强脉冲离子束辐照钛靶表面凹坑形成机理研究

计算了强脉冲离子束与钛靶相互作用的能量损失分布.H＋与钛靶相互作用过程中的能量损失在钛靶内较深处,而C＋在钛靶表面沉积较多的能量.束流含离子种类不同,入射靶材的深度及传给靶材的能量分布不同,对靶材将产生不同的作用效果.用ABAQUS有限元软件,以单元死活表征汽化材料的体加载方式对靶材钛进行不同能量参数的强流脉冲离子束辐照热效应的模拟计算.得到了强流脉冲离子束辐照金属表面的传热数据.通过分析,验证了模拟结果的合理性和凹坑形成的机理.     

蒙特卡罗法模拟低失能近轴背散射电子能谱

用蒙特卡罗法模拟了探测到的高能同轴凝散射电子的能谱,分析了入射电子能量、靶原子序数和探测角对归一化能谱的影响,结果表明：当入射电子能量增加和靶原子序数减小时,弹性散射峰值逐渐降低,背散射电子数峰位向低能端移动;探测角的改变对能谱形状基本没有影响,利用较低的入射能量、较大的探测能量窗口和角值有利于背散射率的提高;大的入射电子能量和小的探测能量窗口对应较大的背散射率的相对变化率,探测角值对背射率的相对变化率基本没有影响,可以利用大的探测角值提高背散射率以改善信噪比。     

用中子飞行时间分析氢同位素深度分布

论述了一种注入或者吸附在材料中的氚和氘的深度分布的测量方法.样品为氚(钛)靶和氘(钛)靶.用2MeV入射质子束,T(p,n)反应研究氚的深度分布;用1MeV入射氘束,D(d,n)反应研究氘的深度分布.用标准的飞行时间方法测量中子能谱。由中子能量确定起反应的质子或氘核的能量。进而得出氚或者氘在钛层中的深度分布.本方法的灵敏度可达0.1at.％.对氚(钛)靶,当靶厚为5mg/cm~2时,深度分辩好于0.5mg/cm~2.     

低能离子注入生物组织原初过程的模拟计算

基于Monte-carlo算法,模拟了低能离子用于生物靶的核阻止本领、入射的径迹和深度、质量能量沉积和溅射。结果表明,单纯用物理方法只能描述离子束作用于生物样品的物理轮廓,而要全面阐述低能离子生物效应的原初物理过程需将化学作用考虑在内。     

低能离子注入生物组织原初过程的模拟计算

基于Monte-carlo算法,模拟了低能离子作用于生物靶的核阻止本领、入射的径迹和深度、质量能量沉积和溅射.结果表明,单纯用物理方法只能描述离子束作用于生物样品的物理轮廓,而要全面阐述低能离子生物效应的原初物理过程需将化学作用考虑在内.     

4He和12C离子Rutherford背散射的Geant4模拟

利用Geant4程序模拟270,500 keV  ⁴He和¹²C离子垂直入射Au,Ag,Cu薄膜上的Rutherford背散射谱（RBS）, 并讨论材料、 厚度和入射离子能量对背散射谱的影响. 结果表明, 能量较大的¹²C离子具有较好的质量分辨率.     

强流脉冲离子束与钛靶相互作用数值研究

简要讨论了强脉冲离子束与钛靶相互作用的理论模型,选取特定参数,应用数值计算的方法模拟计算离子能量为100 keV、300 keV和450 keV的H 、C 离子束与钛靶相互作用,给出了钛靶在辐照后离子浓度-深度分布、能量梯度分布等模拟计算结果.H 与钛靶相互作用过程中的能量损失在钛靶内部出现峰值,然后迅速减少为零,而C 在钛靶表面沉积较多的能量.     

0.4～2.6 MeV宽能区质子在轻核Al上160°背散射截面测量

应用北京师范大学2×1.7 MeV串列加速器提供的质子束,采用相对测量方法测量了0.4~2.6 MeV宽能区质子在轻核Al上160°背散射截面.结果表明,对于质子在轻核Al上的散射截面,可用卢瑟福散射截面公式计算的最大入射质子能量是1.5 MeV,质子能量大于该值时,出现连续的非卢瑟福散射共振区.     

