304L 6.35 * 1mm Poslamaýan polatdan örtülen turba üpjün edijileri, impulsly göni neýtronlary öndürmek üçin güýçli litiý şöhlesini görkezmek

Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Çäkli CSS goldawy bilen brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Mundan başga-da, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezýäris.
Slaýdda üç makalany görkezýän slaýderler.Slaýdlardan geçmek üçin yzky we indiki düwmeleri ýa-da her slaýddan geçmek üçin ahyrynda slaýd gözegçilik düwmelerini ulanyň.

STAINLESS STEEL COIL TUBE STANDART aýratynlygy

304L 6.35 * 1mm Poslamaýan polatdan ýasalan turba üpjün edijileri

Standart ASTM A213 (Orta diwar) we ASTM A269
Diametriň daşyndaky poslamaýan polatdan ýasalan turba 1/16 ”-dan 3/4 ″ aralygynda
Poslamaýan polatdan ýasalan turba galyňlygy .010 .083 arkaly ”
Poslamaýan polatdan ýasalan turbalaryň bahalary SS 201, SS 202, SS 304, SS 304L, SS 309, SS 310, SS 316, SS 316L, SS 317L, SS 321, SS 347, SS 904L
Ölçeg Rnage 5/16, 3/4, 3/8, 1-1 / 2, 1/8, 5/8, 1/4, 7/8, 1/2, 1, 3/16 dýuým
Gatylyk Mikro we Rokwell
Çydamlylyk D4 / T4
Güýç Partlama we dartyş

DÖWRÜN GÖRNÜŞ GÖRNÜŞ GÖRNÜŞI

STANDARD WERKSTOFF NR. UNS JIS BS GOST AFNOR EN
SS 304 1.4301 S30400 SUS 304 304S31 08Х18Н10 Z7CN18‐09 X5CrNi18-10
SS 304L 1.4306 / 1.4307 S30403 SUS 304L 3304S11 03Х18Н11 Z3CN18‐10 X2CrNi18-9 / X2CrNi19-11
SS 310 1.4841 S31000 SUS 310 310S24 20Ch25N20S2 - X15CrNi25-20
SS 316 1.4401 / 1.4436 S31600 SUS 316 316S31 / 316S33 - Z7CND17‐11‐02 X5CrNiMo17-12-2 / X3CrNiMo17-13-3
SS 316L 1.4404 / 1.4435 S31603 SUS 316L 316S11 / 316S13 03Ch17N14M3 / 03Ch17N14M2 Z3CND17‐11‐02 / Z3CND18‐14‐03 X2CrNiMo17-12-2 / X2CrNiMo18-14-3
SS 317L 1.4438 S31703 SUS 317L - - - X2CrNiMo18-15-4
SS 321 1.4541 S32100 SUS 321 - - - X6CrNiTi18-10
SS 347 1.4550 S34700 SUS 347 - 08Ch18N12B - X6CrNiNb18-10
SS 904L 1.4539 N08904 SUS 904L 904S13 STS 317J5L Z2 NCDU 25-20 X1NiCrMoCu25-20-5

SS COIL TUBE himiki kompozisiýa

Baha C Mn Si P S Cr Mo Ni N Ti Fe
SS 304 rulon turbasy min. 18.0 8.0
iň ýokary 0.08 2.0 0.75 0.045 0.030 20.0 10.5 0.10
SS 304L rulon turbasy min. 18.0 8.0
iň ýokary 0.030 2.0 0.75 0.045 0.030 20.0 12.0 0.10
SS 310 rulon turbasy Iň ýokary 0.015 2 maks Iň ýokary 0.015 Iň ýokary 0.020 Iň ýokary 0.015 24.00 26.00 Iň ýokary 0,10 19.00 21.00 54,7 min
SS 316 rulon turbasy min. 16.0 2.03.0 10.0
iň ýokary 0.035 2.0 0.75 0.045 0.030 18.0 14.0
SS 316L rulon turbasy min. 16.0 2.03.0 10.0
iň ýokary 0.035 2.0 0.75 0.045 0.030 18.0 14.0
SS 317L rulon turbasy Iň ýokary 0.035 2.0 max 1.0 max Iň ýokary 0.045 Iň ýokary 0.030 18.00 20.00 3.00 4.00 11.00 15.00 57.89 min
SS 321 rulon turbasy Iň ýokary 0.08 2.0 max 1.0 max Iň ýokary 0.045 Iň ýokary 0.030 17.00 19.00 9.00 12.00 Iň ýokary 0,10 5 (C + N) iň ýokary 0,70
SS 347 rulon turbasy Iň ýokary 0.08 2.0 max 1.0 max Iň ýokary 0.045 Iň ýokary 0.030 17.00 20.00 9.0013.00
SS 904L rulon turbasy min. 19.0 4.00 23.00 0.10
