Рентгеновская спектроскопия с пространственным разрешением процесса взаимодействия пучков тяжелых ионов с конденсированными средами

• Автор: Пикуз, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Глава 1. Современное состояние исследовании процесса взаимодействия пучков тяжелых ионов с конденсированными средами. Экспериментальные методы диагностики.
1.1 Теоретическое рассмотрение процесса торможения пучков тяжелых ионов в веществе. Особенности передачи энергии пучка ионов конденсированной среде.
1.2 Методы диагностики параметров ионного пучка при его торможении в веществе. Рентгеноспектральная диагностика параметров среды, возбужденной тяжелоионным пучком.
1.3 Применение и особенности рентгеновской спектроскопии с пространственньм разрешением на основе сферически изогнутых кристаллов для диагностики параметров вещества, находящегося в экстремальном состоянии.
Глава 2. Рентгеноспектральная диагностика параметров ионного пучка в процессе взаимодействия с конденсированными средами. Эволюция энергетических характеристик и зарядового состояния ионного пучка вдоль диапазона торможения.
2.1 Рентгеноспектральный метод регистрации параметров ионного пучка внутри конденсированной среды.
2.1.1 Использование эффекта Доплера для определения скорости ионов в процессе их торможения в среде.
2.1.2 Спектральный состав регистрируемого излучения. Излучение ионов различной кратности ионизации.
2.1.3 Требования к параметрам используемых мишеней. Пористая наноструктурная кварцевая среда и ее свойства.
2.2 Экспериментальная установка для динамического исследования параметров ионного пучка и состояния конденсированных сред в процессе их взаимодействия.

2.3 Экспериментальные результаты по диагностике параметров ионного пучка
внутри твердотельных сред.
2.3.1 Измерение скорости ионов пучка в динамике ее изменения внутри конденсированной среды. Достигаемая точность и возможности измерений.
2.3.2 Динамика торможения тяжелых ионов внутри конденсированных сред. Сравнительный анализ результатов экспериментов и численных расчетов.
2.3.3 Измерение относительных интенсивностей спектральных линий излучения тяжелых ионов по мере их торможения в веществе. Учет аппаратных функций приборов и условий постановки эксперимента.
2.3.4 Эволюция зарядового состояния ионов пучка. Отличие зарядового состава пучка внутри вещества и на выходе из мишени. Общая динамика торможения ионного пучка внутри конденсированной среды.
2.3.5 Оптический контроль состояния образцов мишеней после полного времени воздействия ионного пучка.
Глава 3. Исследование состояния конденсированной среды в области трека одиночного энергетического тяжелого иона. Рентгеновские спектры излучения среды с пространственным разрешением вдоль оси трека.
3.1 Формирование и релаксация возбуждения, создаваемого одиночным тяжелым
ионом в веществе, на временах порядка десятков фемтосекунд.
3.1.1 Механизмы и величины энерговклада одиночного тяжелого иона в вещество. Характерные пространственные масштабы области первичного возбуждения.
3.1.2 Вероятности ионизации электронов на различных орбиталях атомов мишени кулоновским полем тяжелого иона. Параметры вещества в области трека на стадии первичной ионизации.
3.1.3 Данные молекулярно-динамического моделирования неидеальной неравновесной плазмы. Характерные времена релаксации электронной и ионной подсистем.

3.2 Экспериментальные спектры излучения конденсированных сред различной средней плотности под воздействием тяжелых ионов. Зависимость спектров от
параметров возбуждения
^ ф 3.2.1 Наблюдение спектров диэлектронных сателлитов многозарядных ионов,
излучаемых средой при воздействии тяжелоионного пучка
3.2.2 Условие независимости актов взаимодействия единичных ионов со средой
и его экспериментальная реализация
3.2.3 Влияние типа воздействующих ионов на спектр излучения мишени
3.2.4 Эволюция возбуждения среды вдоль трека тяжелого иона
3.2.5 Адекватность замены сплошных твердотельных мишеней аэрогельной средой с внутренней наноструктурой
• 3.2.6 Зависимость спектров излучения сплошных твердых тел от энергии
ф возбуждающих ионов
3.2.7 Наблюдение спектров Ка линии нейтральных атомов и механизмы ее генерации при воздействии тяжелоионного пучка на среду
3.2.8 Измерение длин волн групп диэлектронных сателлитов атомов мишени
3.3 Использование методов радиационной кинетики для моделирования
экспериментальных спектров излучения среды в экстремальных состояниях
^ 3.3.1 Моделирование экспериментальных спектров в предположении
локального термодинамического равновесия
3.3.2 Необходимость развития неравновесной модели радиационной кинетики,
учитывающей временную зависимость излучаемых спектров
ф Заключение
Список цитируемой литературы

Рис.2.5. Схема экспериментальной установки для регистрации рентгеновских спектров излучения ионов пучка с пространственным разрешением вдоль направления их распространения внутри конденсированной среды.
Таблица 2.2. Основные параметры используемых в экспериментах
диспергирующих элементов и дисперсионных схем.
№ Ионы пучка 2(1, А Радиус кривизны, мм Порядок отражения Центр, длина волны, А Угол наблюдения
1 № 8.512 100 4 1.668 0°
2 Са 8.512 100 2 3.300 0°
3 Са 8.512 100 2 3.380 0°
4 Са 19.937 150 6 2.562 +10°
5 Са 19.937 150 6 2.619 +10°
6 Са 19.937 150 5 3.100 +10°
7 Мй 8.512 150 1 6.900 0°
8 Мй 19.937 150 2 8.300 +10°
9 Мй 19.937 150 2 9.185 -10°
10 Мй 19.937 150 2 9.230 -10°