验,利用获取的响应曲线,设计了一种内爆初级质子的直接测量方法。在内爆初级质子产额较低的情况下,该方法可获得更多的计数。对实验中的噪声信号排除做出了说明,并对其背景噪声来源进行了分析,以提高实验数据的精确性。利用标定数据,对CR39上观察到的径迹进行鉴别,确定质子径迹并测量其径迹参数,从而确定质子能量。在随机扫描的约300个显微镜视场中获得了200个质子径迹数据,并通过与标定数据比对,获得了它们各自的能量,再利用蒙特卡罗程序Geant4修正铝膜的岐离,最终确认本次内爆实验初级质子的能谱峰值应该在2.4~2.6 MeV之间,据此换算到靶丸面密度为7~8mg/cm2,为实验结果的进一步后续分析提供了依据。  相似文献   

4.
实验研究了超短超强激光与7μm薄膜Cu靶的相互作用中靶背法线方向产生的质子和碳离子的能量分布。实验中采用CR39和Thomson磁谱仪相结合测量质子和碳离子能谱。实验中观察到了质子和C4+、C3+、C2+和C1+离子。实验结果表明:离子沿着靶背法线方向发射,离子在一定能量处出现截断;质子的产额远远高于碳离子产额;C4+、C3+、C2+和C1+最大截止能之比约为4:3:2:1。  相似文献   

5.
本文给出了利用汤姆逊(Thomson)离子谱仪测量超短超强激光与等离子体相互作用中产生的高能质子能谱的一种方法.该方法是利用Thomson离子谱仪(平均磁场强度为0.167 T,电场加高压为3000 V,电场强度约为0.429 MV/m)和固体核径迹探测器CR39相结合,在固体靶背表面测量了激光的高能质子能谱.结果显示:质子沿着靶背法线方向发射,质子在一定能量处出现截止,截止能量与靶厚度和靶材料密切相关.分析认为,靶法线鞘层加速(TNSA)机制是质子能谱分布及能量截止的主要原因.  相似文献   

6.
为了探索飞秒激光与固体靶相互作用中高能质子的产生和加速机制,在超短超强激光装置“SILEX-I”上进行了飞秒激光与平面固体薄膜Cu靶的相互作用中高能质子空间分布、能谱和产额的实验研究。实验采用固体核径迹探测器CR39和Thomson离子谱仪相结合的方式,在固体靶背表面法线方向测量了质子空间分布、能谱和产额。实验结果表明:质子沿着靶背法线方向发射,质子空间分布呈圆环状,存在一定的立体角;质子在一定能量处出现截断;截断能量的大小与靶厚度有关。经分析,高能离子的产生和加速是多种作用机制共同作用的结果,其中静电场中的TNSA加速机制则占主导地位。  相似文献   

7.
为了探索飞秒激光与固体靶相互作用中高能质子的产生和加速机制,在超短超强激光装置“SILEX-I”上进行了飞秒激光与平面固体薄膜Cu靶的相互作用中高能质子空间分布、能谱和产额的实验研究。实验采用固体核径迹探测器CR39和Thomson离子谱仪相结合的方式,在固体靶背表面法线方向测量了质子空间分布、能谱和产额。实验结果表明:质子沿着靶背法线方向发射,质子空间分布呈圆环状,存在一定的立体角;质子在一定能量处出现截断;截断能量的大小与靶厚度有关。经分析,高能离子的产生和加速是多种作用机制共同作用的结果,其中静电场中的TNSA加速机制则占主导地位。  相似文献   

8.
利用静电加速器提供的0.6—1.8MeV的H+,H+2,H+3离子,轰击不同厚度的碳膜,分别测量这些离子通过碳膜后各种产物的产额. 得到了不同能量的H+通过碳膜后中性原子H和负离子H-的产额随入射质子速度的变化关系;分别得到能量为1.2MeV,1.8MeV的H+2,H+3团簇离子通过不同厚度碳膜的透射产额及其与团簇离子在碳膜中驻留时间的关系;对结果进行了理论分析与讨论. 关键词: 团簇离子 电荷交换  相似文献   