iň ýokary 0.20 2.00 1.00 0.045 0.035 23.0 5.00 28.00 0.25

DÖWRÜN GÖRNÜŞ GÖRNÜŞ MEKANIKA MÜMKINÇILIKLERI

Baha Dykyzlygy Eriş nokady Dartyş güýji Hasyl beriş güýji (0,2% ofset) Uzalma
SS 304 / 304L rulon turbasy 8.0 g / cm3 1400 ° C (2550 ° F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35%
SS 310 rulon turbasy 7,9 g / sm3 1402 ° C (2555 ° F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 40%
SS 306 rulon turbasy 8.0 g / cm3 1400 ° C (2550 ° F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35%
SS 316L rulon turbasy 8.0 g / cm3 1399 ° C (2550 ° F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35%
SS 321 rulon turbasy 8.0 g / cm3 1457 ° C (2650 ° F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35%
SS 347 rulon turbasy 8.0 g / cm3 1454 ° C (2650 ° F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35%
SS 904L rulon turbasy 7,95 g / sm3 1350 ° C (2460 ° F) Psi 71000, MPa 490 Psi 32000, MPa 220 35%

Nuclearadro reaktorlaryny öwrenmegiň alternatiwasy hökmünde, litiý-ion şöhle sürüjisini ulanýan ykjam tizlendiriji hereketlendiriji neýtron generatory geljegi uly kandidat bolup biler, sebäbi az islenýän radiasiýa öndürýär.Şeýle-de bolsa, litiý ionlarynyň güýçli şöhlesini bermek kyn boldy we beýle enjamlary amaly ulanmak mümkin däl hasaplandy.Ion ýeterlik däl akymyň iň ýiti meselesi gönüden-göni plazma implantasiýa shemasy arkaly çözüldi.Bu shemada, litiý metal folga lazer ablasiýasy netijesinde döredilen ýokary dykyzlykly impulsly plazma ýokary ýygylykly dörtburç tizlendiriji (RFQ tizlendiriji) bilen netijeli sanjylýar we tizlenýär.Adaty injektor we tizlendiriji ulgamlaryň üpjün edip biläýjekden iki ululykdaky sargyt 1,43 MeV tizlenýän 35 mA ýokary derejeli tok akymyna ýetdik.
Rentgen şöhlelerinden ýa-da zarýadlanan bölejiklerden tapawutlylykda, neýtronlar uly aralaşma çuňlugyna we kondensirlenen maddalar bilen özboluşly täsirine eýe bolup, materiallaryň häsiýetlerini öwrenmek üçin gaty köp görnüşli synaglara öwrülýär1,2,3,4,5,6,7.Hususan-da, neýtron dargatmak usullary köplenç kondensirlenen maddadaky düzümi, gurluşy we içki stresleri öwrenmek üçin ulanylýar we rentgen spektroskopiýasy arkaly tapmak kyn bolan metal erginlerindäki yz birleşmeleri barada jikme-jik maglumat berip biler.Bu usul esasy ylymda güýçli gural hasaplanýar we metallary we beýleki materiallary öndürijiler tarapyndan ulanylýar.Golaýda demirýol we uçar bölekleri ýaly mehaniki komponentlerdäki galyndy stresleri ýüze çykarmak üçin neýtron difraksiýasy ulanyldy 9,10,11,12.Neýtronlar nebit we gaz guýularynda hem ulanylýar, sebäbi protona baý materiallar aňsatlyk bilen ele alynýar13.Şuňa meňzeş usullar gurluşykda hem ulanylýar.Weýran ediji neýtron synagy binalarda, tunellerde we köprülerde gizlin kemçilikleri ýüze çykarmak üçin täsirli guraldyr.Neýtron şöhleleriniň ulanylmagy ylmy gözleglerde we senagatda işjeň ulanylýar, köpüsi taryhy taýdan ýadro reaktorlary arkaly işlenip düzüldi.
