基于玻璃毛细管的大气环境MeV质子微束的产生与测量

本文采用玻璃毛细管产生了大气环境中工作的2.5 MeV质子外束微束,并对束斑直径及能量分布随玻璃毛细管与束流方向之间角度(倾角)变化进行测量.测量结果表明,在玻璃毛细管轴向与束流方向一致时(倾角为0°),产生的微束中存在保持初始入射能量的直接穿透部分以及散射部分,其中直接穿透的质子占比最大,束斑直径也最大.随着玻璃毛细管倾角的增大,当其大于几何张角时,束斑直径变小,产生的微束全部为能量减小的散射部分,直接穿透质子消失.我们对质子在玻璃毛细管内传输时的内壁散射过程进行了模拟计算及离子轨迹分析,发现大角度的散射部分决定了形成的外束微束斑外围轮廓,而束斑中心区域由不与毛细管内壁产生任何作用的直接穿透离子构成,其大小由玻璃毛细管出口直径以及几何容许张角决定.采用玻璃毛细管产生的外束微束具有产生简单廉价,微束区域定位简单的特点,有望在辐射生物学、医学、材料等领域得到广泛应用.

自给能中子探测器发射体材料研究现状

本研究介绍了自给能中子探测器发射体的结构、类型及原理,并根据反应原理将发射体材料进行了分类,并且分别介绍了每一类材料的作用机制和特点。重点分析了铑、银、钒、钴、铪、铂、钼、铍等几种材料的物理特性、反应过程以及现有的灵敏度研究数据,并结合文献数据,对几种新的发射体材料应用前景进行了分析。结果表明,除上述工艺成熟的材料外,钽有希望成为灵敏度高、响应快速的新发射体材料,铍可以作为测量快中子的有效材料。

加州大学伯克利分校核工程专业本科创新人才培养研究

我国提出在21世纪中叶实现“碳达峰”“碳中和”,在实现此节能降碳发展目标的进程中,核能及核技术越来越受到关注,是发展清洁能源的重要方向。该文针对我国核工程类人才培养方案的现状和在新时代对核专业人才的新需求,深入梳理分析加州大学伯克利分校核工程专业的人才培养理念、专业设置与课程体系、科研创新实践活动等做法。该校强调学生学习体验,培养一大批具有全局观念、创新思维的专业人才,对进一步优化适合我国国情的核工程类人才培养方案有借鉴意义。

低能电子穿越绝缘体微孔膜动力学过程研究

采用二维位置灵敏的微通道板探测器对能量为1500 eV的低能电子束穿过孔径为400 nm、未经照射过的的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)微孔膜后的全角分布以及时间演化进行了测量,同时采用自制的积分式能谱测量装置测量了穿透电子的能量分布。实验结果表明:在充电阶段,当入射电子束束流较弱时,透射电子强度随充电时间逐渐上升;充电过程中,透射电子的角分布宽度由小变大,但是角分布中心基本不随膜的倾角移动。对出射电子达到平衡态时的电子能谱的测量表明,穿透电子的能量保持着入射时的能量。对于理解电子在绝缘体微孔中的传输给出了新的实验证据,给出了可能形成“导向效应”的微孔内部电场的条件。

Na离子和Cl离子引起He原子直接多重电离过程的研究

利用 2～ 8MeV的Naq+、Clq+( q =2 ,3,4 ,5 )轰击氦原子 ,对碰撞的直接多重电离过程进行研究。实验采用反冲离子 -散射离子飞行时间符合技术 ,通过反冲离子飞行时间谱区分不同价态反冲离子 ;利用静电偏转和位置灵敏探测技术区分不同电荷态散射离子 ;结合CAMAC -PC多参数获取系统得到一定价态散射离子所对应的反冲离子电荷态分布谱 ;经分析该谱得到直接多重电离截面与直接单电离截面之比R2 1。讨论了R2

Li^-和Na^-单电子解离过程的研究

采用交叉束方法 ,利用负离子源产生的 3— 19keV的Li- 和Na- 轰击惰性气体靶He ,Ne和Ar ,通过静电偏转和位置灵敏探测器区分碰撞后中性粒子束和负离子束 ,测量了不同碰撞系统的中性粒子计数与相应入射负离子计数的比值R(E) ,并得到R(E)与入射负离子能量、负离子种类和靶原子种类的关系 .

