低能氘分子团(d_3~ )与固体靶原子相互作用过程中的团簇效应研究

通过对三个氘原子组成的氘分子团与三个分立的氘原子在轰击固体靶原子时所激发的Ｘ射线产额的差别的研究，进而揭示氘分子团在以库仑激发方式与靶原子相互作用中所体现出的团簇优势。实验结果显示，在１０－１００ｋｅＶ／ｄ能区，每个分子团中的氘核所激发的Ｘ射线产额平均为相同能量的普通氘核所激发的Ｘ射线产额的２．５倍。而且该比值具有较很弱的能量相关性。基于原子库仑相互作用规律对实验现象做了初步解释和简要估算，提出了分子团与靶原子作用模型。     

低能氘团簇离子(d_3~ )诱发固体靶内D-D核聚变过程中的团簇效应研究

通过对由三个氘原子组成的氘团簇离子（ｄ＋３）与三个分立的氘核（３ｄ＋）在轰击吸氘固体靶时所发生的ＤＤ聚变反应率的差别的研究，进而揭示氘团簇离子在与固体靶中的氘核发生聚变反应时所体现出的团簇效应．实验结果显示，在１０—４０ｋｅＶ／ｄ能区，每个氘团簇中的氘核（ｄ＋３／３）所产生的聚变反应率高于具有相同速度的独立氘核（ｄ＋）所产生的聚变反应率．反之，在５０—１００ｋｅＶ／ｄ能区，独立氘核比之于氘团簇中的单个氘核所产生的聚变反应率要高．两者之间的比值具有非常明显的能量相关性．这种团簇特性与团簇离子本身特性及固体靶环境等多方面因素有关．对其作用过程和实验中观测到的现象的实质做了具体讨论．     

氘代乙烷团簇库仑爆炸产生高能氘核和中子的研究

采用简化库仑爆炸模型对强激光脉冲照射氘代乙烷团簇发生的库仑爆炸过程进行数值模拟,研究了氘代乙烷团簇爆炸产生的氘核动能、中子产额与团簇尺寸的关系,且与氘代甲烷团簇产生的氘核动能及中子产额进行了比较.研究表明,尺寸为5 nm的氘代乙烷团簇在发生库仑爆炸后氘核的最大动能为20.96 keV,获得的中子产额为6.31×105,比同尺寸氘代甲烷团簇产生的氘核最大动能及中子产额更大.因此相对于氘代甲烷团簇,大尺寸的氘代乙烷团簇更适合作为激光驱动团簇库仑爆炸获得高额中子的靶材,这与报道的实验推论相一致.     

低能氘团簇离子(d+3)诱发固体靶内D-D核聚变过程中的团簇效应研究

通过对由三个氘原子组成的氘团簇离子(d⁺₃)与三个分立的氘核(3d⁺)在轰击吸氘固体靶时所发生的D-D聚变反应率的差别的研究，进而揭示氘团簇离子在与固体靶中的氘核发生聚变反应时所体现出的团簇效应.实验结果显示，在10—40keV/d能区，每个氘团簇中的氘核(d⁺₃/3)所产生的聚变反应率高于具有相同速度的独立氘核(d⁺)所产生的聚变反应率.反之，在50—100keV/d能区，独立氘核比之于氘团簇中的单个氘核所产生的聚变反应率要高.两者之间的比值具有非常明显的能量相关性.这种团簇特性与团簇离子本身特性及固体靶环境等多方面因素有关.对其作用过程和实验中观测到的现象的实质做了具体讨论. 关键词：     

飞秒激光氘团簇库仑爆炸引发核聚变的机理研究

在超强飞秒激光与氘团簇的相互作用中，利用库仑爆炸模型，分析了可以引发核聚变的高能氘核产生的机理，提出了氘离子团簇膨胀尺寸与时间的关系式，计算了多种尺寸的氘团簇库仑爆炸时氘核的动能以及氘团簇的解体时间． 关键词： 飞秒强激光 氘团簇 库仑爆炸 核聚变     

超强超短脉冲激光诱发大尺度氘团簇聚变

 利用低温脉冲气阀获得了平均含有3×103氘原子的氘团簇。在飞秒激光装置上实现了氘团簇聚变,每发中子产额为1×10³。中子产额对激光功率密度敏感,保持激光能量不变,随着激光焦斑的变大,DD聚变中子产额逐渐增加,最大值出现在激光焦斑为470 mm时;继续增大激光焦斑,没有观察到中子信号。实验结果还表明激光氘团簇聚变发生的区域主要是激光辐照的等离子体热区,此区域内邻近氘团簇库仑爆炸发射的高能氘离子碰撞引发聚变反应。     

