天体物理中重离子与小分子冰的相互作用

发布时间：2021-12-30 15:10

　　本论文主要利用GANIL的重离子束流研究由小分子（H2O、CO、CO2、 NH3等）组成的冰的辐照效应。这种类型的冰存在于彗星、巨行星的卫星表面和密度云中尘埃颗粒表面。在实验室中使用重离子可以模拟宇宙射线的和低能太阳风的辐照效应。使用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对样品进行分析,并确定在辐照过程中产生的新分子。冰在辐照过程中的变化可以通过其中分子的解离截面、形成截面和溅射产额予以描述。对于空间中存在的一些最简单的分子,我们研究了其变化特征随离子电子能损率的变化,并根据其变化规律确定了空间环境中这种作用机制对相关分子含量的贡献。低能离子的注入效应可以用来研究离子诱发的化学过程和地外天体表面CO2、SO2等分子的形成机制。将所得到的产额和这些分子在伽利略卫星表面观测到的含量做比较,可以确定这些分子在相关天体表面的形成机制。C02和NH3与生命活动密切相关,其混合物经过辐照后产生了一些新的分子如：CO、OCN-和[HCOO-][NH4+]。这预示着在空间环境中可以通过辐照过程产生比较复杂的有机分子。 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1. 星际物质
    1.2. 中红外区观测技术的发展
    1.3. 冰存在于哪儿?
        1.3.1. 星际物质中的冰
        1.3.2. 太阳系中的冰
    1.4. 空间辐射环境
        1.4.1. 太阳系中的辐射
        1.4.2. 星际空间中的辐射
    1.5. 实验室中对冰的研究
    1.6. 离子和固体的相互作用
        1.6.1. 作用机制
        1.6.2. 阻止本领
        1.6.3. 离子辐照和离子注入
    1.7. 本论文工作的主要内容
第二章 实验技术与方法
    2.1. 离子束流
        2.1.1. ARIBE的低能离子束流
        2.1.2. IRRSUDE和SME的快重离子束流
    2.2. 实验设备
        2.2.1. 气体样品制备
        2.2.2. 主靶室
        2.2.3. 低温保持器
    2.3. 红外光谱分析
        2.3.1. 红外光谱
        2.3.2. FTIR光谱仪
    2.4. 实验程序
第三章 重离子模拟宇宙射线对温度为15K的CO冰的辐照效应
    3.1. 简介
    3.2. 实验结果
    3.3. 红外光谱吸收带的识别
        3.3.1. CO分子位于2138 cm~(-1)的吸收带
        3.3.2. CO_2分子的吸收带
    3.4. 定量分析
        3.4.1. 分析Ⅰ
        3.4.2. 分析Ⅰ的结果
        3.4.3. 分析Ⅱ
        3.4.4. 分析Ⅱ的结果
    3.5. 辐射化学产额
    3.6. 天体物理学意义
第四章 低能碳离子辐照H_2O冰—木卫二表面CO_2分子可能的形成机制
    4.1. 简介
    4.2. 实验结果
    4.3. 结果分析与讨论
    4.4. 天体物理学意义
第五章 低能硫离子辐照CO和CO_2冰—空间中含硫分子可能的形成机制
    5.1. 简介
    5.2. 实验结果
        5.2.1. 176keV S~(11+)注入CO冰中
        5.2.2. 90keV S~(9+)注入CO_2冰中
    5.3. 实验结果讨论
    5.4. 天体物理学的考虑和相关结论
        5.4.1. 寻找含硫分子
        5.4.2. 碳链分子的产生
        5.4.3. 固体的H_2O和CO_2接触面上的化学效应
第六章 硫离子与NH_3+CO_2冰的相互作用—辐照效应和受热效应的对比
    6.1. 简介
    6.2. 实验结果
        6.2.1. 在15K沉积的CO_2+NH_3混合物的受热效应
        6.2.2. 硫离子对CO_2+NH_3混合物的辐照效应
    6.3. 定量分析
    6.4. 天体物理学意义
第七章 结论
参考文献
在学期间发表的论文
致谢



本文编号：3558453