Şeýle-de bolsa, ýadro ýaraglarynyň ýaýramazlygy baradaky global ylalaşyk bilen gözleg maksady bilen kiçi reaktorlary gurmak has kynlaşýar.Mundan başga-da, ýakynda Fukuşima heläkçiligi ýadro reaktorlaryny gurmagy sosial taýdan diýen ýaly kabul etdi.Bu tendensiýa bilen baglanyşykly tizlendirijilerdäki neýtron çeşmelerine isleg artýar2.Nuclearadro reaktorlaryna alternatiwa hökmünde birnäçe uly tizlendiriji bölüji neýtron çeşmesi eýýäm işleýär14,15.Şeýle-de bolsa, neýtron şöhleleriniň häsiýetlerini has netijeli ulanmak üçin, senagat we uniwersitet gözleg institutlaryna degişli bolup biljek tizlendirijilerde ykjam çeşmeleriň ulanylyşyny giňeltmeli.Tizlendiriji neýtron çeşmeleri, ýadro reaktorlarynyň ornuny tutmakdan başga-da täze mümkinçilikleri we funksiýalary goşdy14.Mysal üçin, linak bilen dolandyrylýan generator, sürüjiniň şöhlesini dolandyrmak arkaly neýtronlaryň akymyny aňsatlyk bilen döredip biler.Neýtronlar çykarylandan soň gözegçilik etmek kyn we fon neýtronlary tarapyndan döredilen ses sebäpli radiasiýa ölçeglerini seljermek kyn.Tizlendiriji tarapyndan dolandyrylýan impulsly neýtronlar bu problemadan gaça durýarlar.Proton tizlendiriji tehnologiýasyna esaslanýan birnäçe taslama dünýäde 17,18,19 teklip edildi.7Li (p, n) 7Be we 9Be (p, n) 9B reaksiýalary köplenç proton bilen dolandyrylýan ykjam neýtron generatorlarynda ulanylýar, sebäbi endotermiki reaksiýalar20.Proton şöhlesini tolgundyrmak üçin saýlanan energiýa çäk bahasyndan birneme ýokary bolsa, artykmaç radiasiýa we radioaktiw galyndylar azaldylyp bilner.Muňa garamazdan, maksat ýadrosynyň massasy protonlaryňkydan has uludyr we emele gelen neýtronlar hemme tarapa dargaýarlar.Neýtron akymynyň izotrop zyňylyşyna şeýle ýakyn neýtronlaryň okuw obýektine netijeli daşamagynyň öňüni alýar.Mundan başga-da, obýektiň ýerleşýän ýerinde neýtronlaryň zerur dozasyny almak üçin hereket edýän protonlaryň sanyny we energiýasyny ep-esli köpeltmeli.Netijede, gamma şöhleleriniň we neýtronlaryň uly dozalary uly burçlar arkaly köpelip, endotermiki reaksiýalaryň artykmaçlygyny ýok eder.Adaty tizlendiriji bilen dolandyrylýan ykjam proton esasly neýtron generatorynyň güýçli radiasiýa goragy bar we ulgamyň iň uly bölegi.Sürüji protonlaryň energiýasyny köpeltmek zerurlygy, tizlendiriji enjamyň göwrüminiň goşmaça köpelmegini talap edýär.
Tizlendirijilerdäki adaty ykjam neýtron çeşmeleriniň umumy kemçiliklerini ýeňip geçmek üçin inversiýa-kinematiki reaksiýa shemasy teklip edildi21.Bu shemada uglewodorod plastmassalary, gidridler, wodorod gazy ýa-da wodorod plazmasy ýaly wodorod baý materiallary nyşana alyp, proton şöhlesiniň ýerine ýol görkeziji hökmünde has agyr litiý-ion şöhlesi ulanylýar.Berilli ion bilen dolandyrylýan şöhleler ýaly alternatiwalar göz öňünde tutulypdyr, ýöne berilýum işlemekde aýratyn ideg talap edýän zäherli madda.Şonuň üçin litiý şöhlesi inversiýa-kinematiki reaksiýa shemalary üçin iň amatlysydyr.Liteý ýadrolarynyň tizligi protonlaryňkydan has köp bolany üçin, ýadro çaknyşyklarynyň merkezi hemişe öňe hereket edýär we neýtronlar hem öňe çykýar.Bu aýratynlyk, islenmeýän gamma şöhlelerini we ýokary burçly neýtron zyňyndylaryny ep-esli derejede ýok edýär22.Proton hereketlendirijisiniň adaty ýagdaýyny we ters kinematika ssenarisini deňeşdirmek 1-nji suratda görkezilýär.