质子与原子核碰撞J/ψ产生过程中的能量损失效应

在考虑初态部分子分布函数核效应、入射质子的能量损失效应,以及末态粲夸克对能量损失效应的基础上,对质子-原子核碰撞J/ψ产生过程的微分截面比RW/Be(xF)进行了领头阶的唯象分析,并与E866实验数据中代表J/ψ粒子在靶核外产生的实验数据进行比较,确定了粲夸克对的能量损失值(0.69±0.23)Ge V/fm.研究结果表明:当J/ψ粒子在靶核外形成时,末态粲夸克对的能量损失效应是影响J/ψ粒子产额压低的主要核效应;当xF较大时,初态入射质子的能量损失效应也是不可忽略的.     

Ar+能量及低能轰击对离子溅射铜钨薄膜结构的影响

研究了双离子束溅射制备铜钨薄膜时Ar^ 能量及低能辅助轰击对膜结构的影响。实验结果表明，以铜为衬底，铜靶Ar^ 能量在1-2keV、钨靶Ar^ 能量在3keV左右时，离子溅射铜钨薄膜是以钨的非晶态为骨架机械夹杂着铜晶粒的方式存在。铜晶粒度随铜靶Ar^ 能量增加略有增大。当Ar^ 能量高到临界值(约为1．5keV)时，少量铜转变成单晶态和熔进钨形成固溶体。受晶体缺陷及晶格畸变影响，铜衍射峰会发生微小偏移。     

离子与分子碰撞的空间构象设计

离子与分子碰撞是涉及复杂电子关联效应、多通道耦合效应的多体反应动力学过程,具有重要的科学研究意义,其过程广泛存在于多个领域,一直以来备受关注.在碰撞参数模型的半经典理论框架内,以几种典型分子(线性分子、平面分子和立体分子)分别作为靶分子,固定入射离子的初始速度方向,根据靶分子结构的对称性相对于入射离子速度方向的空间取向,设计离子与分子碰撞的空间构象,并结合球坐标的角度参数将方法推广至离子与对称性较低的靶分子碰撞的普遍情况.最后,以质子与一氧化碳分子碰撞的含时密度泛函理论模拟结果为例,分析5种碰撞空间构象下的电子俘获概率随碰撞参数的变化规律.     

H~(1+)和He~(2+)激发Au靶的M-X射线辐射

利用兰州重离子加速器国家实验室提供的H~(1+)和He~(2+)的离子束入射Au靶表面,测量了激发靶原子的M壳层特征X射线辐射.实验结果显示:靶原子的特征X射线M_α和M_ζ产额以及X射线产生截面随入射离子的动能增加而增加,实验获得X射线产生截面数值与利用BEA近似、PWBA模型以及ECPSSR理论估算的结果相比较大,实验截面随动能增加的趋势同PWBA模型估算的趋势较为接近.通过进一步分析,我们认为:当入射离子接近高Z靶原子时,由于高Z靶原子的M壳层电子束缚能相对较小,使靶原子产生双重离化和多重离化,荧光产额显著增强,使X射线产生截面增大.     

He(Ar)低能FIB研磨Si薄膜的纳米孔洞溅射产额的计算

利用蒙特卡罗方法计算氦离子和氩离子在各种参数下(离子能量、入射角度)入射硅材料表面的溅射产额.计算了硅材料表面的溅射产额对离子数目、离子能量、入射角度与He离子和Ar离子的数量依赖关系,并对模拟结果进行分析.当入射离子数量为2000个,入射能量为3keV,入射角度为84°时,He离子产生的溅射产额最大值是1.30Atoms/ion;当入射角度为78°时,Ar离子产生的溅射产额最大值是8.91Atoms/ion.     

