Возбуждение характеристического рентгеновского излучения в кристаллах ускоренными протонами

• Автор: Коссе, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 169 c. : ил

1. РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ С ИОННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ КАК

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

1.1. Спектры рентгеновского излучения, возникающего

в ион-атомных столкновениях

1.2. Сечения ионизации атомов ускоренными легкими ионами

1.3. Влияние каналирования заряженных частиц на выход ХРИ

1.4. Практическое использование ХРИ, возбуждаемого ионами

1.5. Постановка задачи

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Экспериментальная установка

2.2. Блок детектирования спектрометра рентгеновского излучения

2.3. Аналоговый процессор спектрометра рентгеновского излучения
2.4. Особенности регистрации рентгеновских квантов
2.5. Геометрия экспериментов. Ориентирование мишеней
3. АНАЛИЗ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МИШЕНЕЙ
3.1. Эксперименты на тонких мишенях
3.2. Сечения возбуждения ^-ХРИ атомов вольфрама
протонами с энергией Е0-< 0,7 МэВ
3.3. Выход ХРИ от толстой мишени
3.4. Определение коэффициентов поглощения ХРИ
в твердом теле
4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАНАЛИРОВАНИЯ ПРОТОНОВ В ВОЛЬФРАМЕ
МЕТОДОМ ИРСА
4.1. Угловые распределения интенсивностей ХРИ при
каналировании протонов
4.2. Определение интегральной функции деканалирования
4.3. Экспериментальное исследование выхода ХРИ при каналировании, сравнение с модельными расчетами
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОАТОМНЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ
5.1. Методические вопросы
5.2. Каналирование протонов в осевых направлениях монокристалла A/axW0s
5.3. Угловые распределения выхода ХРИ при осевом каналировании протонов в облученных кристаллах V3Si
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИГЕРАША

Прогресс современной науки и техники сопровождается дальнейшим совершенствованием старых и разработкой новых методов исследования структуры и свойств твердого тела. Развитие радиационной физики, реакторного материаловедения, микроэлектроники, а также создание новых перспективных материалов связаны с освоением различных неразрушающих методов контроля. В настоящее время в исследовательской практике нашли широкое применение методы с использованием пучков тяжелых заряженных частиц.
Взаимодействие ускореннных ионов с твердим телом сопровождается рядом явлений: ядерные реакции, упругое рассеяние ионов, электромагнитное излучение от рентгеновского диапазона до инфракрасной области, эмиссия атомов, ионов, электронов и Оже-электро-нов, акустические колебания. Все перечисленные процессы взаимодействия заряженных частиц с кристаллами характеризуются аномальным выходом при совмещении пучка ионов с одним из низкоиндексных кристаллографических направлений (ориентационные эффекты) и используются для исследования различных свойств твердого тела.
Наибольшее развитие за последнее десятилетие получил метод обратного рассеяния как для изучения механизмов взаимодействия ионов с твердым телом, так и для решения различных прикладных задач. Однако, данный метод из-за низкой разрешающей способности по массам накладывает ограничения на атомный состав анализируемых многокомпонентных мишеней, соотношение масс примеси и матрицы и др. Большей избирательностью обладает метод рентгеноспектрального анализа с ионным возбуждением (ИРСА), который основан на анализе характеристического рентгеновского излучения (ХРИ), возникающего при взаимодействии ускоренных ионов с атомами твердой мишени.
Развитие и использование метода ИРСА долго сдерживалось по
разрядной серии, для установления стационарного уровня шумов. Подробное описание принципиальной схемы и инструкции по настройке можно найти в отчете /94/.
Использование этого предусилителя позволило получить требуемое энергетическое разрешение спектрометрического тракта.
2.3. Аналоговый процессор спектрометра рентгеновского
излучения
Современные спектрометры рентгеновского излучения с ППД, кроме ЗЧП и спектрометрического формирующего усилителя, содержат /95/ устройства стабилизации базовой линии, режекции наложенных событий; экспандерно-пороговые устройства и стретчеры. Роль формирующего усилителя сводится к усилению импульсов до требуемого уровня с сохранением, по-возможности, предельного энергетического разрешения, определяемого детектором и ЗЧП. Назначение остальных блоков - сохранить фильтрующую способность усилителя в условиях повышенных загрузок, температурного дрейфа базовой линии, неидеально-стей зарядного устройства аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и ограниченности числа уровней квантования АЦП.
Спектрометрия излучения высокой интенсивности требует ограничения длительности сформированного импульса, в то время как максимальная фильтрующая способность (оптимизация соотношения сигнал-шум особенно для Эс (й) -детектора) достигается при уве -личении длительности весовой функции фильтра. Разрешением этого противоречия является разработка фильтров с параметрами, зависящими от времени, которые позволили бы получить оптимальную для фильтрации шумов весовую функцию при значительно более коротком спектрометрическом импульсе /96,97/. Развитие этого направления приводит к большой избыточности системы, построенной из отдельных структурных блоков.
В последнее время появились процессорные аналоговые системы