9.
给出了利用叠片法测量“闪光二号”加速器高功率离子束能谱的基本原理及初步实验结果. 采用Ziegler的拟合公式编制程序计算了不同能量质子和碳离子穿过不同厚度Mylar膜后的能 量损失情况.在偏压法拉第筒阵列各个法拉第筒的准直孔前分别覆盖0—6μm厚的Mylar膜, 根据不同膜厚对应的信号衰减情况(叠片法),得到了高功率离子束的离子能谱,离子的最高 能量>440keV,平均能量约为270keV,能量为200—300keV之间的离子数目最多,碳离子数和 90keV以下的质子所占总离子数的组分不多于32%.所测量离子能谱和离子数目随时间的分布 关系与二极管的电压和电流符合也较好.还将叠片法的测量结果与利用磁谱仪和采用飞行时 间法等的测量结果进行了比较,三种方法所得的测量结果基本一致. 关键词: 高功率离子束 离子能谱 法拉第筒 叠片法 能量损失  相似文献   

10.
快重离子辐照聚合物材料时,由于密集电离激发在其路径上产生几纳米直径的潜径迹,径迹形貌受离子种类、离子能量等多种因素的影响.为了研究电子能损对径迹形成所起的作用,利用1.158GeV 的Fe56离子和 1.755GeV Xe136离子在室温真空环境下辐照叠层聚酰亚胺(PI)薄膜,结合傅里叶转换红外光谱(FTIR)分析技术对辐照引起的化学变化进行了测量.聚酰亚胺官能团的降解及炔基的生成是离子辐照聚合物的主要特征,在注量1×1011到6×1012/cm2范围及较宽的电子能损(dE/dX)e范围 (Fe56 离子:2.2 到 5.2 keV/nm, Xe136 离子:8.6 到 11.3 keV/nm)对官能团的断键率及炔基生成率进行了研究. 红外结果显示在实验涉及的能损范围都有炔基生成,应用径迹饱和模型对实验结果进行拟合,不同能损下的平均损伤径迹半径及炔基生成径迹半径被得到,通过热峰模型对实验结果拟合,给出了离子在聚酰亚胺中产生潜径迹的能损阈值,实验给出的径迹形貌的电子能损效应曲线与热峰模型预言走势基本一致. 关键词: 离子辐照 潜径迹 红外光谱 热峰模型  相似文献   

11.
激光氦离子源产生的MeV能量的氦离子因有望用于聚变反应堆材料辐照损伤的模拟研究而得到关注.目前激光驱动氦离子源的主要方案是采用相对论激光与氦气射流作用加速高能氦离子,但这种方案在实验上难以产生具有前向性和准单能性、数MeV能量、高产额的氦离子束,而这些氦离子束特性是材料辐照损伤研究中十分关注的.不同于上述激光氦离子产生方法,我们提出了一种利用超强激光与固体-气体复合靶作用产生氦离子的新方法.利用这种方法,在实验上,采用功率密度5×10~(18)W/cm~2的皮秒脉宽的激光脉冲与铜-氦气复合靶作用,产生了前向发射的2.7 MeV的准单能氦离子束,能量超过0.5 MeV的氦离子产额约为10~(13)/sr.二维粒子模拟显示,氦离子在靶背鞘场加速和类无碰撞冲击波加速两种加速机理共同作用下得到加速.同时粒子模拟还显示氦离子截止能量与超热电子温度成正比.  相似文献   

12.
喷气式Z箍缩等离子体装置中离子束能谱的测量   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用新研制的紧凑型汤姆生离子能谱仪(ThomsonIonEnergyAnalyzer),对喷气式Z-箍缩等离子体装置中离子能谱进行了测量,在CR-39上得到了清晰的Ar+,Ar2+,Ar3+离子抛物线轨迹,通过分析计算结果表明:离子的最大能量在1MeV左右,离子能谱分布曲线都随其能量增加而单调下降。  相似文献   

13.
Bubble detectors which are commonly used as neutron detectors have been demonstrated through this study to be good detectors for registration of high energy heavy ion tracks. Large size bubble detectors made in China Institute of Atomic Energy were irradiated to heavy ions Ar and C up to 650 MeV/u and 400 MeV/u, respectively. Very clear features of stringy tracks of high energy heavy ions and their fragmentations are manifested and distinguishable. A single track created by a specific high energy heavy ion is composed of a line of bubbles, which is visible by naked eyes and retained for months wihhout reduction in size. The creation of heavy ion tracks in bubble detectors is governed by a threshold whose essence is approximately a critical value of energy loss rate (dE/dX)c similar to that of etch track detectors. Ranges of heavy ions in bubble detectors are apparent and predictable by existing formulas. Identification of high energy heavy ions and the applications to heavy ion physics, cosmic rays, exotic particles and cancer therapy monitoring are obviously promising. The experimental and theoretical aspects of high energy heavy ion tracks in bubble detectors as well as the expectable applications are presented and discussed.  相似文献   

