毛细管准直微束过程模拟与微束品质分析

利用GEANT4程序对复旦大学单粒子微束的毛细管准直过程进行了蒙特卡罗模拟。计算结果表明:当前采用的1 m孔径、1 mm长度的毛细玻璃管准直器能够引出峰值能量2.2 MeV、能量分辨130 keV、束径2.4 m的质子微束,可达到装置对微束能量与束径分辨的设计指标,从理论上明确了毛细管准直微束引出的可行性。针对影响入射目标细胞微束品质的主要因素,分析了微束品质与准直系统和入射束流各状态参数的依赖关系,为毛细管准直微束的引出与优化提供了必要的理论依据。     

毛细管准直微束过程模拟与微束品质分析

利用GEANT4程序对复旦大学单粒子微束的毛细管准直过程进行了蒙特卡罗模拟。计算结果表明：当前采用的1 m孔径、1 mm长度的毛细玻璃管准直器能够引出峰值能量2.2 MeV、能量分辨130 keV、束径2.4 m的质子微束,可达到装置对微束能量与束径分辨的设计指标,从理论上明确了毛细管准直微束引出的可行性。针对影响入射目标细胞微束品质的主要因素,分析了微束品质与准直系统和入射束流各状态参数的依赖关系,为毛细管准直微束的引出与优化提供了必要的理论依据。     

北京正负电子对撞机mini-β方案中束-束相互作用的研究

为实施mini-β方案,北京正负电子对撞机(BEPC)采用高频腔压缩束长,对撞亮度随着高频腔压的升高而下降是BEPC所遇到的特殊的束-束相互作用问题,此工作就是要搞清楚其物理机制并找到解决办法.研究结论指出对于BEPC,束长σs对束-束相互作用的影响主要表现在“沙漏”效应和束长对横向自由振荡的相位平均效应.这两个相互制约的因素使得BEPC的亮度对于束长和对撞点垂直β函数的比值有一个最佳范围,并由模拟结果给出了初步的范围.     

离子微束技术及其多学科应用

通过微米孔准直或电磁聚焦技术可将加速器产生的MeV离子束形成微米尺寸的离子束斑(微束), 从而用来研究固体和生物样品的微米空间分辨的材料信息和辐照响应。 结合MeV离子微束的发展历史综述了微束技术和跨学科应用, 包括利用微束开展具有空间分辨的离子束分析、 单粒子效应、 微纳加工和细胞辐射响应等研究。 介绍了中国科学院近代物理研究所的高能重离子微束辐照装置, 该装置成功地将总能量为1 GeV的C离子在大气中聚焦为1 μm×2 μm的微米束斑。 Beam of MeV ions from particle accelerators can be confined by collimators or focused by electrical/magnetic quadruples into micrometer size, and this microbeam can be used to obtain spatial information or radiation effect in solids and biological samples. This paper reviews the technical developments and the multi disciplinary applications of microbeam, including ion beam analysis, single event effect in semiconductor devices, proton beam writing and cellular response to targeted particle irradiations. Finally, the high energy heavy ion microbeam facility at the Institute of Modern Physics of Chinese Academy of Sciences is introduced, which has successfully focused 1 GeV Carbon ions into a beam spot of 1 μm×2 μm in air.     

微束X射线荧光分析

用能量色散微束X射线荧光分析仪实际测量了微束准直器孔径和X射线强度对微束空间分辨率的影响,在准直器孔径为0.1mm条件下,获得以FWHM定义的空间分辨率最好为0.073mm。通过微束扫描测量出某硫化锰矿微区内的Mn、Fe、Zn、Pb的三维等高线荧光强度分布图和不同小区域内的能谱。     

E≤50MeV能区核反应机制的研究

本文以5－50MeV中子对⁵⁶Fe的反应为例,分析了E≤50MeV能区的核反应机制.计算结果表明:非弹性散射能谱的高能段分立能级部份主要是由直接反应贡献的,当能量大于30MeV时,整个非弹性散射截面也变成主要是由直接反应贡献的;对于由统计理论计算的单粒子发射截面,当入射粒子能量小于10MeV时主要由平衡发射贡献,但是当入射粒子能量等于20MeV时,则变成90%以上来自预平衡发射,当入射粒子能量小于20MeV时,第二个粒子的预平衡发射可以忽略,当入射粒子能量小于50MeV时,第三个粒子的预平衡发射可以忽略.     