O^-离子单电子解离过程的研究

采用交叉束方法,利用兰州大学串列加速器的负离子源提供的4—19keV的O^-与惰性气体靶原子He、Ne、Ar碰撞,通过静电偏转和位置灵敏探测器区分碰撞后中性粒子束和负离子束,测量了不同碰撞系统的中性粒子计数与相应入射负离子计数的比值R(E),讨论了R(E)与入射负离子能量E和靶原子种类的依赖关系。

质子轰击元素Ta、Lu引起的原子L亚壳层顺排

用能量０．８—２．ＯＭｅＶ质子束轰击元素Ｔａ、Ｌｕ使其电离，通过测量特征Ｘ射线的角分布，得到了Ｌ亚壳层原子顺排因子Ａ２和特征线Ｌｌ的极化度Ｐ，实验结果和ＰＷＢＡ理论进行了比较。基于特征偶极辐射，对原子顺排的物理图象作了解释。

用于高电荷态离子与表面相互作用研究的原子物理实验平台

在重离子加速器国家实验室ECR离子源上,成功组建了用于高电荷态离子与表面相互作用研究的原子物理实验平台;利用该实验平台,研究了用不同电荷态和不同速度的高电荷态离子与不同表面相互作用的可见光和X射线发射的情况,同时还研究了高电荷态Xe离子轰击晶体材料所引起的材料性质和表面结构变化的情况.

低能电子穿越玻璃直管和锥管动力学研究

我们通过实验测量1.5 keV电子穿越玻璃直管/锥管的二维角分布的时间演化,研究了低能电子与绝缘玻璃管相互作用的动力学过程.观察到了低能电子穿越玻璃直管和锥管后其强度随时间呈现振荡.穿透的强度出现振荡峰结构,在出现峰的地方,透射的电子最开始出现微弱的圆点,随后微弱的圆点变为较明显的亮点,此后亮点逐渐变大变亮,接着变暗,最后亮斑迅速消失,同时透射电子的角分布中心伴随移动.这种行为显示了低能电子在玻璃管内的充放电呈现振荡行为,当入射电荷累积足够大时,存在一个快速放电的通道,后迅速充电产生阻止电子穿越的电场.对比锥管后的角分布和直管的角分布,我们发现锥管的穿透电子束流密度比直管的大40%.锥管的充放电的时间比直管快,这显示了锥管更容易快速放电,其由于充电建立的电场也更容易影响传输的电子.电子在玻璃直管和锥管的快速充放电的动力学过程显示出电子的传输机制与高电荷态离子有很大不同,其快速充放电过程显示了带负电的电子与绝缘体材料相互作用中的充放电过程与带正电离子的不同.

非全裸氟离子与氖原子碰撞中的转移电离研究

采用位置灵敏探测和散射离子 反冲离子飞行时间技术测量了强相互作用区F2 + 和F3 + 离子与Ne原子碰撞中的转移电离截面与单电子俘获截面之比 .与Fq+ He实验结果进行了比较 ,并进行了定性讨论 .

高电荷态离子Ar^(13+)轰击Mo金属表面形成靶原子X射线谱测量

本工作实验研究低能高电荷态Ar13+离子与金属Mo表面作用过程中Mo原子受激发射X射线和X射线强度随入射能量的变化。实验结果表明,低速高电荷离子与金属表面原子相互作用可有效地激发靶原子或靶离子内壳层电子而发射X射线。

低能高电荷态氩离子与氩原子碰撞反应截面研究

使用位置灵敏技术和飞行时间方法研究了低能高电荷态氩离子与氩原子的碰撞反应,给出了实验测量得到的入射离子电荷交换截面和转移电荷截面,研究了反应截面与不同电荷态参教的关系,并与修正后的分子过垒模型计算结果进行了比较。