Proton we litiý şöhleleri üçin neýtron önümçilik burçlarynyň şekili (Adobe Illustrator CS5, 15.1.0, https://www.adobe.com/products/illustrator.html).(a) Neýtronlar hereket edýän protonlaryň litiý nyşanynyň has agyr atomlaryna degmegi sebäpli reaksiýanyň netijesinde islendik tarapa çykarylyp bilner.(b) Munuň tersine, litiý-ion sürüjisi wodoroda baý nyşany bombalasa, ulgamyň köpçülik merkeziniň ýokary tizligi sebäpli neýtronlar öňe tarap dar konusda emele gelýär.
Şeýle-de bolsa, protonlar bilen deňeşdirilende ýokary zarýadly agyr ionlaryň zerur akymyny döretmek kynlygy sebäpli diňe ters kinematiki neýtron generatorlary bar.Bu ösümlikleriň hemmesi tandem elektrostatiki tizlendirijiler bilen bilelikde otrisatel tüýdük ion çeşmelerini ulanýarlar.Beýleki ion çeşmeleriniň şöhleleriniň tizlenmeginiň netijeliligini ýokarlandyrmak teklip edildi26.Her niçigem bolsa, bar bolan litiý-ion şöhle tok 100 µA bilen çäklenýär.Li3 + 27-den 1 mA ulanmak teklip edildi, ýöne bu ion şöhle tok bu usul bilen tassyklanmady.Güýçliligi nukdaýnazaryndan litiý şöhlelerini tizlendirijiler proton tok tizligi 10 mA28-den ýokary bolan proton şöhlelendirijiler bilen bäsleşip bilmez.
Lityum-ion şöhlesine esaslanýan amaly ykjam neýtron generatoryny durmuşa geçirmek üçin, ionlardan doly ýok bolan ýokary intensiwligi öndürmek peýdalydyr.Ionlar tizlenýär we elektromagnit güýçler tarapyndan dolandyrylýar we has ýokary zarýad derejesi has täsirli tizlenmä getirýär.Li-ion şöhle sürüjileri Li3 + iň ýokary toklary 10 mA-dan ýokary talap edýär.
Bu işde, ýokary derejeli proton tizlendirijileri bilen deňeşdirip boljak iň ýokary tok 35 mA çenli Li3 + şöhleleriniň tizlenmesini görkezýäris.Asyl litiý ion şöhlesi lazer ablasiýasy we C6 + tizleşdirmek üçin işlenip düzülen göni plazma implantasiýa shemasy (DPIS) arkaly döredildi.Dört çybykly rezonansly gurluş bilen ýörite döredilen radio ýygylygy dörtburç linak (RFQ linak) ýasaldy.Çaltlaşdyrýan şöhläniň hasaplanan ýokary arassalyk şöhle energiýasynyň bardygyny barladyk.Li3 + şöhlesi radio ýygylygy (RF) tizlendiriji bilen netijeli ele alnandan we tizlenenden soň, indiki linak (tizlendiriji) bölümi nyşandan güýçli neýtron akymyny döretmek üçin zerur bolan energiýany üpjün etmek üçin ulanylýar.
Performanceokary öndürijilikli ionlaryň tizlenmegi gowy döredilen tehnologiýa.Täze ýokary netijeli ykjam neýtron generatoryny durmuşa geçirmegiň galan wezipesi, köp mukdarda doly ýyrtylan litiý ionlaryny öndürmek we tizlendirijide RF sikli bilen sinhronlanan ion impulslarynyň bir toparyndan ybarat topar gurluşyny döretmekdir.Bu maksada ýetmek üçin döredilen synaglaryň netijeleri aşakdaky üç bölümde beýan edilýär: (1) litiý-ion şöhlesinden düýbünden mahrum bolan nesil, (2) ýörite işlenip düzülen RFQ linak ulanyp şöhläniň tizlenmegi we (3) derňewiň tizlenmesi mazmunyny barlamak üçin şöhläniň.Brukhawen milli barlaghanasynda (BNL) 2-nji suratda görkezilen synag synaglaryny gurduk.