14.
fs pulsed lasers at an intensity of the order of 1018 W/cm2, with a contrast of 10−5, were employed to irradiate thin foils to study the target-normal-sheath-acceleration (TNSA) regime. The forward ion acceleration was investigated using 1/11 µm thickness foils composed of a metallic sheet on which a thin reduced graphene oxide film with 10 nm thickness was deposited by single or both faces. The forward-accelerated ions were detected using SiC semiconductors connected in time-of-flight configuration. The use of intense and long pre-pulse generating the low contrast does not permit to accelerate protons above 1 MeV because it produces a pre-plasma destroying the foil, and the successive main laser pulse interacts with the expanding plasma and not with the overdense solid surface. Experimental results demonstrated that the maximum proton energies of about 700 keV and of 4.2 MeV carbon ions and higher were obtained under the condition of the optimal acceleration procedure. The measurements of ion energy and charge states confirm that the acceleration per charge state is measurable from the proton energy, confirming the Coulomb–Boltzmann-shifted theoretical model. However, heavy ions cannot be accelerated due to their mass and low velocity, which does not permit them to be subjected to the fast and high developed electric field driving the light-ion acceleration. The ion acceleration can be optimized based on the laser focal positioning and on the foil thickness, composition, and structure, as it will be presented and discussed.  相似文献   

15.
贺书凯  刘东晓  矫金龙  邓志刚  滕建  张博  张智猛  洪伟  谷渝秋 《物理学报》2017,66(20):205201-205201
基于传统带电粒子活化分析技术,发展了一种用于激光加速质子参数表征的带电粒子活化测谱方法.激光加速质子轰击不同厚度铜薄膜组成的诊断滤片堆栈,使铜片活化,通过测量各铜片活度及活性区的大小,获得加速质子的空间积分能谱、角分布等参数.详细讨论了活化测谱的滤片堆栈诊断排布、符合测量及解谱方法,并对该方法的可靠性进行了自洽检验;在XG-III皮秒激光装置上开展了带电粒子活化测谱实验,利用该诊断方法,得到了加速质子的角分布、空间积分能谱等参数,实验获得的质子最高截止能量18 MeV,激光能量到质子(4 MeV)的转换效率为1.07%.  相似文献   

16.
Track etch rate characteristics of CR-39 plastic detector exposed to 28Si ions of 670 MeV energy have been investigated. Experimental results were obtained in terms of frequency distribution of the track diameter, track density and bulk etching rate. A dependence of the mean track diameter on energy was found. The application of the radiation effect of heavy ions on CR-39 in the field of radiation detection and dosimetry are discussed. Results indicated that it is possible to produce etchable tracks of 28Si in this energy range in CR-39. We also report the etching characteristics of these tracks in the CR-39 detector.  相似文献   

17.
In this paper, the previous modeling of protons and alpha particles tracks depth in CR-39 nuclear track detectors was extensively extended to describe tracks of heavier ions. These ions include deuteron, lithium, boron, carbon, nitrogen and oxygen. Based on a compilation of published experimental results related to these ions, a set of empirical fitted model parameters is obtained for each type of ion. The A dependence of these model parameters is obtained.  相似文献   

18.
通过红外光谱和荧光发射光谱分别对600 keV、4 MeV和5 MeV Kr离子辐照的SiO2进行发光特性的研究。在低能量辐照体系中,简单色心(F2色心)的形成在损伤过程中占据主导地位,其主要诱发蓝光发射带;在高能离子辐照条件下,离子径迹上的能量密度较大,因此缺陷浓度的增大产生了一些缺陷团簇和离子径迹,形成了复杂的色心(F2+和F3+色心等)并诱发了强烈的绿光发射带和红光发射带。该实验结果与能量损失过程中统一热峰理论模型(一个综合的基于电子能损与核能损的非弹性碰撞模型和弹性碰撞模型)的模拟结果能够很好地吻合,表明在keV~MeV能区上存在电子能损过程与核能损过程的协同效应。  相似文献   

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