低能电子在玻璃管中的稳定传输

分别对裸的直玻璃管和外壁与出入口两端面涂导电银胶的直玻璃管进行了低能电子穿透实验.穿透电子的倾角分布显示,穿透电子强度随倾角增大而减少,并且穿透倾角不会超过玻璃管的几何张角.还测量了玻璃管在倾角为-0.2°时的充电过程.对于裸玻璃管,在充电过程中,穿透率和角分布有显著的振荡现象.整体来看,穿透率随时间先下降后上升,最后在某个平均值附近振荡;角分布随穿透率变化同步变化,先向正角度移动再向负角度移动,最后在玻璃管的倾角附近振荡.对于涂导电胶的玻璃管,在充电过程中,穿透率和角分布稳定变化.穿透率随时间先下降后上升最后平稳,角分布随时间先向负角度移动再向正角度移动,最后在玻璃管倾角附近稳定.通过模拟电子与SiO;材料的碰撞过程,提出了电子在裸玻璃管和涂导电胶玻璃管中的充电过程的物理图像.该物理图像能很好地解释电子在裸玻璃管和涂导电胶的玻璃管中充电过程的实验结果.最后,依据实验结果和物理图像给出了低能电子在玻璃毛细管中稳定输运的条件.

近玻尔速度氙离子激发钒的K壳层X射线

测量了2.4—6.0 MeV Xe^(20+)离子轰击V靶表面过程中辐射的X射线.计算了V的K壳层X射线发射截面,并将实验结果与平面波恩近似、ECPSSR、两体碰撞近似的理论计算进行了对比.讨论了近玻尔速度非对称碰撞过程中,BEA模型估算高电荷态重离子激发内壳层电离的修正因素.结果表明,综合考虑库仑偏转和有效电荷态修正后,BEA理论与实验结果符合较好.

医用质子和^12C离子束的物理性质研究

质子和重离子在现代放射治疗手段中已起着不可替代的作用,这主要取决于其独特的物理性质。利用一步过程和两步过程的物理模型解释了离子能量损失的机制,同时结合Geant4软件包模拟质子和12C在水中的运输过程,研究了离子束的物理性质,并讨论了计算的结果,说明了质子和12C在医学中应用的优缺点。

非全裸氟离子与氦原子碰撞中的转移电离过程

采用位置灵敏探测和散射离子 反冲离子飞行时间测量技术 ,测量了强相互作用区氟离子与氦原子碰撞中的转移电离截面与单电子俘获截面之比 .实验发现 ,该比值随作用强度的增加而减小 .在本工作能区 ,转移电离现象可视作一个电子被俘获、另一个电子被电离的两步过程 ;He原子二重电离的主要机制为两步机制 .

非全裸离子-原子碰撞中的多重电离研究

利用加速器提供的非全裸重离子束 (q=1 - 4)轰击氦、氖和氩原子 ,研究了由非全裸离子引起原子多重电离的有效电荷效应和电荷交换效应 .提出用一个有效电荷来等价描述非全裸入射离子对靶原子的作用 ,将描述全裸离子 -原子碰撞过程的物理模型推广到处理非全裸离子 -原子碰撞过程 ,采用轨道贯穿模型对有效电荷的内在物理机制进行了解释 ,提出一种新的理论方法将多重电离中俄歇过程的贡献予以扣除 .通过研究发现 ,扣除俄歇过程贡献后 ,多重电离截面随入射离子q/

高电荷态Ar^(q+)与Ne碰撞中入射离子电荷交换截面的研究

报道Arq + +Ne(q =8,9,11,12 )碰撞体系中多电子转移过程 ,得到了多组实验测量电荷交换截面数据 ,讨论入射离子电荷交换截面、反冲离子产生截面与入射离子电荷态、能量以及散射离子电荷态的关系 ,并且将实验结果与Arq + +Ar碰撞体系进行对比研究。在修正分子库仑过垒模型的基础上 。

一套研究重离子—原子碰撞过程中小角度散射的散射粒子—反冲离子飞行时间谱仪系统

本文报导通过测量离子—原子碰撞过程中反冲离子横向动量的方法获得散射角θ≤10^(-4)rad的单重和多重电离截面,即散射粒子—反冲离子飞行时间谱仪系统。文中将介绍建于兰州大学2×1.7MV串列加速器上的散射粒子—反冲离子飞行时间谱仪系统的机械设计,性能参数,数据获取,电子学框图以及利用1MeV质子轰击氩气时测量反冲氩离子飞行时间谱的试运行实验及结果。