Lityý şöhlelerini çalt derňemek üçin synag synaglaryna syn (Inkscape, 1.0.2, https://inkscape.org/ bilen görkezilýär).Sagdan çepe, lazer bilen niýetlenen özara täsir kamerasynda lazer-ablatiw plazma döredilýär we RFQ linakyna iberilýär.RFQ tizlendirijisine girensoň, ionlar plazmadan bölünip, süýşýän sebitdäki çykaryş elektrody bilen RFQ elektrodynyň arasynda 52 kW naprýa differenceeniýe tapawudy bilen döredilen duýdansyz elektrik meýdany arkaly RFQ tizlendirijisine sanjym edilýär.Çykarylan ionlar, 2 metr uzynlykdaky RFQ elektrodlaryny ulanyp, 22 keV / n-den 204 keV / n çenli tizlenýär.RFQ linakyň çykyşynda oturdylan tok transformatory (CT) ion şöhlesiniň tokyny weýran ediji ölçemegi üpjün edýär.Şöhle dört dörtburç magnit bilen jemlenýär we Li3 + şöhlesini detektora bölýän we ugrukdyrýan dipol magnitine gönükdirilýär.Çukuryň aňyrsynda çaltlaşýan şöhläni kesgitlemek üçin yza çekilip bilinýän plastmassa sintilýator we -400 V çenli aralykdaky Faradaý kubogy (FC) ulanylýar.
Doly ionlaşdyrylan litiý ionlaryny (Li3 +) öndürmek üçin üçünji ionlaşdyrma energiýasyndan (122,4 eV) ýokary temperaturaly plazma döretmeli.Temperatureokary temperaturaly plazma öndürmek üçin lazer ablasiýasyny ulanmaga synanyşdyk.Lazer ion çeşmesiniň bu görnüşi, litiý ion şöhlelerini öndürmek üçin köplenç ulanylmaýar, sebäbi litiý metal reaktiw we ýörite işlemegi talap edýär.Wakuum lazer täsir ediş kamerasyna litiý folga guranyňyzda çyglylygy we howanyň hapalanmagyny azaltmak üçin maksatly ýükleýiş ulgamyny döretdik.Materiallaryň ähli taýýarlyklary gury argonyň gözegçilik astynda geçirildi.Lazer maksatly kamerada litiý folga oturdylandan soň, folga impulsly 800 mJ energiýa bilen impulsly Nd: YAG lazer radiasiýasy bilen şöhlelendi.Maksadyň merkezinde lazer güýjüniň dykyzlygy takmynan 1012 W / sm2 diýlip çaklanylýar.Plazma impulsly lazer wakuumda nyşany ýok edende döredilýär.6 ns lazer impulsynyň dowamynda plazma esasan tersine bremsstrahlung prosesi sebäpli gyzmagy dowam etdirýär.Heatingyladyş döwründe hiç hili daşarky meýdan ulanylmaýandygy sebäpli, plazma üç ölçegde giňelip başlaýar.Plazma nyşanyň üstünde giňelip başlanda, plazmanyň massasynyň merkezi 600 eV / n energiýasy bilen maksat ýüzüne perpendikulýar tizlige eýe bolýar.Heatingyladylandan soň, plazma izotrop taýdan giňelip, nyşandan eksenel ugurda hereket etmegini dowam etdirýär.
2-nji suratda görkezilişi ýaly, ablasiýa plazmasy nyşana meňzeş potensiala eýe bolan demir gap bilen gurşalan wakuum göwrümine giňelýär.Şeýlelik bilen, plazma meýdansyz sebitden RFQ tizlendirijisine tarap süýşýär.Lazer şöhlelenme kamerasy bilen RFQ linakyň arasynda eksenel magnit meýdany wakuum kamerasynyň töweregindäki solenoid rulon ýarasy arkaly ulanylýar.Solenoidiň magnit meýdany, RFQ aperturasyna eltilende ýokary plazma dykyzlygyny saklamak üçin süýşýän plazmanyň radial giňelmegini basýar.Beýleki bir tarapdan, plazma süýşýän wagtynda eksenel ugurda giňelmegini dowam etdirip, uzyn plazmany emele getirýär.RFQ girelgesindäki çykyş portunyň öňündäki plazmany öz içine alýan demir gämä ýokary woltly tarap ulanylýar.Ikitaraplaýyn naprýa .eniýe, RFQ linak bilen dogry tizlenmek üçin zerur 7Li3 + sanjym tizligini üpjün etmek üçin saýlandy.