中能重离子微束辐照装置的研制

微束辐照装置是将辐照样品的束斑缩小到微米量级, 能够对辐照粒子进行准确定位和精确计数的实验平台, 是开展辐照材料学、辐照生物学、辐照生物医学以及微加工的有力工具. 中国科学院近代物理研究所(IMP)正在研制中能重离子微束辐照装置. 该装置以兰州重离子加速器(HIRFL)系统提供的中能和低能重离子束流为基础, 采用磁聚焦方式形成微米束. 束运线上两台铅垂方向的偏转磁铁辅以四极磁铁构成对称消色差系统, 将束流导向地下室, 再用高梯度的三组合四极透镜强聚焦形成微米束斑, 在真空中或大气中辐照样品. 它将成为国内首台能够提供从低能(10MeV/u)到中能(100MeV/u)的重离子微束的公共实验平台, 用于定位、定量照射靶物质(生物细胞、组织或其它非生物材料等), 有助于深入揭示重离子与物质相互作用的本质, 也为探索重离子辐照效应的应用提供新的手段.     

束腔相互作用的导纳分析方法

在导纳坐标系中, 基于束流的导纳等效, 对束腔相互作用进行了分析, 得到了相关物理量的表达式. 利用这些公式, 研究了注入过程中重束流负载的瞬态Robinson~不稳定性. 与传统的方法相比, 导纳分析的推导比较简明, 表达式更具有物理直观性.     

100MeV质子双环双散射体扩束方案设计

为满足质子单粒子效应实验对大面积、均匀化质子束流的需求,针对中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器提供的100 MeV质子进行了双环双散射体扩束方案设计.Geant4模拟表明该方案可在2.4 m位置产生一个均匀性为±1.89%、半径为8 cm的照射野,在5 m位置产生一个均匀性为±5.32%、半径为20 cm的照射野.此外,利用Geant4对双环双散射体扩束方法的基本原理进行了进一步探索,并对第二散射体后加速器管道、初始束斑尺寸、照射野形成距离、改变入射质子能量等实际中各种可能因素对该方案扩束效果的影响进行了讨论.     

利用激光微束力学效应操纵生物体的实验研究

用光线光学方法对光束作用于微粒的力学问题进行分析,着重介绍了利用激光微束力学效应对多种生活活性细胞进行操纵的实验研究。     

Interaction of 11 MeV neutrons with Y

Differential cross section for scattering of 11 MeV neutrons by ⁸⁹Y were measured using the Ohio University beam swinger time-of-flight facility. Measurements were taken in the angular range between 15° and 145°. Empirical optical model parameters have been obtained from the measured elastic scattering data. Deformation parameters were obtained for low-lying excited states using these optical-model parameters in a DWBA collective formalism. A comparison with deformation parameters in neighboring even-even nuclei ⁸⁸Sr and ⁹⁰Zr is presented. The weak-coupling model is used to describe neutron scattering to low-lying states in ⁸⁹Y.     

On Eta-Meson Interaction with Nuclear Matter

Physics of Atomic Nuclei - The transparency of the carbon nucleus with respect to eta mesons of energy 25 to 95 MeV was measured. Mesons of this energy originated from the photoproduction on...     

