20-keV质子在聚碳酸酯微孔膜中传输的动态演化过程

发布时间：2018-03-01 03:31

  本文关键词： 绝缘微孔膜 电荷斑 导向效应 导向前过程 时间演化　出处：《兰州大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：我们自主搭建了一套基于微通道板的二维位置灵敏探测器系统。在本次实验的几何条件下,此探测系统的角度分辨能达到0.02度,远远小于本实验1度的微孔膜倾斜角。基于该探测系统以及品质优良的微孔膜,我们在中国科学院近代物理研究所320kV全离子综合实验平台上,首次对20 keV质子(能量电荷比E/q≈10~1 kV)在倾斜角为+1°的聚碳酸酯(PC)微孔膜中传输进行了测量,对出射粒子二维位置谱在x轴上的投影、出射粒子电荷纯度、出射粒子相对穿透率、x轴投影谱的峰位角、x轴投影谱的半高宽等的时间演化进行了统计计算。我们发现,能量电荷比E/q≈10~1 kV区间的质子在绝缘纳米微孔膜中传输的物理机制与E/q≈100 kV和E/q≈102 kV区间的离子有明显的区别。对于E/q≈101kV区间质子穿过绝缘纳米微孔膜,存在一段时间相当长的导向建立之前(导向前)的过程,在该过程内出射粒子的特性和“导向”过程建立之后的特性有很大差异。在导向前过程的时间演化中,我们观察到出射质子的峰位逐渐转移到孔轴向附近;出射氢原子由束流方向附近的尖峰以及孔轴向附近的主峰构成,两个峰的峰位角基本保持不变且尖峰逐渐消失。导向前过程的主要物理机制为:微孔内表面以下的多次随机二体碰撞以及近表面的“镜面反射”两种传输方式,逐步过渡到电荷斑约束下的“导向效应”。对于E/q≈101kV区间离子超长导向前过程的发现,使得我们对低能向中能过渡区间离子在绝缘微孔膜中传输的物理机制有了更加深入的认识,这也对约十千电子伏特离子微束的控制及应用有一定的理论指导意义。
[Abstract]:We have built a two-dimensional position sensitive detector system based on microchannel plate. Under the geometric conditions of this experiment, the angle resolution of the system can reach 0.02 degrees. The tilt angle of the microporous membrane is far less than one degree in this experiment. Based on the detection system and the fine microporous membrane, we have made a 320 kV all-ion comprehensive experiment platform at the Institute of Modern Physics of the Chinese Academy of Sciences. For the first time, the transport of 20 keV proton (energy charge ratio E / Q 鈮，

本文编号：1550233