低能离子探测器的设计及测试

自行设计制作并测试了用于电子-离子碰撞电离截面测量实验的低能离子探测器。该探测器由Al_2O_3转换板、加速电极、单通道电子倍增器三部分组成。离子沿70°方向轰击转换板,产生数目与离子能量成正比的二次电子,电子由单通道倍增器测量。采用合适的电子学线路和甄别阈,可以有效地把离子计数与本底分开。对10keV Ar~+在入射束流小于10~4s~(-1)时,探测效率接近100％。本探测器可用于低能重离子的计数测量。     

低能Xe离子辐照在Al表面上的光辐射研究

本文测量了200~550 keV的Xe10+离子轰击高纯度（9999%）Al表面诱发的溅射Al原子的光发射,研究了Al Ⅰ 30810、30914、39452、39628 nm光谱线强度比值和光子产额随入射离子能量的变化趋势。在本实验能量范围内,辐射光谱线强度比值随入射离子能量增加几乎不变,而发射谱线的光子产额随入射离子能量的增加呈现出不同趋势：入射离子能量为450 keV时,光子产额出现极大值,入射离子能量超过450 keV时,光子产额随能量的增加而减少,其变化趋势与核阻止本领随能量增加的变化没有出现类同的变化特征。结合核阻止和电子阻止效应对实验结果进行了讨论,结果表明：入射离子能量低于450 keV时,核阻止在碰撞中起主导作用,入射离子能量高于450 keV时,电子阻止在碰撞中起主导作用。     

氮化镓材料中质子输运过程的模拟

对入射能量为50keV~3MeV的质子在氮化镓(GaN)材料中的输运过程进行了Monte-Carlo模拟,得到垂直入射质子在GaN材料中的输运情况、质子与晶格原子作用产生的空位分布特征。模拟结果表明：在厚度固定（3.5μm）的GaN材料中,当入射能量小于300keV时,质子束横向扩展明显,入射离子全部被阻止在材料中;随着入射能量增大,质子束横向扩展减弱,离子穿透几率增大,当能量大于500keV时,入射离子几乎全部从材料中穿出。     

电子能量损失谱仪用中高能电子枪的研制

研制了一台电子能量损失谱仪用的中高能电子枪。其产生的电子与原子、分子发生碰撞,通过谱仪收集、分析散射电子的动量和能量,可以获得靶的电子结构和碰撞动力学信息。该电子枪结构简单,由热阴极、栅极、阳极、聚焦极和偏转板组成;电子能量可调范围大(1-3 keV),操作简单。为了获得最优的束流条件,利用SIMION电子光学软件模拟了电子发射源大小和初始发散角对靶点处的束斑大小和束流发散角的影响。在电子能量为1.5 keV条件下,实验检验给出在离电子枪出口27 mm处可获得束径约为0.95 mm、束流发散角约0.93°和束流强度6.27mA的电子束,满足电子能量损失谱仪的使用要求。     

10～50 keV的X射线管轫致辐射能谱的解析计算

X射线管便于产生X射线，广泛应用于工业、考古及医学等领域，其能谱分布是应用基础。本文通过蒙特卡罗模拟软件Geant4模拟入射能量为10、20、30、40和50 keV的电子与铜靶的相互作用，得到了电子在不同穿透深度下的计数、能量分布及角度分布，对模拟数据拟合，得到了10～50 keV的电子在铜靶中的电子深度分布及路径长度纠正系数的经验公式。将经验公式和相应轫致辐射截面数据结合，建立了入射能量为10～50 keV的电子在铜靶中产生轫致辐射能谱的解析计算模型。通过和模拟的X射线管轫致辐射谱比较，验证了该解析计算模型的准确性。     

单光子入射方法测量超快硬X射线能谱

利用单光子入射方法测量了高强度超短脉冲激光 (1 3 0fs,1 0 16 W cm2 ,744nm)与固体等离子体相互作用产生的超快 (ps)硬X射线 (>3 0keV)能量连续谱。采用铅屏蔽、激光脉冲和线性门同步符合技术将HPGeX射线谱仪的本底计数率降低到 1 0 -4 炮 ,满足了单光子计数时的低本底要求。用该谱仪实际测量了激光等离子体产生的超快硬X射线能谱 ,所得结果与理论预期符合。     

基于傅里叶变换的逐段本底扣除法

基于傅里叶变换的本底扣除法能够从细节上描述γ能谱本底,但对低能段的描述很不充分。本工作在该方法的基础上,提出了一种逐段扣除本底的方法。对构建的以实测环境γ能谱为基底、包含200 keV、500 keV和2000 keV能峰的γ能谱进行本底扣除,结果显示,所提出的方法对γ能谱低能段本底的描述明显优于传统基于傅里叶变换的本底扣除法:对200 keV的能峰,用逐段法扣除本底后,能峰净计数相对参考净计数的偏差约为传统方法的1/3。并且发现,使用逐段法扣除本底后再使用传统基于傅里叶变换的本底扣除法,本底扣除效果进一步改善。     

类锂离子与He原子碰撞中的单电子丢失

本文基于Bohr-Lindhard(B-L)模型,考虑了碰撞双方的电子密度分布,计算了能量为20~900keV/u的B2+、C3+、N4+及O5+等类锂离子与He原子碰撞中的单电子丢失(SEL)、伴随单电离的单电子丢失(SELSI)、伴随双电离的单电子丢失(SELDI)等截面对能量的依赖曲线,计算结果与已有的实验数据符合较好。分析发现,对于一给定的过程,较重的离子有较小的有效碰撞参数范围;对于同一种入射离子,SEL、SELSI和SELDI等过程对应的有效碰撞参数范围依次减小。     

调试正电子寿命谱仪能窗的一种简便方法

最近几年,恒比微分甄别器己广泛用于正电子湮没寿命谱仪中,使该装置简化到可以不用符合方式,只使用阳极引出。以往调试能窗是利用打拿极输出做能谱显示来解决。本文总结了在不用打拿极的情况下也可达到这个目的的经验。它的主要思想是:利用恒比微分甄别器(ORTEC 583)的输出随阈值或能窗的微分变化来确定511 keV康峰的边沿和选出具有最佳效率的能窗。方法的可靠性用直接显示的能谱做了检验,也用示波器测定了脉冲的幅度,     

MC法确定微型X射线管点源电子束最佳入射角

利用MC法,模拟不同电子入射方向的微型X射线管出射X射线谱,从而得出最佳入射角。模拟了50 keV能量的点源电子束、2μm银靶、250μm铍窗的X射线管,得到电子的最佳入射角为15°。结果表明:与传统微型透射式X射线管结构相比,调节电子入射角后的原能谱中低能X射线本底对待测元素的特征X射线的干扰减少了,并且电子束轰击靶材产生连续的韧致辐射和特征X射线的相对强度也提高了,有利于EDXRF分析的精度与准确性。