低能电子在水中的弹性散射

基于平均散射截面概念,结合Mott截面,计算E≤10 keV范围低能电子在水中弹性散射的微分散射截面、总散射截面及弹性散射角概率分布,与应用Rutherford模型的计算结果及实验结果符合较好.在此基础上,给出一个低能电子在水中弹性散射的模拟方法,既严格可靠,又能够方便地应用于低能电子在水中径迹结构的模拟.     

质子、α粒子在水中的径迹结构

简述了一个模拟质子、α粒子的蒙特卡罗径迹结构模型，考虑了质子、α粒子在水中输运时的电离、激发等非弹性散射机制，模拟计算了质子、α粒子在水蒸气(密度为1g／cm^3)中的径迹，质子、α粒子的能量范围为0．3—5MeV／u．考虑了产生的大量低能电子(能量下限为1eV)在水介质中的输运．计算得到的射程、径向剂量等参数，与实验数据符合得较好．     

低能电子在水介质中的输运过程

考虑到低能电子(能量下限为1eV)在水中输运时的电离,激发,俘获以及超激发引起的自电离等非弹性散射机制,并且考虑到OH⁺,H⁺等自由基的产生和分布,运用Monte Carlo方法模拟了电子在水中输运的径迹结构,揭示了电子在低能情况下输运时单条轨道的空间分布结构特点(云团,团点和短径迹等空间分布实体)和包含在大量轨道中的径迹结构的统计性质,并通过对比截止能量取30和1eV两种情况,分析了30eV以下的低能电子的作用.     

等离子体屏蔽对He2+与H原子碰撞电离微分截面的影响

应用经典径迹Monte Carlo（CTMC）方法研究了He²⁺与H原子在等离子体环境下的碰撞电离过程,计算了在5—400 keV/u的能区随等离子体屏蔽作用变化的碰撞电离总截面和一阶微分截面.等离子体中带电粒子之间的相互作用采用Debye-Hückel模型来描述.由于等离子体屏蔽效应的存在,靶中束缚态电子能级及其经典微正则分布以及入射离子与靶电子的相互作用都发生了变化,而这些变化会直接影响碰撞电离过程.研究发现,碰撞电离总截面随等离子屏蔽的增加而增大,特别是在10 keV/u以下的低能区电离截面有量级的增加.对随能量变化的一阶微分截面,在低能碰撞过程中,屏蔽作用增加,微分截面呈量级增加,高能碰撞微分截面呈倍数增加.同时,屏蔽作用导致电离电子向高能方向移动,随着碰撞能量的增加两体碰撞机制的贡献越来越大,并在较高的出射电子能量出现了一个新的峰.对无屏蔽的自由原子碰撞过程,CTMC方法计算出的电离总截面在碰撞能量大于70 keV/u的较高能区在实验误差内与实验测量结果符合很好,而在较低的能区比实验值小30%—50%. 关键词： 重粒子碰撞电离 等离子体屏蔽效应 经典径迹Monte Carlo方法 Debye-Hückel模型     

基于蒙特卡洛和器件仿真的单粒子翻转计算方法

文章提出了一种基于蒙特卡洛和器件仿真的存储器单粒子翻转截面获取方法,可以准确计算存储器单粒子效应,并定位单粒子翻转的灵敏区域.基于该方法,计算了国产静态存储器和现场可编程门阵列(FPGA)存储区的单粒子效应的截面数据,仿真结果和重离子单粒子效应试验结果符合较好.仿真计算揭示了器件单粒子翻转敏感程度与器件n,p截止管区域面积相关的物理机理,并获得了不同线性能量转移(LET)值下单粒子翻转灵敏区域分布.采用蒙特卡洛方法计算了具有相同LET、不同能量的离子径迹分布,结果显示高能离子的电离径迹半径远大于低能离子,而低能离子径迹中心的能量密度却要高约两到三个数量级.随着器件特征尺寸的减小,这种差别的影响将会越来越明显,阈值LET和饱和截面将不能完全描述器件单粒子效应结果.     

e^＋—Kr和e^＋—Xe弹性散射截面的模型势计算

用模型势方法计算了低能正电子与Ｋｒ、Ｘｅ原子弹性散射总截面与动量转移截面，并将本文的计算结果与理论计算及实验值作了比较。     

用模型势方法研究正电子与稀有气体的弹性散射

用模型势方法和STO波函数系统地计算了低能正电子与He, Ne, Ar, Kr, Xe和Rn惰性气体原子在非弹性阈值以下的散射角分布, 计算结果与已有的理论和实验数据吻合. 通过对算得的大量微分截面(散射角从20°到160°)的数据进行分析, 总结出了低能正电子与惰性气体原子弹性散射的规律.     

