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研究堆慢正电子源构建中的关键机理问题

王冠博 李润东 杨鑫 曹超 张之华

研究堆慢正电子源构建中的关键机理问题

王冠博, 李润东, 杨鑫, 曹超, 张之华
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  • 研究堆慢正电子源是获得高强度慢正电子束流的有效方式,国际上已建成多座装置并获得广泛应用. 与常规同位素慢正电子源相比,研究堆慢正电子源的物理过程复杂,影响末端束流强度的因素众多,对其进行深入研究与合理建模是未来在中国绵阳研究堆(CMRR)上构建慢正电子源的基础. 本文厘清了研究堆慢正电子产生的关键过程与物理机理,建立了预测末端正电子束流强度的理论模型,找到了影响其末端强度的主要物理量:快正电子体产生率、慢化体有效表面积、慢化体扩散距离、慢正电子从表面被提取到靶环末端的效率、及束流系统提取效率. 用多种实验结果对模型进行校验,包括多个同位素慢正电子源的效率测量值,以及PULSTAR研究堆慢正电子源测量结果,充分验证了模型正确性. 根据模型对各物理量的影响因素进行了分析,找到了需着重关注的影响因素,对未来源/靶结构的设计给出建议.
      通信作者: 李润东, amdom@sohu.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11405151,11475152)和中国工程物理研究院中子物理实验室基金(批准号:2014BC02)资助的课题.
    [1]

    Golge S, Vlahovic B 2012 Proceedings of IPAC New Orleans, Louisiana, USA, May 20-25, 2012 p1464

    [2]

    Hugenschmidt C, Brunner T, Legl S, Mayer J, Piochacz C 2007 Phys. Status Solidi 4 3947

    [3]

    Hugenschmidt C, Ceeh H, Gigl T, Lippert F 2013 J. Phys.: Conf. Ser. 443 012079

    [4]

    Hawari A I, Gidley D W, Moxom J, Hathaway A G, Mukherjee S 2011 J. Phys.: Conf. Ser. 262 012024

    [5]

    Hugenschmidt C, Piochacz C, Reiner M, Schreckenbach K 2012 New J. Phys. 14 778

    [6]

    Hugenschmidt C 2011 J. Phys.: Conf. Ser. 262 12002

    [7]

    Falub C V, Eijt S W H, Mijnarends P E, Schut H, van Veen A 2006 Nat. Mater. 5 23

    [8]

    Hugenschmidt C, Qi N, Stadlbauer M, Schreckenbach K 2009 Phys. Rev. B 80 308

    [9]

    Hengstler-Eger R M, Baldo P, Beck L, Dorner J, Ertl K 2012 J. Nucl. Mater. 423 170

    [10]

    Wu Y C, Hu Y, Wang S J 2008 Prog. Phys. 28 83 (in Chinese) [吴奕初, 胡懿, 王少阶 2008 物理学进展 28 83]

    [11]

    Wu Y C 2005 Prog. Phys. 25 258 (in Chinese) [吴奕初 2005 物理学进展 25 258]

    [12]

    Wang B Y, Ma Y Y, Wang P, Cao X Z, Qin X B, Zhang Z, Yu R S, Wei L 2008 Chin. Phys. C 32 156

    [13]

    Cao X Z, Wang B Y, Wang P, Ma Y Y, Qin X B, Wei L 2006 High Energ. Phys. Nucl. 30 1196 (in Chinese) [曹兴忠, 王宝义, 王平, 马雁云, 秦秀波, 魏龙 2006 高能物理与核物理 30 1196]

    [14]

    Triftshuser G, Kogel G, Triftshuser W 1997 Appl. Surf. Sci. 116 45

    [15]

    Straer B, Springer M, Hugenschmidt C, Schreckenbach K 1999 Appl. Surf. Sci. 149 61

    [16]

    Hugenschmidt C, Koģel G, Repper R, Schreckenbach K, Sperr P, Strar B, Triftshuser W 2002 Nucl. Instrum. Meth. B 192 91

    [17]