一种新的核聚变方法

最近,美国Brookhaven 国家实验室的化学家 Robert Beuhler,Gerhart Friedlander和Lewis Friedman 公布了一种实现核聚变的新方法.他们把很小的重水分子团射到充有氘原子的靶中,从而获得存在时间很短的微“星”,并声称这种技术可能是获得聚变功率输出的新途径. Brookhaven的技术发表在1989年9月18日的 Physics Review Letters杂志上.这一技术的关键是能否形成一些含有几十个到几百个重水分子的分子团,以及将这些分子团加速并射入靶中.当这些分子团撞在含有氘元素的靶上的时候,在撞击点产生热量和压缩,使氘核发生聚变,从而产生氦-4核并释…     

飞秒强激光场中异核团簇的爆炸动力学

 利用Bathe过势垒模型,对飞秒强激光场中异核分子团簇((CH₄)_n,(CD₄)_n,(D₂O)n）的爆炸动力学过程进行了理论研究。结果表明:异核团簇爆炸后产生的离子能量与团簇初始半径的平方呈线性关系,爆炸机理为典型的库仑爆炸。研究发现,异核分子团簇发生库仑爆炸后的氘离子能量高于飞秒强激光和单核的(D)>)_n团簇相互作用后产生的氘离子能量,显示异核团簇中高Z元素电离后产生的高价离子对低Z元素离子有很强的加速作用。     

氘核与聚变中子耦合输运方法及应用

对加速器驱动中子发生器的数值模拟包括离子输运、聚变反应、中子输运等。由于核反应截面远低于带电粒子输运的库仑截面,且核反应平均自由程远大于靶厚度,直接蒙卡抽样难以抽到聚变反应。在MCNPX程序基础上,采用“强迫”聚变方法,即每个入射氘核必发生一次聚变反应,聚变反应处氘核的真实状态(位置、能量和方向)以抽样产生,并以此状态来确定聚变中子的出射状态,实现了氘核与聚变中子的耦合输运模拟计算。研究结果表明,该方法能够给出氘核输运对聚变中子能谱和角分布的影响,中子产额计算结果符合预期。     

高电荷态离子129Xe28+与Au和Mo表面作用产生的X射线谱

研究了高电荷态离子129Xe28+轰击金属Au和Mo表面产生的特征X射线谱.实验结果表明,在入射离子的电荷态和能量相同的条件下,对于核电荷数较小、原子质量较轻的靶原子,只有其内壳层的电子才能被激发而产生X射线,而核电荷数较大、原子质量较重的靶原子只有其较外壳层的电子能被激发而产生X射线.特征X射线的产额随入射离子动能的增加而增加.     

高电荷态离子Arq+与不同金属靶作用产生的X射线

研究了高电荷态离子Ar^q+(q=16，17，18)入射金属Be，Al，Ni，Mo，Au靶表面产生的X射线谱.实验结果表明，Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中固体表面之下形成空心原子发射的.电子组态1s²的高电荷态Ar¹⁶⁺离子在金属表面中性化过程中，存在的多电子激发过程使Ar¹⁶⁺的K壳层电子激发产生空穴，级联退激发射Ar的Kα 特征X射线.Ar¹⁷⁺离子在金属表面作用过程中产生的X射线谱形与靶材料没有明显的关联,入射离子的Kα-X射线产额与其最初的电子组态有关，靶原子的X射线产额与入射离子的动能有关. 关键词： 高电荷态离子 空心原子 多电子激发 X射线     

Xe~(26+)入射Au靶离子L壳层空穴的产生与退激辐射

基于两体碰撞过程的能量与角动量守恒,推导出Xe26+离子与Au原子碰撞过程,单离子的L壳层空穴产额与离子动能的理论关系.实验测定了动能2.4-3.6Me V的Xe26+离子入射Au靶,产生的Xe的L-X射线谱,获得了射线产额与离子入射动能的实验关系.结果表明,碰撞过程产生Xe L壳层空穴的同时,产生了一定数目的 M壳层空穴,导致L壳层空穴平均荧光产额显著变大,在实验能量范围,空穴产额的理论值与射线产额的实验值存在较好的一致性.     