核Drell—Yan过程中的能量损失效应

核Drell-Yan过程中的能量损失效应是不同于束缚核子部分子分布函数核效应的另外一种核效应。用G．T．Garvey和T．C．Peng提出的处理能量损失的方法分别计算了入射质子束能量E_(beam)为120 GeV,50 GeV的(p W)/(p D)的Drell-Yan微分截面比,对核Drell-Yan过程中的能量损失值与入射夸克在A核中的平均路径长度〈L〉_A的关系进行了讨论,提出用低能量的质子束、对核子数A为不同值的多种核子进行实验来进一步研究能量损失效应的建议。     

低失能近轴背散射电子的蒙特卡罗模拟计算

基于低失能近轴背散射电子的新型分析扫描电子显微镜的３个可调参数,入射能量、探测能量和探测角,本用蒙特卡罗方法模拟入射电子在被分析样品中的运动轨迹,分析和讨论了上述３个参量对背散射率,原子序列度,形貌衬度,信噪比和分辨率等的影响,结果表明蒙特卡罗模拟计算对实验调试具有指导作用。     

核Drell-Yan过程中的能量损失效应

核Drell-Yan过程中的能量损失效应是不同于束缚核子部分子分布函数核效应的另外一种核效应.用G.T.Garvey和T.C.Peng提出的处理能量损失的方法分别计算了入射质子束能量Ebeam为120GeV,50GeV的(p+W)/(p+D)的Drell-Yan微分截面比,对核Drell-Yan过程中的能量损失值与入射夸克在A核中的平均路径长度A的关系进行了讨论,提出用低能量的质子束、对核子数A为不同值的多种核子进行实验来进一步研究能量损失效应的建议.     

两种典型结构强流自箍缩二极管技术研究

主要介绍了箍缩聚焦二极管和自箍缩离子束二极管的研究进展。重点介绍了近几年发展的阳极杆箍缩聚焦二极管的理论模拟和实验结果,在“闪光二号”加速器和2 MV脉冲功率驱动源上进行了阳极杆箍缩二极管实验,二极管输出电压1.8~2.1 MV,电流40~60 kA,脉宽(FWHM)50~60 ns,1 m处的脉冲X剂量约20~30 mGy,焦斑直径约1 mm,X射线最高能量1.8 MeV。在“闪光二号”加速器上开展了高功率离子束的产生和应用研究,给出了自箍缩反射离子束二极管的结构和工作原理,实验获得的离子束峰值电流~160 kA,离子的峰值能量~500 keV,开展了利用高功率质子束轰击19F靶产生6~7 MeV准单能脉冲γ射线,模拟X射线热—力学效应等应用基础研究。     

离子注入和溅射率的蒙特卡罗模拟计算

蒙特卡罗方法是一种模拟随机性问题的好方法 ,文章依据离子注入和溅射原理并运用蒙特卡罗方法在计算机上模拟了氩离子注入铜靶中的注入离子轨迹、碰撞级联和铜靶在氩离子不同能量和氩离子不同入射方向时的溅射率 ,并对所取得的模拟结果进行了分析研究 ,为提高溅射镀膜生产效率提供了理论依据。     

低能质子对乙炔分子电子激发效应的研究

探索低能离子特别是质子碰撞对有机分子的电子激发效应对理解低能离子对生物有机体的辐照损伤效应是非常重要的.本文采用第一性原理分子动力学方法模拟低能质子与乙炔分子之间碰撞的动力学过程,研究由于低能质子碰撞导致的乙炔分子的电子激发效应,碰撞过程中质子的能量损失以及靶分子价带上的激发电子的数目,揭示了电子激发效应是电子能量损失的主要机制,证明了关于电子阻止本领的传统线性理论模型不能很好地描述低能离子穿透分子靶时的电子能损,并且阐明了其中的原因.     

碳离子不同入射深度上番茄种子的发芽率和染色体畸变

作者用碳离子束辐照多层重叠番茄种子的方法,研究了离子的入射深度与种子的发芽率和根尖细胞染色体畸变水平之间的关系,结果表明:置于离子束通道部位的种子发芽率较高,染色体畸变水平则较低;置于离子射程末端Bragg峰区的种子发芽率较低,染色体畸变水平则较高。这些趋势与离子在入射深度上的物理剂量分布特点相一致。