光电离过程中Fe靶和V靶特征辐射的角相关研究

在发射角120°—170°的范围内,应用硅漂移探测器以10°为间隔对中心能量为13.1 keV的韧致辐射诱发Fe靶和V靶发射的典型K系X射线光谱进行了测量.得到特征X射线Kα和Kβ的特征谱线,考虑探测器对特征X射线的探测效率、靶对入射光子和出射光子吸收的校准及大气对特征X射线的吸收后,结果显示不同探测角度下Kβ与Kα的强度比为一常数.将本次实验探测角度为150°时的Kβ/Kα强度比值的实验值、理论计算值和Ertuğral的实验结果进行对比,发现实验结果与预期相符.对比不同探测角度下的强度比变化趋势推断特征X射线的角度依赖关系,分析认为Kα和Kβ在探测范围内是各向同性发射的.     

Z-FFR聚变靶室物理状态分析与聚变X射线防护的初步设计

利用MULTI程序建立了大空间-时间尺度、Z-FFR聚变靶室气体氛围的辐射流体力学模型,研究了聚变X射线能量传输、气体氛围温度密度演化以及冲击波的形成和传播等物理过程,获得了第一壁表面辐射温度、冲击压力随时间的变化等重要参数。同时利用Geant4程序计算了静态X射线在第一壁耐烧蚀涂层中的能量沉积分布,研究了不同能量X射线在聚变靶室气氛中的衰减规律。综合动态和静态计算结果,完成了聚变X射线防护初步设计,确定第一壁入射X射线能量密度阈值约为0.2J/cm2,Ar气氛围压强为2000Pa。     

Z-FFR聚变靶室物理状态分析与聚变X射线防护的初步设计

利用MULTI程序建立了大空间-时间尺度、Z-FFR聚变靶室气体氛围的辐射流体力学模型,研究了聚变X射线能量传输、气体氛围温度密度演化以及冲击波的形成和传播等物理过程,获得了第一壁表面辐射温度、冲击压力随时间的变化等重要参数。同时利用Geant4程序计算了静态X射线在第一壁耐烧蚀涂层中的能量沉积分布,研究了不同能量X射线在聚变靶室气氛中的衰减规律。综合动态和静态计算结果,完成了聚变X射线防护初步设计,确定第一壁入射X射线能量密度阈值约为0.2 J/cm2,Ar气氛围压强为2000 Pa。     

GEM气体探测器的增益特性

研制一种双层结构的GEM气体探测器用于X射线成像和带电粒子径迹测量.使用铜靶X射线管产生的高能量X射线对其气体放大倍数,电荷传输效率,增益稳定性进行测试.实验结果显示:在入射X射线通量为10⁵Hz/mm²时,双层GEM探测器的有效增益达到10⁴以上,并且具有长时间稳定性.     

X射线偏振探测器中的极化光电过程模拟

采用蒙特卡罗程序Geant4模拟2～10 keV线偏振X射线光子在几种常用工作气体中的极化光电过程,明确了光电子出射位置、方位角分布与入射光子偏振方向、能量之间的响应关系。光电子的出射方向在入射光子偏振方向上的分布概率最高,且出射光电子的方位角分布可近似为余弦平方函数。光子能量增大时,各角度光电子计数不同程度地减少,但都呈现出在方位角为0或π（-π）时有极大值的统计规律。此外,揭示并量化了气体厚度、气体组成、气体体积分数之比和光子能量对探测效率的影响规律。气体厚度越大、平均原子序数越大,则探测效率越高。光子能量增大会导致探测效率降低,而对于由Xe或Ar组成的工作气体,当光子能量大于某壳层电子结合能时,由于相应壳层电子开始被弹射出,探测效率会有一定程度的提高。这些结果可为X射线偏振探测器的结构设计提供理论依据和数据支持。     

小单元漂移室用放射源模拟老化的实验研究

BESⅢ 漂移室(DC)模型用1.85X109 Bq 55Fe 5.9keV X射线放射源作加速老化实验研究.测量了阳极丝电流I和55Fe 5.9keV X射线全能光电峰位随累积电荷量Q的变化,由此得到累积相当BESⅢ DC 5年全天候运行的电荷量(0.07 C/cm)后,漂移室小单元的阳极电流降为初始值的87%;老化率为R=－0.19%/(mC/cm)     