重离子碰撞横能分布的饱和现象与多源模型

本文在深入分析高能不等核碰撞机制的基础上,进一步发展多源模型.计算了CERN和BNL两个能区的中心快度横能分布,成功地解释了高能时横能分布随靶核质量增加的加宽和低能时的饱和.给出了横能分布达到饱和(完全核阻止)的靶核质量.     

快重离子辐照聚酰亚胺潜径迹的电子能损效应

快重离子辐照聚合物材料时，由于密集电离激发在其路径上产生几纳米直径的潜径迹，径迹形貌受离子种类、离子能量等多种因素的影响.为了研究电子能损对径迹形成所起的作用，利用1.158GeV 的Fe⁵⁶离子和 1.755GeV Xe¹³⁶离子在室温真空环境下辐照叠层聚酰亚胺(PI)薄膜，结合傅里叶转换红外光谱(FTIR)分析技术对辐照引起的化学变化进行了测量.聚酰亚胺官能团的降解及炔基的生成是离子辐照聚合物的主要特征，在注量1×10¹¹到6×10¹²/cm²范围及较宽的电子能损(dE/dX)_e范围 (Fe⁵⁶ 离子：2.2 到 5.2 keV/nm， Xe¹³⁶ 离子：8.6 到 11.3 keV/nm)对官能团的断键率及炔基生成率进行了研究. 红外结果显示在实验涉及的能损范围都有炔基生成，应用径迹饱和模型对实验结果进行拟合，不同能损下的平均损伤径迹半径及炔基生成径迹半径被得到，通过热峰模型对实验结果拟合，给出了离子在聚酰亚胺中产生潜径迹的能损阈值，实验给出的径迹形貌的电子能损效应曲线与热峰模型预言走势基本一致. 关键词： 离子辐照 潜径迹 红外光谱 热峰模型     

中高能入射条件下裸碳离子碰撞氦原子单电离的全微分截面(英文)

利用四体模型计算了100和2MeV/amu裸碳单电离氦原子的全微分截面,其结果与实验数据和其它理论进行了比较.对于高能入射情况,在散射平面小动量转移和中间动量转移时现在的理论结果和实验符合的很好,然而在大动量转移时和在垂直平面有明显差异.对于低能入射情况,四体结果定性与实验结果一致,而且优于三体扭曲波(3DW-EIS)结果,表明四体效应在低能入射比在高能入射时明显.     

γ射线在LSO晶体中的能量沉积

采用蒙特卡罗程序MCNP计算了γ射线在LSO晶体中的能量沉积分布并与相应的实验结果进行了对比,验证了该方法的正确性。在此基础上计算了不同能量的γ射线在LSO晶体中的能量沉积分布,分析了γ射线与物质的不同作用对晶体中能量沉积分布的影响,总结出在晶体轴向和径向的能量沉积分布规律。轴向上,不同能量γ射线在LSO晶体中的能量沉积近似为指数分布,在表面能量沉积密度较小;在径向方向,γ射线在入射轴线上能量沉积密度很高,在距入射轴较近的区域,主要是次级电子产生沉积能量,随着距离的增大,γ射线能量沉积逐渐减小;在距入射轴较远的区域,能量沉积主要是散射γ射线产生。     

低能质子在半导体材料Si 和GaAs中的非电离能损研究

非电离能损(NIEL)引起的位移损伤是导致空间辐射环境中新型光电器件失效的主要因素.由于低能时库仑相互作用占主导地位,一般采用Mott-Rutherford微分散射截面,但它没考虑核外电子库仑屏蔽的影响.为此,本文采用解析法和基于Monte-Carlo方法的SRIM程序计算了考虑库仑屏蔽效应后低能质子在半导体材料Si,GaAs中的NIEL,SRIM程序在计算过程中采用薄靶近似法, 并与其他作者的计算数据和实验数据进行了比较.结果表明：用SRIM程序计算NIEL时采用薄靶近似法处理是比较合理的,同时考虑库仑 关键词： 低能质子 非电离能损 硅 砷化镓     

低能质子在半导体材料Si 和GaAs中的非电离能损研究

非电离能损(NIEL)引起的位移损伤是导致空间辐射环境中新型光电器件失效的主要因素.由于低能时库仑相互作用占主导地位，一般采用Mott-Rutherford微分散射截面，但它没考虑核外电子库仑屏蔽的影响.为此，本文采用解析法和基于Monte-Carlo方法的SRIM程序计算了考虑库仑屏蔽效应后低能质子在半导体材料Si,GaAs中的NIEL，SRIM程序在计算过程中采用薄靶近似法, 并与其他作者的计算数据和实验数据进行了比较.结果表明：用SRIM程序计算NIEL时采用薄靶近似法处理是比较合理的，同时考虑库仑     

利用射频腔对激光加速质子能谱的优化

基于靶背鞘层加速机制（TNSA）产生的质子束具有宽能谱的特性,限制了其应用范围。为了产生准单能质子束,研究了基于直线加速器射频腔结构的质子能谱优化方法。在给定射频腔电压和频率情况下,计算了腔间距随优化能量的变化关系,并针对不同优化能量设计了不同大小的腔间距和腔数。在给定腔数情况下,发现只在某个能量附近可以获得单能性最好的单能峰。对能量接受范围进行了分析,要实现最终2%的能散,进入射频腔的质子束能散不能大于15%,并分析了射频腔频率对能量接受范围的影响。最后对PIC模拟得到的半高全宽为15%的一个能谱进行优化,获得了谱宽小于2%的准单色质子能谱。 .     

