20 keV质子在聚碳酸酯微孔膜中传输的动态演化过程

测量了20 ke V质子穿过倾斜角为+1?的聚碳酸酯微孔膜后,出射粒子的位置分布、相对穿透率以及电荷纯度随时间的演化.实验发现,能量电荷比E/q≈10~1k V的质子穿过绝缘纳米微孔的物理机理与E/q≈10~0k V和E/q≈10~2k V区域离子有显著不同.对于E/q≈10~1k V的质子穿过绝缘纳米微孔,存在一段相当长的导向建立之前(导向前)的过程,在该时期内出射质子及氢原子的特性和导向建立后的特性有很大差异.在导向前的演化过程中,我们可以观察到出射质子的峰位逐渐向孔轴向附近转移;出射氢原子由束流方向的尖峰以及孔轴向的主峰构成,峰位角保持基本不变且尖峰逐渐消失.这一过程的主要机理为微孔内表面以下的多次随机二体碰撞和近表面镜面反射两种传输方式逐步向电荷斑约束下的"导向效应"过渡的过程.对E/q≈10~1k V区间离子"导向前过程"的完整观测,使得对低能向中能过渡区间离子穿过绝缘微孔膜物理机制和图像有更深入和完整的认识,有助于约10 ke V离子微束的精确控制和应用.     

Guided transmission of oxygen ions through Al2O3 nanocapillaries

The transmissions of oxygen ions through Al2O3 nanocapillaries each 50 nm in diameter and 10 μm in length at a series of different tilt angles are measured,where the ions with energies ranging from 10 to 60 keV and charge states from 1 up to 6 are involved.The angular distribution and the transmission yields of transported ions are investigated.Our results indicate both the existence of a guiding effect when ions pass through the capillary and a significant dependence of the ion transmission on the energy and the charge state of the ions.The guiding effects are observed to be enhanced at lower projectile energies and higher charge states.Meanwhile,the results also exhibit that the transmission yields increase as the tilt angle decreases at a given energy and charge state.     

低电荷态离子原子碰撞过程中的转移电离机理的研究

介绍了使用位置灵敏技术和飞行时间方法研究中低能低电荷态离子-原子碰撞过程中转移电离与单电子俘获过程.对于确定的入射离子电荷态，通过理论分析及与实验数据对比给出了转移电离与单电子俘获截面比R_TS随着入射离子速度V_P的变化规律和转移电离过程中电离的电子主要来自靶原子的最外亚壳层. 关键词： 转移电离 逃离半径 电离半径 俘获半径     

高电荷态离子Arq+入射在金属表面形成靶原子X射线谱

本文报道低能高电荷Ar12+、Ar13+ 、Ar14+离子与金属Mo表面作用过程中Mo原子受激发射X射线和X射线强度随入射能量变化的实验结果.结果表明,低速高电荷离子与金属表面原子相互作用可有效地激发靶原子或靶离子内壳层电子而发射X射线.     

Multiple ionization of argon accompanied by electron loss and capture of 0.22-6.35 MeV C^q＋ ions

In this paper a projectile ions recoil ions coincidence technique is employed to investigate the target ionization and projectile charge state changing processes in the collision of 0.22-6.35 MeV Cq^＋ （q = 1 - 4） ions with argon atoms. The partial cross section ratios of the double, triple, quadruplicate ionization to the single ionization （or the single capture） of argon associated with single electron loss （or single electron capture） by the projectile are measured and compared with the previous experimental results. In the present experiment, it is observed that the ratios of ionization cross sections R associated with single loss and single capture depend strongly on the projectile charge state and vary significantly with different reaction channels as impact energy increases. In addition, this paper gets empirical scaling laws for the ionization cross section ratios R corresponding to the projectile single loss and finds that the ratios of the double ionization to the single ionization associated with single electron capture remain constant in the present energy range.     

Sequential over-barrier ionization of multi-electron atoms in the tens-to-hundreds keV/u energy range

Our previous work on the classical over-barrier ionization model for helium double ionization is extended to the complex multi-electron system of Ne.The total and q-fold ionization cross sections are calculated at energies ranging from a few tens to several hundred keV/u.The calculation results are in good agreement with the experimental data,and the energy dependence of the cross sections suggests that the multi-ionization of a strong perturbated complex atom is probably the sequential over-barrier ionization process.     