晶体表面偏角对摇摆曲线及其半峰宽的影响

本文应用X射线衍射动力学理论,计算了晶体表面偏角对X射线双晶衍射摇摆曲线及其半峰宽的影响,得出当晶体表面向某一方向存在一定的偏角时,X射线的入射方向不同,将造成摇摆曲线位置的改变和半峰宽的变化,且其变化趋势随着入射角的变小而增大,随着入射角的减小,反射峰的半峰宽增大,并向高角方向漂移,采用掠入射的不对称衍射方式时,偏角的影响更为明显。 关键词：     

空间带电粒子对X射线通信信噪比的影响

针对空间粒子环境对X射线通信系统的影响,分析了空间带电粒子,尤其是高能电子与X射线通信的收发天线——多层嵌套式X射线聚焦光学相互作用产生荧光X射线的过程;使用蒙特卡洛软件MCNP仿真了电子与聚焦光学相互作用,产生荧光X射线光子的量子效率;建立了电子枪与多层嵌套式X射线聚焦光学相互作用的数学模型并搭建相关实验平台,使用具有高能量分辨率的硅漂移探测器实测了荧光X射线的数量和能量分布,计算了荧光X射线光子对X射线通信系统信噪比的影响.实验与计算结果表明:在入射电子流量为1×108 cps/cm2/s量级,能量1~20keV时,X射线通信系统的信噪比优于15.1dB.多层嵌套式X聚焦光学可以有效地滤除空间电子对X射线通信的干扰,提高信号增益.     

CsI光阴极在10-100 keV X射线能区的响应灵敏度计算

为了满足10-100 keV高能X射线光电探测器研究的需要,对CsI光阴极在该能量范围的响应灵敏度进行了研究.基于高能量X射线光子与材料相互作用的物理过程,分析了康普顿散射等效应对CsI响应灵敏度的影响.推导了CsI的响应灵敏度与二次电子平均逃逸深度和光阴极厚度的关系式和二次电子平均逃逸深度与入射光子能量的关系式,计算了CsI在10-100 keV范围内的响应灵敏度,计算结果与实验测试数据相符,验证了分析与推导的可靠性.根据计算可以获得不同入射X射线能量下CsI光阴极的最佳厚度,从而为高能X射线光电探测器的设计优化提供了理论参考.     

GEM探测器与X射线成像实验

使用2个GEM探测器系统,分别用作增益测量和位置分辨测量.用GEM探测器测量铜靶X射线能谱,能量分辨率为21.5%.8keV的X射线入射双层GEM探测器,实验测量x方向位置分辨为64μm,y方向位置分辨为68μm.将科研成果经过精炼、核心提取,为核与粒子物理学科的本科生开设GEM探测器和X射线成像实验,使学生对高能粒子探测技术、数据获取和处理等有整体的理解.     

近Bohr速度I20+离子在不同靶面上的L壳层X射线辐射

在兰州重离子加速器国家实验室,利用硅漂移X射线探测器探测了4.5 MeV I20+离子入射到Fe,Co,Ni,Cu,Zn靶表面时产生I的L壳层X射线.实验观察到Li,La1,2,Lb1,3,4,Lb2,15,Lg1,Lg2,3,4,4'等6组分辨较好的谱线,各分支X射线的能量发生了蓝移;Lb1,3,4,Lb2,15与L...     

高电荷态离子Ar17+与Mo表面作用过程中的X射线发射

观测了低速(小于Bohr速度)高电荷Ar¹⁷⁺离子与金属Mo表面相互作用的X射线发射,以及ArKα,KβX射线强度随入射离子动能的变化.     

多丝正比室W–S阴极条两维读出方法研究

对一种简便的多丝室楔形一条形(W–S)阴极的感应电荷分布进行了详细的计算,制作了100×100mm²的丝室模型,用55FeX射线测量丝室的定位精度,并获得入射X射线的二维图像.     

