散裂中子源高气压二维位置灵敏3He探测器的实验研究

为满足中国散裂中子源多功能反射谱仪中子探测器的基本物理要求:有效面积达到200 mm×200 mm、探测效率大于50%（2Å）、位置分辨好于2 mm等,中国科学院高能物理研究所研制了3He高气压二维多丝正比室位置灵敏中子探测器。该探测器采用二维多丝室结构,腔体内充3He/C₃H₈（6 atm/2.5 atm）的组合气体。本文首先利用Am/Be中子源完成对探测器全面积均匀性测试,均匀性指标达到了95.1%;探测器在中国散裂中子源的20号束流线站安装后,对其进行了在束测量,通过飞行时间选取波长2.8Å的慢中子,测量了探测器二维位置分辨和二维成像性能。在X方向（垂直于阳极丝的方向）的位置分辨为0.99 mm,Y方向（平行于阳极丝的方向）的位置分辨为1.36 mm,探测器具有很好的二维位置分辨和二维成像能力。测量结果表明探测器满足反射谱仪的研制要求。     

84.5MeV 12C4+离子诱发金属靶原子发射的Kβ与Kα-X射线强度比值的研究

本实验是在中国科学院兰州近代物理研究所, 国家实验室的重离子加速器上完成的. 实验用ORTEC公司生产的HPGe X射线探测器测量了84.5MeV的12C4+离子轰击Cu, Mo, Ag, Cd, In, Sn, W和Au金属靶产生的K壳层特征X射线谱, 计算了Kβ与Kα-X射线强度的比值, 并将结果与Scofield用Hartree-Fock-Slater模型计算出的理论值与用其它方法 (如: 衰变幅射, 用光子, 电子, 质子等粒子与靶相互作用) 得到的实验值进行了比较. 比较结果表明用84.5MeV的12C4+离子轰击Cu, Mo, Ag, Cd, In, Sn, W和Au金属靶产生的Kβ与Kα-X射线强度比值比理论值和其它实验值要大许多.     

中低速C3+与He,Ne,Ar原子相互作用过程中单电子转移绝对截面的测量

实验测量了1.7v0-4.2v0(v0为玻尔速度,v0=2.19×108 cm/s)的C3+与He,Ne,Ar原子碰撞过程中单电子转移绝对截面.将实验结果与多体经典轨道蒙特卡罗模拟计算结果做了比较,发现测量结果与多体经典轨道蒙特卡罗模拟计算结果在趋势上相符.当入射离子速度在1.7v0-2.0v0时,因多体经典轨道蒙特卡罗方法计算时不能考虑多电子关联态俘获和极化效应的影响,实验值大于计算值.当入射离子速度在2.2v0-4.2v0时,由于被俘获电子对入射离子的不完全屏蔽,加上电子间的动态关联及有效电荷的影响,实验结果先与多体经典轨道蒙特卡罗计算结果符合很好,而后逐渐大于计算值.此外,还根据转移电离与单电子俘获的截面比简单分析了转移电离机制.     

30 keV H+在聚碳酸酯微孔膜中动态输运过程的实验和理论研究

测量了30 keV的H⁺入射倾斜角度为-1°和-2°的聚碳酸酯微孔膜后,出射粒子二维分布图、角度分布、相对穿透率以及出射H⁺电荷态纯度随沉积电荷的演化.实验中30 keV的H⁺在微孔膜中输运特性与之前其他能区离子在微孔膜中输运特性有显著不同,实验中直接观测到出射粒子导向部分和散射部分的动态演化过程,出射的H⁺由沿微孔孔轴方向的导向H⁺和沿入射束流方向的散射H⁺两部分组成,随着微孔内电荷斑的沉积,出射的导向H⁺的占比不断减小,出射散射H⁺占比不断增加;出射H⁰占总出射粒子的比例不断减小,其中心方向逐步向入射束流方向偏转.微孔膜处于不同倾斜角度时,微孔内沉积电荷斑的位置和电场强度是不同的.同时模拟计算了入射H⁺在微孔内部的运动轨迹、微孔内部电荷斑电势和场强分布,实验结果和理论结果得到了很好的验证.对出射离子导向部分和散射部分的动态演化过程的观测和理论解释,使得对中能区离子在微孔膜中输运机制有更好的认识.     

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.     

强扰动能区非全裸Cq+,Oq+(q=1-4)与He原子碰撞过程中截面比的实验研究

利用兰州大学2×1.7MV串列加速器离子-原子碰撞实验终端上产生的单核子能量为20-500 keV的Cq+和Oq+(q=1-4)离子与He原子碰撞.采用符合测量方法和多参数数据获取系统得到了散射离子与反冲离子电荷态的二维谱,从而分别得到直接电离、入射离子俘获电子和入射离子损失电子截面与总截面的截面比Rdirect,Rcapture和Rloss,并对强扰动能区的各个反应道之间竞争关系及同一反应道在不同碰撞体系中所表现出的实验规律进行了比较和定性分析.     

Experimental study of cross-section ratios in the collisions of Cq＋ and oq＋（q= 1-4） on atomic helium in strong-interaction region

We have measured the cross-section ratios of helium induced by C^q+ and O^q+ (q=1-4) in an energy range from 20 keV/amu to 500 keV/amu, and obtained the two-dimensional spectra by employing the coincidence method combined with the MPA-3 data acquisition system. Hence, we obtain the ratios of total single-ionization cross-sections (SI, SC, SLSI, and DLSI), total double-ionization cross-sections (DI, DC, TI, SLDI, and DLDI) and cross-sections of every process (SI, SC, SLSI, DLSI, DI, DC, TI, SLDI, and DLDI), which induce the single-ionization and double-ionization, to the total cross sections respectively. The competitive relations between the reaction-channels and the experimental data law of each reaction-channel are revealed explicitly, and the qualitative explanations involved in those results are also presented accordingly.