發(fā)布時(shí)間：2022-01-26 18:11

　　本文研究了15 keV C^-離子在玻璃直管和錐形毛細(xì)管中的傳輸過(guò)程。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)低能負(fù)離子束在輸運(yùn)過(guò)程中可以形成穩(wěn)定的出射束流,且散射過(guò)程和電荷交換過(guò)程在負(fù)離子的傳輸過(guò)程中起到了作用。同時(shí),基于不同溫度下玻璃管電導(dǎo)率的變化,我們研究了溫度對(duì)負(fù)離子在錐形毛細(xì)管內(nèi)輸運(yùn)特性的影響。1、實(shí)驗(yàn)探究了出射粒子的時(shí)間演化過(guò)程。在0°偏轉(zhuǎn)角下,經(jīng)過(guò)直管的出射粒子形成橢圓形束斑,對(duì)應(yīng)的投影為單峰結(jié)構(gòu)。隨著測(cè)量時(shí)間的增加,出射粒子強(qiáng)度基本穩(wěn)定。而經(jīng)過(guò)錐形毛細(xì)管的出射粒子形成兩塊束斑:在二維圖像的中心形成了一塊束斑,在中心束斑的周?chē)?出射粒子形成了一塊環(huán)形束斑。兩塊束斑間存在一定的間隙。隨著測(cè)量時(shí)間的增加,出射粒子的強(qiáng)度,峰位置及半高寬等參數(shù)均穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了負(fù)離子在玻璃毛細(xì)管中可以形成穩(wěn)定束流。2、實(shí)驗(yàn)探究了毛細(xì)管傾斜角對(duì)于出射粒子的影響,傾斜角的范圍從0°-0.8°。通過(guò)測(cè)量出射粒子的二維角分布圖及一維投影發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)直管后的出射粒子仍形成橢圓形束斑,其負(fù)離子分?jǐn)?shù)約為0.991。隨著傾斜角增大,橢圓形束斑強(qiáng)度降低,但其投影位置無(wú)變化。經(jīng)過(guò)錐形毛細(xì)管后的出射粒子仍形成兩塊束斑。中心束斑... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

-keV的Ne7+離子穿過(guò)PET膜后，出射離子的電荷態(tài)及能量分布譜

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文keV負(fù)離子在玻璃毛細(xì)管中傳輸過(guò)程的研究31.3研究現(xiàn)狀1.3.1正離子在絕緣孔中的輸運(yùn)過(guò)程圖1-13-keV的Ne7+離子穿過(guò)PET膜后，出射離子的電荷態(tài)及能量分布譜N.Stolterfoht小組在進(jìn)行高電荷態(tài)離子穿越金屬微孔膜產(chǎn)生空心原子的實(shí)驗(yàn)時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)了絕緣微孔通道會(huì)影響低能高電荷態(tài)離子的傳輸[4]。如圖1-1所示，在偏轉(zhuǎn)角很大的情況下，3-keVNe7+離子穿過(guò)PET膜上的微孔后，超過(guò)99%的出射粒子保持了原有的電荷態(tài)。在這里，偏轉(zhuǎn)角與觀測(cè)角被定義為薄膜表面的法向及探測(cè)器方向相對(duì)于入射束流方向的夾角。圖1-2出射粒子在不同偏轉(zhuǎn)角下的一維角分布圖

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文keV負(fù)離子在玻璃毛細(xì)管中傳輸過(guò)程的研究4圖1-2為不同偏轉(zhuǎn)角下，出射粒子的一維角分布圖譜。由圖可知，傳輸束流的中心位置對(duì)應(yīng)的觀測(cè)角與偏轉(zhuǎn)角相等。而在偏轉(zhuǎn)角遠(yuǎn)大于幾何張角的情況下，仍有粒子穿透微孔出射。而在相同入射角下，粒子在PET絕緣微孔膜中的穿透率要遠(yuǎn)高于在金屬微孔膜中的穿透率。這種現(xiàn)象被稱為“導(dǎo)向”效應(yīng)，即絕大多數(shù)出射離子保持了初始電荷態(tài)和動(dòng)能，出射離子中心對(duì)應(yīng)的觀測(cè)角與微孔的傾斜角相同，在遠(yuǎn)大于微孔幾何張角的角度上有一定數(shù)量的同電性離子出射。圖1-3首個(gè)電荷沉積模型如圖1-3所示，N.Stolterfoht等人提出了電荷沉積模型來(lái)解釋了導(dǎo)向效應(yīng)的機(jī)制[4]：初始束流與管壁碰撞并發(fā)生電荷交換，沉積電荷在管內(nèi)自組織充電，形成“散射區(qū)”和“導(dǎo)向區(qū)”。后續(xù)入射的粒子在“散射區(qū)”電荷斑的作用下失去橫向動(dòng)量，而后達(dá)到電荷均勻分布的“導(dǎo)向區(qū)”。因此，出射粒子保持了初始電荷態(tài)并沿著孔的軸向出射。而出射粒子的角分布則與沉積電勢(shì)有關(guān)。圖1-47-keVNe7+入射SiO2微孔膜，出射粒子的一維投影圖隨時(shí)間的演化。（a）為Φ方向的一維投影，（b）為θ方向的一維投影在7-keVNe7+入射SiO2微孔膜的實(shí)驗(yàn)中，出射粒子的時(shí)間演化[5]被觀測(cè)到。其結(jié)果如圖1-4所示，隨著沉積電荷量的增大，在θ方向，出射粒子的中心位置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]30 keV H+在聚碳酸酯微孔膜中動(dòng)態(tài)輸運(yùn)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)和理論研究[J]. 牛書(shū)通,潘鵬,朱炳輝,宋涵宇,金屹磊,禹樓飛,韓承志,邵劍雄,陳熙萌.  物理學(xué)報(bào). 2018(20)
[2]30 keV He2+在不同傾斜角度的聚碳酸酯微孔膜中的傳輸過(guò)程[J]. 牛書(shū)通,周旺,潘鵬,朱炳輝,宋涵宇,邵劍雄,陳熙萌.  物理學(xué)報(bào). 2018(17)
[3]低能電子在外層導(dǎo)電屏蔽的玻璃錐管中的傳輸[J]. 錢(qián)立冰,李鵬飛,靳博,靳定坤,宋光銀,張琦,魏龍,牛犇,萬(wàn)成亮,周春林,Arnold Milenko Müller,Max Dobeli,宋張勇,楊治虎,Reinhold Schuch,張紅強(qiáng),陳熙萌.  物理學(xué)報(bào). 2017(12)
[4]低能電子穿越玻璃直管和錐管動(dòng)力學(xué)研究[J]. 萬(wàn)城亮,李鵬飛,錢(qián)立冰,靳博,宋光銀,高志民,周利華,張琦,宋張勇,楊治虎,邵劍雄,崔瑩,Reinhold Schuch,張紅強(qiáng),陳熙萌.  物理學(xué)報(bào). 2016(20)
[5]銫濺射負(fù)離子源負(fù)離子發(fā)射過(guò)程的理論分析[J]. 饒雨生,陳后鵬,席伯齡,董北斗,夏白樺.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1990(04)



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