入射离子X射线探测及其应用

文章介绍了近年来加速器质谱学中新发展的一种探测入射离子特征Ｘ射线技术．当用重离子轰击靶时，人们能够观测到这些离子的特征Ｘ射线和靶元素的Ｘ射线．由测定的入射离子的Ｘ射线可以用于分析入射离子的元素属性．如果入射离子的质量数已知，则通过其特征Ｘ射线的测定，也就可以确定其同位素属性，这对加速器质谱技术中的重同量异位素鉴别和离子束中的杂质成分的分析具有重要的意义．选择合适的离子速度和用作靶的元素，可以使入射离子和靶元素所形成的亚分子态发射Ｘ射线为其主要过程，从而在实验上获得最佳的Ｘ射线产额．     

D+离子束轰击时间对氘钛靶特性的影响

利用ZF-300keV中子发生器,采用伴随粒子法研究了氘钛靶的中子产额随D⁺离子束轰击时间的变化特性;利用慢正电子湮没技术和扫描电镜分别研究了D⁺离子束轰击前后靶辐射损伤特性和表面形貌特征.结果表明,束流轰击引起氘钛靶缺陷结构和表面形貌的改变 ,但轰击时间的不同并未引起氘钛靶的中子产额、缺陷结构和表面形貌有明显差异;数值模拟了D⁺离子束在氘钛靶的辐射损伤特性和能量损失规律并与实验结果进行了比照分析和讨论. 关键词： 中子发生器 氘钛靶 伴随粒子法 慢正电子湮没技术     

Eu~(20+)入射Au靶发射EuL-X射线产额与动能的相关性

探测了动能为3.0—6.0 MeV的Eu20+离子入射Au靶激发Eu的L-X射线谱,获得了射线产额与离子入射动能的实验关系.采用有心保守力作用下的两体碰撞模型,并考虑了离子的能损,计算了Eu离子与Au原子碰撞过程中单离子L壳层空穴的产额.根据离子L壳层空穴退激的荧光产额,给出了碰撞过程Eu单离子L-X射线产额与离子入射动能的理论关系.结果表明,射线产额的理论值与实验数据符合得较好.     

高电荷态离子Arq+与不同金属靶作用产生的X射线

研究了高电荷态离子Arq+(q=16,17,18)入射金属Be,Al,Ni,Mo,Au靶表面产生的X射线谱.实验结果表明,Ar的Kα-X射线是离子在与固体表面相互作用过程中固体表面之下形成空心原子发射的.电子组态1s2的高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中,存在的多电子激发过程使Ar16+的K壳层电子激发产生空穴,级联退激发射Ar的Kα特征X射线.Ar17+离子在金属表面作用过程中产生的X射线谱形与靶材料没有明显的关联,入射离子的Kα-X射线产额与其最初的电子组态有关,靶原子的X射线产额与入射离子的动能有关.     

Eu$lt;sup$gt;20+$lt;/sup$gt;入射Au靶发射Eu L-X射线产额与动能的相关性

探测了动能为3.0–6.0 MeV的Eu²⁰⁺离子入射Au靶激发Eu的L-X射线谱,获得了射线产额与离子入射动能的实验关系. 采用有心保守力作用下的两体碰撞模型,并考虑了离子的能损,计算了Eu离子与Au 原子碰撞过程中单离子L壳层空穴的产额. 根据离子L 壳层空穴退激的荧光产额,给出了碰撞过程Eu单离子L-X 射线产额与离子入射动能的理论关系. 结果表明,射线产额的理论值与实验数据符合得较好. 关键词： 离子动能 荧光产额 单离子X射线产额     

在几种约束模式下氘核对氘核的势垒贯穿

分别对游离态的氘氘核系统,磁阱位形下的氘等离子体,共有电子对约束的氘氘核系统,以及在晶格强力约束下实现了高密度积累的氘氘核系统中氘核间库仑相互作用的位能曲线进行了讨论,并以此为基础在一维方势垒近似下研究了在上述几种约束模式下氘核对氘核的势垒贯穿,以及因此而引起的核反应率随相关参数的变化情况.研究表明,冷聚变在物理上是说得通的,但聚变率太低,看不出有任何现实意义. 关键词： 势垒贯穿 核聚变 冷聚变     

利用整形激光脉冲压缩薄膜靶得到中子源

研究了整形激光脉冲对冰冻氘氚靶的压缩。通过数值分析,发现利用分步激光产生的系列激波压缩氘氚靶可以获得较高密度和较低温度的等离子体靶。初始激光强度的选取将影响到压缩后的等离子体密度,继而影响到产生中子的数量。通过调节初始激光强度可以使压缩后的氘氚靶温度处在反应率比较高的范围内,从而得到优化结果。当初始归一化激光振幅为0.5,最终为32时,压缩后的氘氚靶密度可达到18416倍的临界密度,温度达到16 keV,每焦耳入射激光能量可得到109个中子,这个中子产额比现有其他方法所得到的中子产额大4个数量级。     

对冷聚变全原子论的进一步探讨

我在一篇论文中提出了一个冷聚变的全原子论，阐明氘原子进入钯晶体间隙位置时扩展成为一个封闭的球形全原子，其价电子完全在球内，围绕氘核运动使氘核对邻近氘核的排斥作用被屏蔽掉，使氘核易于接近而产生聚变。对离子晶体两个负氘离子相互作用是怎样引起聚变的没做详细讨论，本文将对此问题进一步进行详细讨论。