Экспериментальное исследование энергетического и зарядового распределения быстрых тяжелых ионов при взаимодействии с плазмой

• Автор: Туртиков, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

1 Торможение заряженных частиц в веществе (обзор литературы)
1.1 Теоретическое описание торможения ионов в веществе
1.2 Процессы ионизации и рекомбинации при торможении быстрых ионов
1.3 Экспериментальные исследования торможения ионов в веществе
2 Экспериментальная установка
2.1 Ускоритель
2.2 Плазменная мишень
2.3 Диагностика плазменной мишени
2.3.1 Измерение давления в плазме КРИС с пространственным (вдоль капилляра) и временным разрешением
2.3.2 Пирометрические измерения температуры плазмы КРИС
2.4 Диагностика энергетических потерь ионов
2.5 Диагностика зарядовых распределений ионов

3 Экспериментальные результаты
3.1 Энергетические потери ионов
3.2 Зарядовые распределения тяжёлых ионов
3.3 Торможение ионов с разной исходной величиной заряда
4 Обсуждение результатов
5 Заключение
Список литературы

Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом относится к классическим разделам атомной и ядерной физики. Изучение процессов возникающих при прохождении заряженных частиц через вещество, начатое в ранних работах Бете и Бора [1,2] до сих пор актуально и находится в фокусе исследований многих экспериментальных и теоретических групп [3-5].
Интерес к исследованиям взаимодействия тяжёлоионных пучков с веществом в настоящее время обусловлен введением в действие новых мощных ускорителей частиц и развитием новых направлений их использования, как медицинских - таких как пучковая терапия [6], позитронно-эмиссионная томография [7], так и поиск пути решения энергетических проблем - тяжёлоионный инерциальный термоядерный синтез [8]. С развитием ускорительной техники, направленной на создание мощных ускорительных установок, позволяющих получать мощные пучки тяжёлых ионов ГэВ-ных энергий с полной энергией в пучке до 100 кДж, особенно вырос интерес к исследованиям процессов при взаимодействии интенсивных пучков тяжелых ионов с веществом в диапазоне энергий от десятка до сотен МэВ/а.е.м. [9-11]. Это обусловлено необходимостью знания точных значений фундаментальных параметров взаимодействия,
ки и блоки системы электрического питания плазменной мишени были смонтированы в отдельном конструктиве и располагались в непосредственной близости от разрядного капилляра. На переднюю панель конструктива были вынесены все необходимые органы управления и контроля параметров мишени. Параметры мишени контролировались дистанционно с рабочего места экспериментатора, а также был налажен визуальный контроль работы мишени с помощью телевизионной камеры.
Особое внимание уделялось борьбе с электрической наводкой, возникающей при работе плазменной мишени. Установленная на пучковой линии капиллярная мишень была помещена в заземлённый металлический кожух, при заземлении использовались раздельные контуры заземления установки и разрядных цепей капиллярной мишени, для поведения измерений использовались измерительные кабели с двойным заземлением.
Вакуумная система плазменной мишени отделялась от вакуумной системы пучковой линии ускорителя посредством двух диафрагм диаметром 4 мм и откачивалась турбомолекулярным насосом до вакуума ~ 10_6 Па. Было также предусмотрено отделение объёма мишени от вакуумной системы ускорителя двумя вакуумными затворами. Это позволяло работать с мишенью вне пучковой линии и проводить работы по техническому обслуживанию мишени (замена разрядного капилляра, поджигающего электрода и т.п.) и диагностики параметров плазмы без нарушения вакуума в пучковой линии ускорителя.
Для успешного проведения измерений потерь энергии и зарядового распределения ионов пучка при взаимодействии с плазмой мишени,