MeV/u重离子- - 原子碰撞中的多重电离和L壳层内部跃迁的研究

批准号:
11005133
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
宋张勇
依托单位:
学科分类:
A3001.粒子束与物质相互作用
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
武晔虹、杨变、刘俊亮
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中文摘要
重离子- - 原子碰撞中内壳层电离截面的实验测量是一项基础性的物理工作,对离子X荧光分析(PIXE)、天体物理、等离子体物理等领域有重要的学术意义。目前国际上的研究重点集中在非对称碰撞系统的L壳层的电离截面上。主要是因为3个L亚壳层的性质明显不同:(1)L2、L3壳层的波函数非常相似,但是束缚能却差别很大;(2)L1、L2亚壳层束缚能相近,但是波函数的形状却非常不同。.本项目拟在兰州重离子加速器的SFC实验终端,实验测量L壳层的电离截面。拟主要开展的研究包括:(1)分别用10至100MeV的 C和Ar束与Z>=58的固体单质薄靶碰撞,测量其发射的L-X射线和背散射离子,得出L-X射线的发射截面;(2)在ECPSSR-USA理论的基础上,探索多重电离(MI)和L壳层内部跃迁(IST)(或者说L亚壳层耦合)对电离截面的影响,给出L亚壳层的电离截面,修正ECPSSR-USA理论并与实验数据做比较。
英文摘要
本项目利用近代物理研究所的320kV高压平台提供的高电荷态离子,测量了1400-3500keV的Xeq+(q=12-29)离子与固体Al,Fe,Ni,Cu,Mo表面相互作用中发射的特征X射线。对于Al靶,实验结果表明当Xeq+离子的电荷态小于26时,Al的K壳电离截面与入射离子的电荷态无关,而当离子的电荷态大于26时,截面增大了2至10倍。两体碰撞近似理论与电荷态小于26的实验结果符合的较好,而明显低于电荷态大于26的实验值结果。分析表明,Xeq+(q<26)离子在固体下表面形成的“空心原子”进一步与靶原子碰撞时,靶电离主要是由于直接库仑电离所致。当离子电荷态大于26时,除了直接电离,“空心原子”的M壳空穴还可以通过“准分子”跃迁方式直接转移到靶原子的K壳层,引起靶的K壳电离。由于当离子能量高于1MeV时,无法区分直接电离对Al的K壳电离的贡献,因此又研究了低能(350-600keV)Xeq+(q=25-30)离子与Al靶相互作用X射线发射。实验结果显示:(1)对于q=25与26(Xe离子的3d满壳),X射线产额在误差范围内几乎相同;当离子能量大于500keV时,产额开始增加。表明Xeq+-Al碰撞中Al的K壳电离存在“动能阈”。(2)当q>26(3d空穴开始增加)时,X射线产额随离子动能在误差范围内几乎相同,但随q指数增加。表明在所研究能区,Al的K壳空穴主要由于空穴转移机制所致。在德国期间,本人利用一台小型Penning离子源提供的He离子束与Ar靶碰撞,符合测量了反冲离子动量谱,重点研究了转移激发过程中的电子关联机制。实验的困难在于离子源不是很稳定,调束流比较困难。最终测得了可信的实验数据,并分析后撰写了论文。
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DOI:10.1140/epjd/e2011-20173-5
发表时间:2011-08
期刊:The European Physical Journal D
影响因子:--
作者:Z. Song;Zhongshi Yang;G. Xiao;Qiu-mei Xu;J. Chen;Bian Yang;Z. Yang
通讯作者:Z. Song;Zhongshi Yang;G. Xiao;Qiu-mei Xu;J. Chen;Bian Yang;Z. Yang
彗星X射线的辐射机理:电荷交换还是keV能量电子的韧致辐射?---实验室精密模拟测量彗星X射线的发射产额
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2020
- 负责人:宋张勇
- 依托单位:
太阳风中的高电荷态重离子在彗星、行星及卫星表面诱发的硬X射线的实验室模拟
- 批准号:11675279
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:宋张勇
- 依托单位:
国内基金
海外基金