BESⅢ漂移室全长模型的建造及基于全长模型的BESⅢ漂移室电子学的测试

建造了BESⅢ漂移室全长模型. 在气体密封, 高压供给及前端电子学安装方面为BESⅢ漂移室的成功建造积累了经验. 另外, 在全长模型上对BESⅢ漂移室电子学进行了测试, 包括噪声, 漂移时间测量, 电荷测量, 以及电子学增益等方面. 测试的最终结果显示了BESⅢ漂移室电子学具有很好的性能, 能够满足它们的设计要求.     

129Xe30+与Au作用激发的Au M-X射线 与Xe L-X射线

探测了动能为1.0——7.0 MeV的¹²⁹Xe³⁰⁺ 入射Au表面产生的X射线谱. 实验结果表明, 入射离子动能较高时, 不仅激发出很强的Au的M-X射线, 还激发出了Xe的L-X射线, 且X射线产额与入射离子动能有强相关性. 分析了X射线产额与入射离子动能的关系.     

高电荷态Ar~(17+)离子在表面以下过程中发射X射线分支比及各分支能量的研究

对低速高电荷态Ar17+离子在与不同金属靶相互作用过程中放出的Ar离子K壳X射线的Kβ/Kα分支比及各分支K线平均能量进行了理论研究.在文献[28,29]的基础上,通过对实验数据的分析,得到了0.3—0.8玻尔速度之间的Ar17+离子与Be,Al,Ni,Mo,Au等金属相互作用过程中入射离子发出的X射线分支比及各分支平均能量.理论上,基于导带电子俘获模型和级联跃迁模型,建立耦合方程组,以解释实验主要结果,理论结果与实验符合较好.在此基础上讨论了低速高电荷态Ar17+离子在金属表面以下的空心原子形成及退激发过程中发射K壳X射线的物理图像.     

BES主漂移室的宇宙线测试结果

简要描述了北京谱仪(BES)主漂移室的结构和宇宙线实验安排,给出利用宇宙线测试主漂移室性能的主要结果.单元内具有线性的漂移距离S-漂移时间T关系.室的单丝空间分辨率σ_x=210～240μm.相当室内40次dE/dx取样的能量分辨率为8.7%.主漂移室运行稳定.     

利用聚束透镜获得高功率密度软X射线源

研制了针对Z-pinch强X射线辐射源的软X射线聚束透镜,利用西北核技术研究所"强光一号"加速器产生的钨丝阵高温等离子体辐射,对在高功率密度软X射线入射条件下的聚束透镜开展了实验.研究表明:由2401根X光导管组成的透镜,在输入软X射线功率密度达1.0×108W/cm2时,透镜的平均传输效率为9.6%,在软X射线传输过程中等离子体溅射被导管内壁吸收,透镜后焦点处能获得洁净的软X射线源,平均功率桁度达到1.15×109W/cm2.     

纳米ZnO薄膜的反射及偏振特性研究

用电子束蒸发镀膜法制备了纳米ZnO薄膜．通过测量其X射线衍射谱,计算出纳米ZnO颗粒的平均粒径大小为30nm．实验研究了纳米ZnO薄膜的反射和偏振性质,结果表明：当振动方向平行于入射面的线偏振光（简称P光）入射纳米ZnO薄膜时,不存在严格意义上的布儒斯特角,但对于入射角却存在一个临界角β．当入射角小于β时,反射光的振动面随着入射角的增大向左旋转;当入射角大于β时,振动面转而向右旋转;当振动方向垂直于入射面的线偏振光（简称S光）入射纳米ZnO薄膜时,反射光的振动面始终向左旋转．     

微结构X射线源中电子与阳极作用的蒙特卡罗模拟

根据电子多重散射理论,基于蒙特卡罗方法研究不同能量电子垂直入射不同材料的阳极靶后,电子在阳极靶内的沉积能量分布,及X射线发射位置的能量分布.结果表明：电子在靶内的轨迹扩展和入射电子能量、靶材料有关,99%电子能量沉积在近似圆柱形区域内.且电子在入射方向上的沉积能量分布不是直接递减,而是先递增到一定深度后再递减,符合电子背散射理论.说明X射线产生区域是在距表面一定深度区域内.另外,通过对比分析发现金刚石膜作为电子吸收光栅是不可行的,但作为热沉材料有很大的潜力.这些结论可为微结构X射线源研究及高亮度高相干X射线源设计提供参考.