超高/极高真空校准研究进展

本文概述了在超高/极高真空校准方面的研究进展。介绍了采用分子束法、压力衰减法、流导调制法以及分流法校准超高/极高真空规的原理、校准系统的结构及性能,并分析了它们的优缺点。从中可以看出,近年来随着真空材料处理技术、容器内表面处理技术和真空获得技术的进展,在10-10Pa^10-8Pa压力范围的超高/极高真空校准技术也取得了可喜的进展,校准系统的研制、维护成本日趋低廉,校准方法更为简单,校准结果更为准确。

基于冷原子的超高/极高真空测量机理研究进展

长期以来,随着原子的激光冷却和俘获技术的发展,利用超冷原子在磁阱中与背景气体碰撞的损失率以精确测量超高/极高真空度的新方法正在国内外深入研究,该方法将宏观物理量与微观参数相联系,可实现气体密度的精密测量和真空度的准确反演。然而,目前对于冷原子碰撞损失过程的非理想损失机制以及其它附加效应对测量过程的影响尚缺乏详细的分析,这些因素都制约着基于冷原子的超高/极高真空测量技术的发展。本文首先从冷原子的超高/极高真空测量基本原理出发,概述了冷原子真空度测量过程关键参数的不同确定方法和各自优缺点,随后,针对影响冷原子测量不确定度的各种附加损失,在相关研究基础上对其物理或数学模型进行分类讨论,分析为减小测量不确定度可采取的相应措施。最后,从关键参数的确定方法和其它测量过程的影响因素两方面,对冷原子超高/极高真空测量技术进行了总结和展望。

兰州重离子加速器深层治癌束流线真空系统

重离子深层治癌束流线从兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)主环引出,利用能量为100MeV/u～430MeV/ u的碳离子束,开展治疗体内各种癌症的深层治癌研究。该束流线真空系统包括极高真空段、超高真空段和大气段,采用不同的真空获得方案和工艺路线,分别在极高真空段和超高真空段获得了8×10^(-10)Pa和1×10^(-6)Pa的真空度,并顺利实现了束流线的真空过渡,保证了HIRFL-CSR主环极高真空系统的安全运行;研制了适用于高频率扫描磁铁内放置的真空管道,消除了涡流对束流的影响;对隔离真空和大气的大尺寸膜窗材料进行了调研,选择高强度塑料膜(Hostaphan)和加强纤维膜(Kevlar)联合使用,既能让束流通过,又不会产生危害人体的中子,并能够有足够的强度抵御大气压力。该束流线真空系统的建成为重离子深层治癌的研究提供了良好的真空条件。

场发射冷阴极电离规的研究进展

碳纳米管冷阴极具有优异的场致电子发射特性,在电子源应用方面具有很好的前景,被认为是很有希望取代热阴极的材料之一。本文回顾了20多年来场发射冷阴极电离规的发展。内容包括微尖型场发射阴极电离规和碳纳米管场发射阴极电离规的发展,从中可以看出场发射电离规的现状和发展趋势。最后对碳纳米管超高/极高真空电离规的发展进行了展望。

冷原子量子真空计量技术研究进展

超高/极高真空度测量技术在宇航科学、半导体制造、表面科学等领域具有广泛的应用。随着超冷原子技术的发展,利用冷原子损失率与气体压力之间的关系测量真空度,逐渐发展成一种新的真空测量方法——冷原子量子真空测量。在该方法中,冷原子损失率仅仅与冷原子和气体的碰撞截面有关,因此基于冷原子量子真空测量的方法有望发展出绝对真空计量技术。首先介绍了激光冷却和囚禁原子的基本概念以及磁光阱的结构和工作原理。其次,论述了冷原子量子真空计量技术的国内外研究现状、技术优势和关键技术。最后展望了冷原子量子真空计量技术的发展趋势。随着冷原子装置的小型化、商业化、普及化,这种新型量子真空计量技术有望应用到诸如航天器等需要高性能、轻量化、微型化装置的领域中。