    Hugenschmidt C, Lwe B, Mayer J, Piochacz C 2008 Nucl. Instrum. Meth. A 593 616

    [18]

    Moxom J, Hathaway A G, Bodnaruk E W, Hawari A I, Xu J 2007 Nucl. Instrum. Meth. A 579 534

    [19]

    Hugenschmidt C, Schreckenbach K, Habs D 2012 Appl. Phys. B 106 241

    [20]

    Zecca A 2002 Appl. Surf. Sci. 19 4

    [21]

    Seeger A, Britton D T 1999 Appl. Surf. Sci. 149 287

    [22]

    Brandt W, Paulin R 1977 Phys. Rev. B: Condens. Matter 15 2511

    [23]

    Suzuki R, Amarendra G, Ohdaira T, Mikado T 1999 Appl. Surf. Sci. 149 66

    [24]

    Jrgensen L V, Labohm F, Schut H, van Veen A 1998 J. Phys.: Condens. Matter 10 8743

    [25]

    Hugenschmidt C, Koģel G, Repper R, Schreckenbach K, Sperr P, Triftshuser W 2002 Nucl. Instrum. Meth. B 198 220

    [26]

    Teng M K, Shen D X 2000 Positron Annihilation Spectroscopy and Its Applications (Beijing: Atomic Energy Press) pp5-6 (in Chinese) [滕敏康, 沈德勋 2000 正电子湮没谱学及其应用 (北京: 原子出版社) 第5-6页]

    [27]

    Weng H M, Ling C C, Beling C D, Fung S, Cheung C K 2004 Nucl. Instrum. Meth. B 225 397

    [28]

    Brusa R S, Naia M D, Galvanetto E, Scardi P, Zecca A 1992 Mater. Sci. Forum 105 1849

    [29]

    Gramsch E, Throwe J, Lynn K G 1987 Appl. Phys. Lett. 51 1862

    [30]

    Reurings F, Laakso A, Rytsl K, Pelli A 2006 Appl. Surf. Sci. 252 3154

    [31]

    Zafar N, Chevallier J, Laricchia G, Charlton M 1989 J. Phys. D: Appl. Phys. 22 868

    [32]

    Zafar N, Chevallier J, Jacobsen F M, Charlton M, Laricchia G 1988 Appl. Phys. A 47 409

    [33]

    Hathaway A G, Skalsey M, Frieze W E, Vallery R S, Gidley D W 2007 Nucl. Instrum. Meth. A 579 538

  • [1]

    Golge S, Vlahovic B 2012 Proceedings of IPAC New Orleans, Louisiana, USA, May 20-25, 2012 p1464

    [2]

    Hugenschmidt C, Brunner T, Legl S, Mayer J, Piochacz C 2007 Phys. Status Solidi 4 3947

    [3]

    Hugenschmidt C, Ceeh H, Gigl T, Lippert F 2013 J. Phys.: Conf. Ser. 443 012079

    [4]

    Hawari A I, Gidley D W, Moxom J, Hathaway A G, Mukherjee S 2011 J. Phys.: Conf. Ser. 262 012024

    [5]

    Hugenschmidt C, Piochacz C, Reiner M, Schreckenbach K 2012 New J. Phys. 14 778

    [6]

    Hugenschmidt C 2011 J. Phys.: Conf. Ser. 262 12002

    [7]

    Falub C V, Eijt S W H, Mijnarends P E, Schut H, van Veen A 2006 Nat. Mater. 5 23

    [8]

    Hugenschmidt C, Qi N, Stadlbauer M, Schreckenbach K 2009 Phys. Rev. B 80 308

    [9]

    Hengstler-Eger R M, Baldo P, Beck L, Dorner J, Ertl K 2012 J. Nucl. Mater. 423 170

    [10]

    Wu Y C, Hu Y, Wang S J 2008 Prog. Phys. 28 83 (in Chinese) [吴奕初, 胡懿, 王少阶 2008 物理学进展 28 83]

    [11]

    Wu Y C 2005 Prog. Phys. 25 258 (in Chinese) [吴奕初 2005 物理学进展 25 258]