3.5 MeV无箔注入器束流调试

3.5 MeV 注入器是“神龙一号”直线感应加速器的束源,在注入器束流调试中,首先通过数值模拟方法,初步确定束流过聚焦和聚焦不足两种极端情况下引出线圈输运磁场峰值的变化范围;然后以注入器出口束流波形为参考,通过实验调试找到了这两种情况下引出线圈输运磁场峰值的实际配置;再通过测量束流的剖面或发射度,在这两种配置中选定一个折中的引出线圈磁场配置,并最终确定了注入器输运磁场的总体配置。经过调试完成后的注入器束流为3.6 MeV,流强为2.8 kA,归一化边发射度为1 040 mm·mrad,达到了预期的指标。     

3.5 MeV无箔注入器束流调试

 3.5 MeV 注入器是“神龙一号”直线感应加速器的束源,在注入器束流调试中,首先通过数值模拟方法,初步确定束流过聚焦和聚焦不足两种极端情况下引出线圈输运磁场峰值的变化范围;然后以注入器出口束流波形为参考,通过实验调试找到了这两种情况下引出线圈输运磁场峰值的实际配置;再通过测量束流的剖面或发射度,在这两种配置中选定一个折中的引出线圈磁场配置,并最终确定了注入器输运磁场的总体配置。经过调试完成后的注入器束流为3.6 MeV,流强为2.8 kA,归一化边发射度为1 040 mm·mrad,达到了预期的指标。     

Interaction of antiprotons with deuterons at 25–100 MeV

The cross sections for elastic scattering, antiproton-deuteron charge exchange, and inelastic deuteron decay are calculated in the impulse approximation. The angular distributions of elastically scattered antiprotons are calculated for five energies. A criterion is found for evaluating the cross section for antiproton-deuteron annihilation. The calculations are carried out on the basis of the complex potential for the ÑN interaction used in the model of Nemirovskii et al.Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Fizika, No. 11, pp. 28–33, November, 1970.In conclusion the author thanks P. E. Nemirovskii for direct supervision of this study, and V. I. Khripunov for much assistance in the calculations.     

激光与物质相互作用国家重点实验室简介

激光与物质相互作用国家重点实验室依托于西北核技术研究所(陕西西安)和中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(吉林长春),主要面向信息、材料、能源等重要学科领域,开展激光与物质相互作用的基础研究和应用基础研究。     

激光与物质相互作用国家重点实验室简介

激光与物质相互作用国家重点实验室依托于西北核技术研究所(陕西西安)和中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(吉林长春),主要面向信息、材料、能源等重要学科领域,开展激光与物质相互作用的基础研究和应用基础研究。主要研究方向:激光辐照效应与机理研究高功率激光等离子体物理研究燃烧流场激光诊断技术研究高功率重频气体激光技术研究     

磁场中夸克物质的非轻子弱作用过程

讨论了磁场中夸克物质的非轻子弱作用过程. 改进了在弱磁场情况下的近似计算方法, 分别给出了强弱磁场下非轻子过程的反应率的表达式, 以及一定条件下的近似表达式. 结果显示, 强磁场极大的抑制反应率的大小, 进而影响奇异夸克物质的粘滞性.     

激光与物质相互作用国家重点实验室简介

激光与物质相互作用国家重点实验室依托于西北核技术研究所（陕西西安）和中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（吉林长春）,主要面向信息、材料、能源等重要学科领域,开展激光与物质相互作用的基础研究和应用基础研究。     

反磁回路技术诊断2MeV注入器出口处束包络半径

反磁回路(Diamagnetic loop,DML)诊断强流脉冲电子束半径的技术是一种可在线诊断的技术. 这种诊断技术与其他方法(如三梯度法)相配合可以同时在线诊断强流脉冲电子束的发射度、束包络斜率等参数. 介绍了反磁回路诊断电子束时间分辨均方根半径的原理, 并建立了相应的装置,通过标定给出了定标系数. 利用反磁回路诊断装置测量了2MeV直线感应型注入器出口处双脉冲强流电子束包络的均方根半径分别为6.84mm和5.63mm,和用分幅相机同步测量的结果具有较好的一致性.