300 eV—1GeV质子在硅中非电离能损的计算

非电离能损(NIEL)引起的位移损伤是导致空间辐射环境中新型光电器件失效的主要因素.引起质子在硅中NIEL的作用机理有库仑相互作用和核相互作用,质子能量范围从位移损伤阈能到1 GeV.当质子能量位于低能区时,库仑相互作用占主导地位,采用解析方法和TRIM程序计算NIEL;当质子能量位于高能区时,NIEL主要来自质子与靶原子核的弹性和非弹性相互作用,使用MCNPX/HTAPE3X进行模拟仿真计算由核反应引起的NIEL.实现了能量范围为300 eV—1 GeV的质子入射硅时NIEL的计算.计算结果表明,MCNPX/HTAPE3X可用于计算高能质子在材料中产生的反冲核所引起的NIEL,结合解析方法和TRIM程序可计算得到由于库仑相互作用引起的NIEL.     

一种计算固体冷能、冷压和结合能的新方法

 给出了利用Hugoniot参数计算材料冷能、冷压和结合能的一种新方法，对52种纯元素单质固体材料的计算表明，该方法的计算误差较小，对计算碱金属等外层电子数较少的材料效果尤佳。利用文中给出的冷能、冷压公式，计算出的铝、铜、银和锌等材料的冲击绝热线与实验数据符合得非常好。     

中能质子引起散裂反应的碎片质量分布研究

对 SHIELD程序进行了部分检验,利用SHIELD程序计算质子入射铅的薄靶产生的靶碎片的截面及质量分布和激发函数 ,计算结果较好地再现了实验数据 .并计算了 1 .6Ge V的质子轰击长 60 cm和直径20cm的铅靶的碎片质量分布. The test of part benchmark of SHIELD code was performed. The cross section, mass distribution and excitation function of the fragments (including residual nuclei) in the proton induced spallation reaction on thin Pb target at intermediate energy have been calculated by SHIELD code. And the results are in good agreement with experimental data. The fragment mass distributions from proton induced spallation reaction on thick Pb traget at incident energy 1.6 GeV were also presented.     

中能质子引起散裂反应的碎片质量分布研究

对 SHIELD程序进行了部分检验,利用SHIELD程序计算质子入射铅的薄靶产生的靶碎片的截面及质量分布和激发函数 ,计算结果较好地再现了实验数据 .并计算了 1 .6Ge V的质子轰击长 60 cm和直径20cm的铅靶的碎片质量分布. The test of part benchmark of SHIELD code was performed. The cross section, mass distribution and excitation function of the fragments (including residual nuclei) in the proton induced spallation reaction on thin Pb target at intermediate energy have been calculated by SHIELD code. And the results are in good agreement with experimental data. The fragment mass distributions from proton induced spallation reaction on thick Pb traget at incident energy 1.6 GeV were also presented.     

高能激光准直传输远场斯特雷尔比与数值验证

利用扩展惠更斯-菲涅耳原理对高能激光在大气中的传输进行了分析,获得了高能激光准直传输轴上及峰值斯特雷尔比的积分表达式,并使用激光大气传输四维仿真程序对该表达式的适用范围进行了分析及数值模拟验证。结果表明,积分表达式可以很好地适用于无自适应光学系统补偿时的高能激光湍流热晕传输问题,可以用于自适应光学系统补偿时弱热晕条件下的湍流热晕角非等晕问题和弱热晕及中等热晕条件下的湍流热晕聚焦非等晕问题。     

高能脉冲X射线能谱测量

给出了高能脉冲X射线能谱测量的基本原理及实验结果.采用Monte-Carlo程序计算了高能光子在能谱仪中每个灵敏单元内的能量沉积,利用能谱仪测量了"强光Ⅰ号"加速器产生的高能脉冲X射线不同衰减程度下的强度,求解得到了具有时间分辨的高能脉冲X射线能谱,时间跨度57ns,时间步长5ns,光子的最高能量3.0MeV,平均能量1.04MeV,能量在0.2—0.9MeV之间的光子数目最多,占46.5%.也利用二极管的电压电流波形理论计算了光子的能谱,并与利用能谱仪测得的能谱进行了比较,两种方法所得结果基本一致.