散裂中子源高气压二维位置灵敏3He探测器的实验研究

为满足中国散裂中子源多功能反射谱仪中子探测器的基本物理要求:有效面积达到200 mm×200 mm、探测效率大于50%（2Å）、位置分辨好于2 mm等，中国科学院高能物理研究所研制了3He高气压二维多丝正比室位置灵敏中子探测器。该探测器采用二维多丝室结构，腔体内充3He/C₃H₈（6 atm/2.5 atm）的组合气体。本文首先利用Am/Be中子源完成对探测器全面积均匀性测试，均匀性指标达到了95.1%；探测器在中国散裂中子源的20号束流线站安装后，对其进行了在束测量，通过飞行时间选取波长2.8Å的慢中子，测量了探测器二维位置分辨和二维成像性能。在X方向（垂直于阳极丝的方向）的位置分辨为0.99 mm，Y方向（平行于阳极丝的方向）的位置分辨为1.36 mm，探测器具有很好的二维位置分辨和二维成像能力。测量结果表明探测器满足反射谱仪的研制要求。     

一维丝室气体探测器衍射像差的修正方法研究

一维位置灵敏单丝气体探测器采用单根镀金钨丝和200根阴极感应条的探测结构, X射线在阳极丝上产生的信号被多个阴极条感应, 利用重心法得到X射线的原初电离点的位置信息, 位置分辨率达到160 μm(半高全宽). 在同步辐射衍射实验中, X射线通过样品后会形成不同大小的衍射环, 本实验中测量得到11.148°和14.201°的两组衍射角位置信息; 通过平行移动一维探测器在衍射环范围内多次扫描, 可以重建得到二维衍射环. 由于一维探测器的气体厚度和入射窗宽度会给测量结果带来像差, 分析发现像差的影响大于一维探测器的位置分辨. 基于相应的物理分析对测量到的衍射位置进行修正, 修正后的衍射位置相比修正前的衍射位置的相对像差最大改善达到7%, 该方法实现了无像差二维衍射环的重建.     

100keV质子与低高能质子在绝缘微孔中输运特性的对比分析

为研究中能区带电粒子在绝缘微孔中传输的物理图像,利用MATLAB程序和蒙特卡罗方法建立理论模型,得到入射能量为10 keV,100 keV和1 MeV的质子,以-1?倾斜角入射到微孔后,出射粒子角分布、沉积电荷斑分布,以及粒子在微孔内的运动轨迹等传输特性.研究结果表明,在10 keV的低能区,微孔内壁沉积电荷的导向效应是主要的传输机制.在1 MeV的高能区,进入表面以下多次随机非弹性碰撞是主要的输运机制.在100 keV的中能区,无电荷斑时,主要是以进入表面以下的随机二体碰撞为传输机制;在电荷斑累积过程中,增强的库仑排斥力逐渐抑制入射质子在微孔内壁表面发生电子俘获;当达到充放电平衡后,主要传输机制为电荷斑辅助的近表面镜面散射行为.这一特性加深了对中能区质子在微孔中输运行为的认识,有助于对百keV质子微束的控制和应用.     

84.5MeV 12C4+离子诱发金属靶原子发射的Kβ与Kα-X射线强度比值的研究

本实验是在中国科学院兰州近代物理研究所, 国家实验室的重离子加速器上完成的. 实验用ORTEC公司生产的HPGe X射线探测器测量了84.5MeV的12C4+离子轰击Cu, Mo, Ag, Cd, In, Sn, W和Au金属靶产生的K壳层特征X射线谱, 计算了Kβ与Kα-X射线强度的比值, 并将结果与Scofield用Hartree-Fock-Slater模型计算出的理论值与用其它方法 (如: 衰变幅射, 用光子, 电子, 质子等粒子与靶相互作用) 得到的实验值进行了比较. 比较结果表明用84.5MeV的12C4+离子轰击Cu, Mo, Ag, Cd, In, Sn, W和Au金属靶产生的Kβ与Kα-X射线强度比值比理论值和其它实验值要大许多.