厚靶的PIXE定量分析

本文主要从公式、数据的来源、探测效率、质子束流的测定、主、少量元素和微量元素的计算、精确度、探测限等方面介绍厚靶ＰＩＸＥ分析的近年来的发展及复旦大学厚靶ＰＩＸＥ工作的开展． All aspects about quantitative analysis of thick samples including formalism, data base, detector efficiency, charge measurement,calibration of major, minor and trace elements,accuracy and detection limits are reviewed. The development of Fudan university on these areas are also discussed.     

厚靶轫致辐射特性的数值模拟研究

X光机正朝高能强流方向发展.这些装置中普遍采用mm厚度的重金属厚靶,其辐射特性和各种参数间的规律受到关注.本文采用基于蒙特卡罗法的EGS4程序比较全面的研究了高能X光机中所关心的靶厚度的选择、轫致辐射场的角分布和X射线能谱的规律.同时还专门就X光强度和束流发射度、打靶焦斑尺寸三者的依赖关系进行分析,结论表明针对现有的X光机参数,不用担心因追求小焦斑而带来X光照射量的损失。文中还分析了强束流条件下单粒子蒙特卡罗模拟程序的适用性.文中结论和已有实验结果吻合,对实际工作具有意义.     

生物厚靶的He+离子透射能谱

测量了５００ ｋｅ Ｖ—１ Ｍｅ Ｖ 的 Ｈｅ ＋ 离子穿过５０ —９０ μｍ 厚度的玉米种皮、葡萄果皮和西红柿果皮的透射能谱．结果表明这些生物厚靶是不均匀的,存在着类似于“沟道”的开放通道,沿着这些通道入射离子可以容易地透过靶材料．虽然大多数离子停留在靶中,但一部分透射离子只损失很少的能量．透射能谱显示出一种纯粹的电子阻止特征．３０ μｍ 厚度样品的透射电子显微镜图谱（ Ｔ Ｅ Ｍ） 显示１５０ ｋｅ Ｖ 的电子可以穿过这些样品得到很清晰的图象．β１ ,４ 葡聚糖是生物种皮或果皮细胞壁的重要的组成部分,计算了该分子链的电子结构,指出了生物样品中可能存在的通道方向．     

弹性共振散射反应的厚靶实验设计

为了开展次级束引起的弹性共振散射反应的厚靶实验, 在北京HI-13串列加速器的次级放射性核束装置上建立了一套包含飞行时间和大面积双面硅微条探测器的探测系统, 并用57.0MeV ¹⁷F次级束轰击7.66mg/cm²的(CH₂)_n靶对¹⁷F+p弹性共振散射反应进行了试测量.     

单次分子镀法制备Sm和Eu厚靶

研究了在异丙醇-硝酸体系中单次分子镀流程制备Sm和Eu厚靶的实验条件。确定了在20μm铍箔上进行Sm和Eu分子镀实验的最佳工艺条件为：两极间距3cm,电流密度3.8mA/cm^2,分子镀过程持续1h。用分光光度法测定了分子镀的沉积效率均高于95%,所制备Sm和Eu靶膜的厚度分别在1.6和1.5mg/cm^2。     

单次分子镀法制备Sm和Eu厚靶

研究了在异丙醇-硝酸体系中单次分子镀流程制备Sm和Eu厚靶的实验条件。确定了在20 μm铍箔上进行Sm和Eu分子镀实验的最佳工艺条件为: 两极间距3 cm, 电流密度3.8mA/cm2, 分子镀过程持续1h。 用分光光度法测定了分子镀的沉积效率均高于95%, 所制备Sm和Eu靶膜的厚度分别在1.6和1.5 mg/cm2。     

17F + p 厚靶实验对18Ne共振态性质的研究

实验通过17F+p共振弹性散射研究了复合核18Ne激发态中与天体核反应14O(α, p)17F相关的共振态性质。利用兰州放射性束流线(RIBLL)对弹核碎裂反应产生的放射性束17F进行了分离和提纯。经过降能后,能量为4.22 AMeV 的17F束流轰击在T2终端的厚氢靶(CH₂)_n上。　两套∆E-E Si探测器望远镜放置在两个不同的探测角度θ_lab≈2.3°和14°上,对反冲质子的角度和能量进行了测量。实验观测到了复合核18Ne的几条质子共振能级。通过R-Matrix理论程序对激发函数进行拟合,得到了共振态的能量、 自旋、 宇称和衰变宽度等共振参数。Resonant properties in18Ne relevant to the stellar reaction of 14O(α, p)17F have been investigated through a resonant elastic scattering of 17F+p. The 17F RI beam was produced via a projectile fragmentation reaction, and subsequently separated and purified by Radioactive Ion beam Line in Lanzhou(RIBLL). After a series of energy degradation,a 4.22 AMeV 17F beam bombarded a thick(CH₂)_ntarget at T2 terminal. Energy and angle of the recoiled protons were measured by two sets of ∆E-E silicon telescope at θ_lab≈2.3°,14° respectively. Several resonances in 18Ne were observed,and their resonant parametersincluding energy,spin parity and decay width have been determined by an R-Matrix analysis of the experimental excitation function.     

无标样厚靶PIXE分析中数值方法的应用

本文用数值方法对厚靶PIXE分析中所测得的特征K-X射线强度进行修正.修正包括入射质子在靶中的慢化,特征X射线在厚样中的吸收以及基体元素的特征X射线引发的待测元素X射线的增强等.同时,为了进行元标样分析,同蒙特卡罗方法对整个分析系统作了效率刻度.在此基础上,对一些自制的标准厚样进行了PIXE实验分析,分析结果与已知值有较好的符合.     