    [12]

    Wang B Y, Ma Y Y, Wang P, Cao X Z, Qin X B, Zhang Z, Yu R S, Wei L 2008 Chin. Phys. C 32 156

    [13]

    Cao X Z, Wang B Y, Wang P, Ma Y Y, Qin X B, Wei L 2006 High Energ. Phys. Nucl. 30 1196 (in Chinese) [曹兴忠, 王宝义, 王平, 马雁云, 秦秀波, 魏龙 2006 高能物理与核物理 30 1196]

    [14]

    Triftshuser G, Kogel G, Triftshuser W 1997 Appl. Surf. Sci. 116 45

    [15]

    Straer B, Springer M, Hugenschmidt C, Schreckenbach K 1999 Appl. Surf. Sci. 149 61

    [16]

    Hugenschmidt C, Koģel G, Repper R, Schreckenbach K, Sperr P, Strar B, Triftshuser W 2002 Nucl. Instrum. Meth. B 192 91

    [17]

    Hugenschmidt C, Lwe B, Mayer J, Piochacz C 2008 Nucl. Instrum. Meth. A 593 616

    [18]

    Moxom J, Hathaway A G, Bodnaruk E W, Hawari A I, Xu J 2007 Nucl. Instrum. Meth. A 579 534

    [19]

    Hugenschmidt C, Schreckenbach K, Habs D 2012 Appl. Phys. B 106 241

    [20]

    Zecca A 2002 Appl. Surf. Sci. 19 4

    [21]

    Seeger A, Britton D T 1999 Appl. Surf. Sci. 149 287

    [22]

    Brandt W, Paulin R 1977 Phys. Rev. B: Condens. Matter 15 2511

    [23]

    Suzuki R, Amarendra G, Ohdaira T, Mikado T 1999 Appl. Surf. Sci. 149 66

    [24]

    Jrgensen L V, Labohm F, Schut H, van Veen A 1998 J. Phys.: Condens. Matter 10 8743

    [25]

    Hugenschmidt C, Koģel G, Repper R, Schreckenbach K, Sperr P, Triftshuser W 2002 Nucl. Instrum. Meth. B 198 220

    [26]

    Teng M K, Shen D X 2000 Positron Annihilation Spectroscopy and Its Applications (Beijing: Atomic Energy Press) pp5-6 (in Chinese) [滕敏康, 沈德勋 2000 正电子湮没谱学及其应用 (北京: 原子出版社) 第5-6页]

    [27]

    Weng H M, Ling C C, Beling C D, Fung S, Cheung C K 2004 Nucl. Instrum. Meth. B 225 397

    [28]

    Brusa R S, Naia M D, Galvanetto E, Scardi P, Zecca A 1992 Mater. Sci. Forum 105 1849

    [29]

    Gramsch E, Throwe J, Lynn K G 1987 Appl. Phys. Lett. 51 1862

    [30]

    Reurings F, Laakso A, Rytsl K, Pelli A 2006 Appl. Surf. Sci. 252 3154

    [31]

    Zafar N, Chevallier J, Laricchia G, Charlton M 1989 J. Phys. D: Appl. Phys. 22 868

    [32]

    Zafar N, Chevallier J, Jacobsen F M, Charlton M, Laricchia G 1988 Appl. Phys. A 47 409

    [33]

    Hathaway A G, Skalsey M, Frieze W E, Vallery R S, Gidley D W 2007 Nucl. Instrum. Meth. A 579 538