Alnan ablasiýa plazmasynda diňe 7Li3 + däl, eýsem beýleki zarýadly ýagdaýlarda litiý hem bar, şol bir wagtyň özünde RFQ çyzykly tizlendirijisine daşalýar.RFQ linak ulanyp çaltlaşdyrylan synaglardan ozal, plazmadaky ionlaryň düzümini we energiýa paýlanyşyny öwrenmek üçin uçuş wagtynda (TOF) derňew geçirildi.Jikme-jik analitiki gurnama we gözegçilik edilýän döwlet paýlamalary Usullar bölüminde düşündirilýär.Derňew, 3-nji suratda görkezilişi ýaly, 7Li3 + ionlarynyň esasy bölejiklerdigini görkezdi, 3-nji suratda görkezilişi ýaly ähli bölejikleriň takmynan 54% -ini emele getirdi.Çaltlaşdyrylan synaglaryň dowamynda giňelýän plazma üçin 79 mT solenoid meýdany ulanylýar.Netijede, plazmadan çykarylan we detektorda görlen 7Li3 + tok 30 faktor artdy.
Uçuş wagtynda derňew arkaly alnan lazer bilen döredilen plazmadaky ionlaryň bölekleri.7Li1 + we 7Li2 + ionlary degişlilikde 5% we 25% ion şöhlesini emele getirýär.6Li bölejikleriniň ýüze çykarylan bölegi, tejribe ýalňyşlygynyň çäginde litiý folga nyşanyndaky 6Li (7,6%) tebigy mazmuny bilen ylalaşýar.Birneme kislorod hapalanmagy (6.2%), esasan O1 + (2.1%) we O2 + (1.5%) hasaba alyndy, bu litiý folga nyşanynyň üstüniň okislenmegi sebäpli bolup biler.
Ozal bellenip geçilişi ýaly, litiý plazmasy RFQ linakyna girmezden ozal meýdansyz sebitde süýşýär.RFQ linakyň girişinde demir gapda 6 mm diametrli deşik bar, ikitaraplaýyn naprýa 52eniýe 52 kV.RFQ elektrod naprýa 100eniýesi 100 MGs-de ± 29 kV çalt üýtgese-de, naprýa .eniýe eksenel tizlenmä sebäp bolýar, sebäbi RFQ tizlendiriji elektrodlaryň ortaça nol potensialy bar.Apertura bilen RFQ elektrodynyň gyrasynyň arasyndaky 10 mm aralykda döredilen güýçli elektrik meýdany sebäpli, duralgadaky plazmadan diňe polo positiveitel plazma ionlary çykarylýar.Adaty ion gowşuryş ulgamlarynda ionlar plazmadan RFQ tizlendirijisiniň öňünde ep-esli aralykda elektrik meýdany bilen bölünýär we soňra şöhle merkezi elementi bilen RFQ aperturasyna gönükdirilýär.Şeýle-de bolsa, güýçli neýtron çeşmesi üçin zerur bolan agyr ion şöhleleri üçin, kosmos zarýadynyň täsiri sebäpli çyzykly däl yza çekiji güýçler, tizlenip bilýän iň ýokary tok çäklendirip, ion transport ulgamynda şöhle şöhleleriniň ep-esli ýitgilerine sebäp bolup biler.DPIS-de ýokary güýçli ionlar süýşýän plazma hökmünde gönüden-göni RFQ aperturasynyň çykyş nokadyna daşalýar, şonuň üçin kosmos zarýady sebäpli ion şöhlesi ýitmez.Bu demonstrasiýa wagtynda DPIS ilkinji gezek litiý-ion şöhlesine ulanyldy.
