Параметрическое рентгеновское излучение протонов в монокристаллах кремния и его применение для формирования рентгеновского пучка на протонных ускорителях

• Автор: Гошоков, Руслан Мухамедович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Черкесск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Основы взаимодействия заряженных частиц с кристаллами
1.1 .Каналирование заряженных частиц
в ориентированных кристаллах
1.2.Каналирование заряженных частиц в изогнутых кристаллах
1.3.Излучение частиц в кристалле при их движении под
малыми углами к кристаллографическим направлениям
1.4.Параметрическое рентгеновское излучение частиц в кристалле при их движении под большими углами к кристаллографическим
плоскостям
1.5.Экспериментальное исследование ПРИ
Глава 2. Параметрическое рентгеновское излучение протонов с энергией 70 ГэВ в кристалле кремния
2.1 Расчет спектральных и угловых характеристик ПРИ
2.2.Геометрия формирования ПРИ
2.3.Компьютерное моделирование процесса ПРИ протонов
2.4.Сравнение с экспериментом
Глава 3. Кристаллический радиатор
3.1.Требования к кристаллу
3.2. Тестовый эксперимент. Схема установки и аппаратура
3.3. Калибровка датчика
3.4. Обработка и анализ экспериментальных данных
3.5. Радиационная и тепловая стойкость радиатора
3.6. Оценка эффективности выхода ПРИ из рабочей
области радиатора

Г лава 4. Канал.------------------------------------------------------------7 О
4.1 .Основные механизмы излучения и методы
формирования рентгеновских и гамма - пучков
4.1.1 .Тормозное излучение
4.1.2.Переходное излучение
4.1.3.0ндуляторное излучение
4.1.4.Синхротронное излучение
4.1.5.Современные методы фокусировки рентгеновского излучения —
4.2.Канал ПРИ на ускорителе У-
4.3.Угловые характеристики рентгеновского пучка
4.4.Увеличение светимости канала. Фокусировка ПРИ
4.5.Наведение первичного пучка на кристалл
4.6.Влияние расходимости пучка и мозаичности кристалла на характеристики ПРИ
4.7.Проблема скин - слоя и эффективность радиатора
4.8.Микрокапиллярная оптика рентгеновского канала
4.9.Перспективы прикладного использования ПРИ
4.9.1.Медицинские приложения
4.9.2.Рентгеновская литография
4.9.3.Радиационная технология
4.9.4.Метрологи я
Заключение

Введение
Известно, что вещества, являющиеся по своей микроскопической структуре кристаллами, дают чрезвычайно характерные картины дифракционного отражения рентгеновского излучения. Кристалл представляет совокупность атомов, упорядоченно расположенных в узлах пространственной кристаллической решетки. Поведение волн подчиняется принципу Гюйгенса-Френеля. В соответствии с этим принципом каждая точка волнового фронта рассматривается как источник вторичных волн, которые интерферируют между собой с учетом возникающих при этом фазовых соотношений. Интенсивность отраженной волны в значительной мере зависит от плотности упаковки кристаллической решетки, с уменьшением плотности покрытия поверхности узлами, уменьшается интенсивность отражения. Через узлы пространственной кристаллической решетки можно провести много плоскостей, и каждая из них будет отражать волну в таком направлении, чтобы угол отражения был равен: углу падения, причем это условие не зависит от длины волны. Однако в действительности отражение в данном направлении происходит не только от одной плоскости, но и от всех других плоскостей, параллельных данной. Все эти волны, отраженные от различных плоскостей, когерентны между собой, поскольку порождаются одной и той же первичной волной. Другими словами, при отражении волны от семейства параллельных поверхностей происходит деление амплитуды между вторичными отраженными волнами, распространяющимися под углом отражения, равным углу падения. Если разность фаз между вторичными волнами кратна 2л-, то они усиливают друг друга, и под углом отражения будет действительно распространяться отраженная волна.
Электромагнитные процессы, сопровождающие прохождение быстрых заряженных частиц через различные среды, достаточно многообразны, и их исследование еще далеко не завершено. К таким эффектам относятся когерентные и интерференционные эффекты в излучении, явление

Рис.1.10. Спектры ПРИ для 2 ви = 0.312 рад - кривая и вв = 0,324 рад - точки.
На рис. 1.10 показано смещение линии ПРИ при измерении угла ориентации вв для фиксированного положения детектора ^=18.5°, которое исследовалось для рефлекса (220) кристалла кремния. Зависимость положения линии от угла вв хорошо согласуется с линейной зависимостью (1.37). Измерения угловых-распределений фотонов ПРИ проводились методом сканирования рефлексов ПРИ с помощью коллимированного рентгеновского спектрометра, перемещаемого в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Рис.1.11. Угловые распределения ПРИ для различных рефлексов кристалла алмаза, точки - эксперимент, линии - расчет.