热电子与聚变等离子体相互作用模拟计算的误差分析

对惯性约束聚变(ICF)实验条件下热电子辐照聚变等离子体（DD,DT）的射程岐离和散射进行了分析。结果表明,射程岐离和散射随射程增加近似呈直线增加;射程岐离和散射大小与等离子质量有一定关系。在单能热电子入射下,散射是计算结果误差的主要来源,误差在5%以下,绝对数在数十MA。入射束流的电子完全沉积在热斑中的聚焦角度,在边沿点火方式中,氘等离子体中为20.64,氘氚等离子体中为21.8;在中心加热方式中,氘等离子体中为16.36,氘氚等离子体中为17.6,在技术上相对易于实现。     

荷能离子在C60薄膜中引起的辐照效应

用 Raman散射和 XPS技术分析了能量为几百 ke V到几百 Me V的多种离子在 C60 薄膜中引起的辐照效应.分析结果表明 ,在低能重离子辐照的 C60 薄膜中 ,其晶态向非晶态的转变过程是由核碰撞主导的.在快离子 (1 2 0 ke V的 H离子和171.2 Me V的 S离子 )辐照的情况下,电子能损起主导作用.发现在H离子辐照过程中,电子能损有明显的退火效应 ,致使 C60 由晶态向非晶态转变的过程中,经历了一个石墨化的中间过程;而在 S离子辐照的情况下 ,电子能损的破坏作用超过了退火效应 ,因此 ,在C₆₀ 由晶态向非晶态转变的过程中,无石墨化的中间过程.Irradiation effecs (mainly including transformation from crystalline into amorphous state) of C 60 films induced by 120 keV H, He, N, Ar, Fe and Mo ions, 240 keV and 360 keV Ar ions, and 171.2 MeV, 125.3 MeV and 75.8 MeV S ions were analysed by means of Raman scattering and XPS technique. The analysis results indicate that amorphization process in the cases of N, Ar, Fe and Mo ions irradiation is dominated by nuclear collision, but in the case of H ion irradiation, the process is...     

预注入对Si1-xCx合金形成的影响

室温下在单晶Si中注入(0.6—1.5)at%的C原子,部分样品在C离子注入之前在其中注入²⁹Si⁺离子产生损伤,然后在相同条件下利用高温退火固相外延了Si_1-xC_x合金,研究了预注入对Si_1-xC_x合金形成的影响.如果注入C离子的剂量小于引起Si非晶化的剂量,在950℃退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与C原子结合形成缺陷团簇,难于形成Si_1-xC关键词： 离子注入 固相外延 1-xC_x合金')" href="#">Si_1-xC_x合金     

快点火参数窗口的计算

在入射粒子和等离子体相互作用物理学基础上,采用蒙特卡罗方法计算了常温和10 keV下,电子、氢、氘、氚和氦粒子在500 g/cm3纯氘等离子体中的能量损失、射程,以及在和燃料直径为50 m,在边缘、中心点火两种方式下的能量沉积时间,得出燃料约束时间为20 ps条件下的束流强度。实现快点火的边缘(中心)点火要求的最低入射束流强度:电子束为363(458) MA,质子束为187(355) MA,氘束为13.1(24.8) MA,氚束为10.9(20.9) MA,氦束为9.34(17.0) MA。单个粒子在边缘(中心)点火的最长能量沉积时间分别为电子0.036(0.078) ps,质子0.219(0.569) ps,氘0.241(0.651) ps,氚0.320(0.854) ps,氦0.228(0.592) ps,均小于燃料约束时间。数据的分析表明,入射粒子射程的末端设计在加热区,可以有效提高加热效率,同时也可以降低需要的束流强度。点火需要的最低总能量,应通过增加入射粒子的流强来实现。     