RFQ gurluşy pes energiýa ýokary tok ion şöhlelerine ünsi jemlemek we çaltlaşdyrmak üçin işlenip düzüldi we birinji sargyt tizlenmesi üçin standart boldy.Implantasiýa energiýasyndan 22 keV / n-den 204 keV / n-a çenli 7Li3 + ionlaryny tizleşdirmek üçin RFQ ulandyk.Plazmadaky pes zarýadly litiý we beýleki bölejikler hem plazmadan çykarylyp, RFQ aperturasyna sanjym edilse-de, RFQ linak diňe zarýad-massa gatnaşygy (Q / A) 7Li3 + -e ýakyn bolan ionlary çaltlaşdyrýar.
Injirde.4-nji suratda, injirde görkezilişi ýaly, magnit seljerilenden soň, häzirki transformator (CT) tarapyndan RFQ linakyň we Faradaý kubogynyň (FC) çykyşynda ýüze çykarylan tolkun formalary görkezilýär.2. Signallaryň arasyndaky wagt üýtgemesini, detektoryň ýerleşýän ýerinde uçuş wagtynyň tapawudy hökmünde düşündirip bolar.KT-de ölçenen iň ýokary ion tok 43 mA boldy.RT ýagdaýynda, hasaba alnan şöhle diňe hasaplanan energiýa tizlenýän ionlary däl, eýsem ýeterlik tizlenmedik 7Li3 + -den başga ionlary hem öz içine alyp biler.Şeýle-de bolsa, QD we HK arkaly tapylan ion tok görnüşleriniň meňzeşligi, ion tokynyň esasan tizlenýän 7Li3 + -den ybaratdygyny görkezýär we kompýuterdäki tokyň iň ýokary bahasynyň peselmegi QD bilen ion geçirişinde şöhle ýitgilerinden döreýär. Kompýuter..Itgiler Bu konwertiň simulýasiýasy bilen hem tassyklanýar.7Li3 + şöhle tokyny takyk ölçemek üçin şöhle indiki bölümde görkezilişi ýaly dipol magnit bilen derňelýär.
Detektor pozisiýalarynda CT (gara egrilik) we FC (gyzyl egrilik) ýazylan tizleşdirilen şöhläniň osilogrammalary.Bu ölçegler, lazer plazmasynyň döremeginde fotodetektor tarapyndan lazer radiasiýasynyň tapylmagy bilen ýüze çykýar.Gara egrilik, RFQ linak çykyşyna birikdirilen KT-de ölçenen tolkun formasyny görkezýär.RFQ linak bilen ýakynlygy sebäpli, detektor 100 MGts RF sesini alýar, şonuň üçin ýüze çykaryş signalynyň üstünde goýlan 100 MGts rezonansly RF signalyny aýyrmak üçin 98 MGts pes pasly FFT süzgüji ulanyldy.Analitik magnit 7Li3 + ion şöhlesini ugrukdyrandan soň, gyzyl egrilik FC-de tolkun formasyny görkezýär.Bu magnit meýdanynda, 7Li3 + -den başga, N6 + we O7 + daşap bolýar.
RFQ linakdan soň ion şöhlesi dört dörtburç fokusly magnitleriň bir toparyna jemlenýär we ion şöhlesindäki hapalary izolirlemek üçin dipol magnitleri bilen derňelýär.0,268 T magnit meýdany 7Li3 + şöhlelerini FC-e gönükdirýär.Bu magnit meýdanynyň ýüze çykaryş tolkun formasy 4-nji suratda gyzyl egrilik görnüşinde görkezilýär. Iň ýokary şöhle tok 35 mA ýetýär, bu adaty elektrostatik tizlendirijilerde öndürilen adaty Li3 + şöhlesinden 100 esse ýokarydyr.Şöhle impulsynyň ini maksimum ýarym giňlikde 2,0 µs.Dipol magnit meýdany bilen 7Li3 + şöhläniň tapylmagy üstünlikli birleşmegi we şöhläniň tizlenmegini görkezýär.Dipolyň magnit meýdanyny gözden geçirende FC tarapyndan ýüze çykarylan ion şöhlesi 5-nji suratda görkezilýär. Beýleki piklerden gowy bölünen arassa ýekeje pik syn edildi.RFQ linak tarapyndan dizaýn energiýasyna çaltlaşdyrylan ähli ionlaryň birmeňzeş tizligi bolansoň, birmeňzeş Q / A bolan ion şöhlelerini dipol magnit meýdanlary bilen bölmek kyn.Şonuň üçin 7Li3 + -ni N6 + ýa-da O7 + -dan tapawutlandyryp bilmeris.Şeýle-de bolsa, hapalaryň mukdaryny goňşy zarýad döwletlerinden hasaplap bolýar.Mysal üçin, N7 + we N5 + aňsatlyk bilen bölünip bilner, N6 + haramlygyň bir bölegi bolup biler we N7 + we N5 + bilen deň mukdarda bolmagyna garaşylýar.Çaklanylýan hapalanma derejesi takmynan 2%.