PIXE分析技术在大气环境研究中的应用

概述了ＰＩＸＥ分析技术在大气颗粒物特性、来源等研究中的几个应用实例． Some examples of applying PIXE on the atmospheric particulate are briefly introduced in this paper.     

成都金沙遗址古代陶片的PIXE和RBS分析(英文)

成都金沙遗址的年代覆盖了商代晚期至西周时期（公元前1200年—公元前650年）, 一般被认为是三星堆文化的延续。初步建立了质子激发X射线发射（PIXE）和卢瑟福背散射（RBS）实验装置, 并采用PIXE和RBS方法研究了从金沙遗址出土的部分陶片的元素组成。通过因子分析, 观察到来自不同地层的陶片的元素组成存在一定的差异, 这可能意味着制作陶器的陶土在不同时期取自不同的地点。也观察到来自不同发掘坑的陶片的元素组成没有明显的聚类现象, 这可能意味着制作不同使用用途的陶器所用的陶土是没有区别的。Jinsha Ruins Site, Chengdu, China, spanned the age from late Shang Dynasty to Western Zhou Dynasty (B.C.1200—B.C.650), was generally considered as the inheritance of Sanxingdui Culture. This paper focuses on the studies of the pottery unearthed from Jinsha. PIXE and RBS experimental setup was preliminarily established and these techniques were employed to find the elemental composition of those collected shards. From the results of factor analysis, the differences can be seen among pottery shards from different stratums, which may suggest that the clay gathered from different sites was used in different periods. The authors also found that there was no obvious assemblage phenomenon in the factor analysis among the pottery shards from different pits, this may be the evidence for “no special clay for special use”.     

用长气体靶研究22Na+α共振散射

在日本东京大学CRIB 次级束装置上,用长气体靶开展了22Na+ α共振散射的厚靶实验研究。针对长气体靶实验中的两体运动学重构问题,提出了一套包括构建空间复杂几何关系、计算能量损失以及反应运动学的逐事件分析方法;对22Na+α共振散射的实验数据进行了重构分析,得到了E_c.m. = 4.2 ~ 5.4 MeV 区间22Na( α,α ) 的激发函数,从实验的激发函数中观测到了复合核26Al 5 个较为明显的共振峰。鉴于26Al 共振态的衰变模式比较复杂,本工作发现的26Al新共振态的能级性质有待进一步的理论分析。The 22Na+α resonant scattering is studied via a conventional thick target inverse kinematic method with an extended gas target. A data analysis method is proposed for the two-body reaction kinematic reconstruction, in which the spatial geometry, the reaction kinematics and the energy losses are considered. The experimental data of 22Na+ αresonant scattering have been thus reconstructed, and the excitation function is obtained in the energy interval of Ec.m. =4.2~5.4 MeV. Five resonant states in 26Al are observed in the experimental excitation function. Since several decay modes coexist for the observed 26Al resonant states, multi-channel theoretical analysis is thus needed to reveal their structure and decay features.     

与散裂中子靶物理相关的理论计算程序探讨 II厚靶计算

散裂中子靶是加速器驱动洁净核能系统的一个重要环节.相关的理论计算程序和蒙特 卡罗方法是研究该系统的散裂靶物理的一个重要手段.对相关程序进行了比对和介绍,并对SHIELD程序系统在中国的发展和在散裂靶物理上的应用作了介绍.     

厚靶D（d,n）^3He反应加速器中子源的产额、能谱和角分布

给出一种计算氘钛厚靶D(d,n)3He反应加速器中子源的产额、能谱和角分布的方法,并发展了一个计算机模拟程序,程序能够计算氘束流能量小于1.0 MeV的中子源的产额、能谱和角分布.计算时使用推荐的D(d,n)3He反应截面数据和来自SRIM-2003程序的氘在氘钛靶中的阻止本领数据.给出一些典型计算结果,包括中子积分产额、中子能谱和角分布.     

厚金属靶在弹丸打击下的侵彻与穿透

 给出了预测厚金属靶在不同形状弹头弹丸大速度范围内打击下侵彻与穿透的简单分析方程。在方程的建立过程中，假定变形是局部化的、冲击能量仅由侵彻过程吸收，并进一步假定靶材料对弹丸的平均阻（压）力由两部分组成：一部分基于空穴膨胀理论由于靶材料弹-塑性变形所产生的准静态凝聚阻力；另一部分是考虑了速度效应后的动压力。推导出了预测靶侵彻深度和弹道极限的方程表达式，并与金属靶在不同形状弹头弹丸大速度范围内打击下侵彻与穿透的实验进行了比较。理论预测与实验结果吻合得很好。     

多种X光激光靶的研究

X光激光靶是X光激光实验重要组成部分。针对不同X光激光打靶方案,开展多种X光激光靶的制备和参数测量,为一系列成功的X光激光实验提供了优质的X光激光靶。     

斜入射弹丸着靶位置立靶测量原理

常规的立靶测量装置要求弹道垂直预定靶面,当弹道不垂直预定靶面时,得到的测量结果是错误的。在终点弹道,有时很难保证靶面垂直飞行弹道。提出了一种由多光幕阵列组成的光幕立靶,可以实现小于70°入射角的弹丸着靶坐标的测量,不要求飞行弹道垂直靶面。在X和Y方向分别采用四个成固定角度的光幕来实现入射角度的测量,一次射击可得到弹丸的速度、速度方向上的空间角和着靶位置坐标。     

多种X光激光靶的研究

Ｘ光激光靶是Ｘ光激光实验重要组成部分。针对不同Ｘ光激光打靶方案，开展多种Ｘ光激光靶的制备和参数测量。