35MeV/uAr离子辐照聚酯膜引起的效应研究

采用多种手段研究了 35Me V/u的 Ar离子辐照聚酯 (PET)膜产生的微观结构变化 .结果表明 ,辐照使聚酯的化学键断裂并产生了炔端不饱和基团和自由基 .断键主要发生在乙二醇残留物、苯环的对位和酯的 C— O键上 .随着吸收剂量的增加 ,材料的结晶度逐渐降低 ,由原始的41 .7%减至最高辐照量时的 1 5.0 % .研究发现 ,聚脂的非晶化转变截面与电子能损呈线性关系 ;断键和非晶化效应主要取决于样品的吸收剂量 ,并存在一个约 4.0 MGy的阈值.Stacked polyethylene terephthalate films were irradiated with 35 MeV/u Ar ions at room temperature. The ion induced effects were studied by ultraviolet visible spectrometer, Fourier transform infrared spectroscopy, X ray diffractometer, X ray photoelectron spectroscopy, electron spin resonance spectroscopy and differential scanning calorimetry. Bond breaking and the formation of alkyne end groups and free radicals were observed. The bond breaking processes occurred mainly...     

快点火靶的新型概念和结构分析

提出了一个快点火靶新型概念和结构分析,在锥的尖端制作一个热斑大小的平台,以避免燃料从锥方向逃逸;在平台中间制作一个微纳米点,以约束热电子发射。或者在平台上制作微纳米点阵列,以抬高阿尔文效应限制的条件。考虑超热电子发射的静电势、材料的逸出功,给出了热电子发射能量公式,根据公式提出了关于快点火靶在材料和结构方面的优化条件和研究内容。比如,提高超热电子发射的静电势,和发射材料的选择等,以优化超热电子的出射能量和方向。     

高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能损效应研究

用1.4GeV氢离子对多层堆叠的厚约53m的聚苯乙烯薄膜在室温和真空条件下进行了辐照;对辐照后的样品进行了从红外到紫外的光吸收测量.测量结果显示,材料经高能红离子辐照后发生化学降解,降解过程强烈依赖于电子能损;在能量沉积密度很高的径迹芯中,分子主链和苯环均遭到破坏;在电子能损高于0.77keV/nm时有炔基产生.     

预注入对Si_(1-x)C_x合金形成的影响

室温下在单晶Si中注入 (0 6— 1 5 )at%的C原子 ,部分样品在C离子注入之前在其中注入2 9Si 离子产生损伤 ,然后在相同条件下利用高温退火固相外延了Si1 -xCx 合金 ,研究了预注入对Si1 -xCx 合金形成的影响 .如果注入C离子的剂量小于引起Si非晶化的剂量 ,在 95 0℃退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与C原子结合形成缺陷团簇 ,难于形成Si1 -xCx 合金 ,预注入形成的损伤有利于合金的形成 .随着C离子剂量的增大 ,注入产生的损伤增强 ,预注入反而不利于Si1 -xCx 合金的形成 ,但当注入C原子的浓度超过固相外延的溶解度时 ,预注入的影响可以忽略 .退火温度升高到 10 5 0℃ ,无论预注入还是未预注入样品 ,C含量低的合金相仍然保留 ,而C含量高的合金相大部分消失 .     

快重离子束实现点火的可行性

采用蒙特卡罗方法计算了低温下C,Si,Ar,Au和U等多种重粒子在等物质的量氘氚等离子体密度1000 g/cm3、热斑直径50 m中的电子能量损失,不同点火形式下入射能量和作用时间,以及燃料约束时间为20 ps条件下的束流强度。通过对数据的分析研究了这些重粒子辐照实现氘、氚燃料快点火的可能性。结果表明,重粒子束流加热等离子体实现快点火理论上可行,而且有一定的优势;较重的离子加热聚变等离子体的效果更好。重粒子束流加热等离子体到聚变温度需要的束流强度在MA左右;单个粒子的能量在GeV以上;相互作用时间为ps以下。     

2.1GeV?Kr离子在聚碳酸酯膜中引起的辐照效应研究

用傅立叶变换红外光(FTIR)谱仪和紫外/可见光(UV/VIS)谱仪研究了2.1GeVKr离子在聚碳酸酯(PC)膜中产生的效应.研究结果表明,在高能Kr离子辐照下,PC膜中发生了断键、断链和键的重组,炔基的出现是键的断裂和重组的结果.这些效应与辐照剂量和电子能损有关.辐照也使PC膜中发生了从氢化非晶态碳向非晶态碳的转变,在UV/VIS中,波长为380,450和500nm处的相对吸光度随能量沉积密度的增加近似按线性变化.