  • [1] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
    [2] 方文玉, 张鹏程, 赵军, 康文斌. H, F修饰单层GeTe的电子结构与光催化性质. 物理学报, 2020, 69(5): 056301. doi: 10.7498/aps.69.20191391
    [3] 吕鑫. 相干与路径信息. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191684
    [4] 翁明, 谢少毅, 殷明, 曹猛. 介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200026
    [5] 罗端, 惠丹丹, 温文龙, 李立立, 辛丽伟, 钟梓源, 吉超, 陈萍, 何凯, 王兴, 田进寿. 超紧凑型飞秒电子衍射仪的设计. 物理学报, 2020, 69(5): 052901. doi: 10.7498/aps.69.20191157
    [6] 卢超, 陈伟, 罗尹虹, 丁李利, 王勋, 赵雯, 郭晓强, 李赛. 纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191896
    [7] 徐贤达, 赵磊, 孙伟峰. 石墨烯纳米网电导特性的能带机理第一原理. 物理学报, 2020, 69(4): 047101. doi: 10.7498/aps.69.20190657
    [8] 赵建宁, 刘冬欢, 魏东, 尚新春. 考虑界面接触热阻的一维复合结构的热整流机理. 物理学报, 2020, 69(5): 056501. doi: 10.7498/aps.69.20191409
    [9] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
    [10] 朱存远, 李朝刚, 方泉, 汪茂胜, 彭雪城, 黄万霞. 用久期微绕理论将弹簧振子模型退化为耦合模理论. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191505
    [11] 王培良. 蚁群元胞优化模型在路径规划中的应用. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191774
    [12] Algethami ObaidallahA(伊比), 李歌天, 柳祝红, 马星桥. Heusler合金Mn50–xCrxNi42Sn8的相变、磁性与交换偏置效应. 物理学报, 2020, 69(5): 058102. doi: 10.7498/aps.69.20191551
    [13] 廖天军, 吕贻祥. 热光伏能量转换器件的热力学极限与优化性能预测. 物理学报, 2020, 69(5): 057202. doi: 10.7498/aps.69.20191835
    [14] 张梦, 姚若河, 刘玉荣. 纳米尺度金属-氧化物半导体场效应晶体管沟道热噪声模型. 物理学报, 2020, 69(5): 057101. doi: 10.7498/aps.69.20191512
    [15] 刘彪, 周晓凡, 陈刚, 贾锁堂. 交错跃迁Hofstadter梯子的量子流相. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191964
    [16] 王琳, 魏来, 王正汹. 垂直磁重联平面的驱动流对磁岛链影响的模拟. 物理学报, 2020, 69(5): 059401. doi: 10.7498/aps.69.20191612
    [17] 杨建刚, 胡春波, 朱小飞, 李悦, 胡旭, 邓哲. 粉末颗粒气力加注特性实验研究. 物理学报, 2020, 69(4): 048102. doi: 10.7498/aps.69.20191273
    [18] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
    [19] 王凤阳, 胡仁志, 谢品华, 王怡慧, 陈浩, 张国贤, 刘文清. 基于同步光解的OH自由基标定方法研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200153
    [20] 王瑜浩, 武保剑, 郭飚, 文峰, 邱昆. 基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191858
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-01
  • 修回日期:  2017-01-22
  • 刊出日期:  2017-04-20

研究堆慢正电子源构建中的关键机理问题

  • 1. 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 绵阳 621900
  • 通信作者: 李润东, amdom@sohu.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11405151,11475152)和中国工程物理研究院中子物理实验室基金(批准号:2014BC02)资助的课题.

摘要: 研究堆慢正电子源是获得高强度慢正电子束流的有效方式,国际上已建成多座装置并获得广泛应用. 与常规同位素慢正电子源相比,研究堆慢正电子源的物理过程复杂,影响末端束流强度的因素众多,对其进行深入研究与合理建模是未来在中国绵阳研究堆(CMRR)上构建慢正电子源的基础. 本文厘清了研究堆慢正电子产生的关键过程与物理机理,建立了预测末端正电子束流强度的理论模型,找到了影响其末端强度的主要物理量:快正电子体产生率、慢化体有效表面积、慢化体扩散距离、慢正电子从表面被提取到靶环末端的效率、及束流系统提取效率. 用多种实验结果对模型进行校验,包括多个同位素慢正电子源的效率测量值,以及PULSTAR研究堆慢正电子源测量结果,充分验证了模型正确性. 根据模型对各物理量的影响因素进行了分析,找到了需着重关注的影响因素,对未来源/靶结构的设计给出建议.

English Abstract

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