Dipol magnit meýdanyny skanirlemek arkaly alnan şöhle komponentleri.0.268 T iň ýokary derejesi 7Li3 + we N6 + gabat gelýär.Iň ýokary giňligi, şöhläniň ululygyna baglydyr.Giň gerimlere garamazdan, 7Li3 + 6Li3 +, O6 + we N5 + -den gowy bölünýär, ýöne O7 + we N6 + -dan gowy bölünmeýär.
FK-nyň ýerleşýän ýerinde şöhle profilini plug-in sintilýator bilen tassykladylar we 6-njy suratda görkezilişi ýaly çalt sanly kamera bilen ýazga aldylar, tok 35 mA bolan 7Li3 + impulsly şöhläniň hasaplanan RFQ-a tizlenjekdigi görkezilýär. 1,4 MeV gabat gelýän we FC detektoryna iberilýän 204 keV / n energiýasy.
FC-den öňki sintilýator ekranynda şöhlelenýän profil (Fiji reňkli, 2.3.0, https://imagej.net/software/fiji/).Analitik dipol magnitiniň magnit meýdany Li3 + ion şöhlesiniň tizlenmesini dizaýn energiýasy RFQ-a gönükdirmek üçin düzüldi.Greenaşyl meýdandaky gök nokatlar, sintilýator materialynyň kemçiliginden emele gelýär.
Gaty litiý folganyň ýüzüni lazer bilen ablasiýa etmek arkaly 7Li3 + ionlarynyň öndürilmegine ýetdik we ýokary tokly ion şöhlesi DPIS ulanyp, ýörite işlenip düzülen RFQ linak bilen tutuldy we tizlendi.1,4 MeV şöhle energiýasynda, magnit seljerilenden soň FC-de 7Li3 + iň ýokary tok 35 mA boldy.Bu ters kinematika bilen neýtron çeşmesini durmuşa geçirmegiň iň möhüm böleginiň synag arkaly amala aşyrylandygyny tassyklaýar.Kagyzyň bu böleginde ýokary energiýa tizlendirijileri we neýtron maksatly stansiýalary goşmak bilen ykjam neýtron çeşmesiniň ähli dizaýny ara alnyp maslahatlaşylar.Dizaýn, laboratoriýamyzda bar bolan ulgamlar bilen alnan netijelere esaslanýar.Ion şöhlesiniň iň ýokary tokynyň litiý folga bilen RFQ linak arasyndaky aralygy gysgaltmak arkaly hasam artdyryp boljakdygyny bellemelidiris.Tüwi.7 tizlendirijide teklip edilýän ykjam neýtron çeşmesiniň ähli düşünjesini görkezýär.
Tizlendirijide teklip edilýän ykjam neýtron çeşmesiniň konseptual dizaýny (Freecad, 0.19, https://www.freecadweb.org/).Sagdan çepe: lazer ion çeşmesi, solenoid magnit, RFQ linak, orta energiýa şöhlelerini geçirmek (MEBT), IH linak we neýtron öndürmek üçin özara kamera.Radiasiýa goragy, esasan, öndürilen neýtron şöhleleriniň dar gönükdirilen tebigaty sebäpli öňe ugrukdyrylýar.
RFQ linakdan soň, sanly H-strukturany (IH linac) 30 linak hasam tizleşdirmek meýilleşdirilýär.IH linaklar belli bir tizlikde ýokary elektrik meýdany gradiýentlerini üpjün etmek üçin π re modeimli drift turbasynyň gurluşyny ulanýarlar.Konseptual gözleg 1D uzynlyk dinamikasynyň simulýasiýasy we 3D gabyk simulýasiýasy esasynda geçirildi.Hasaplamalar, süýşýän turba naprýa .eniýesi (450 kW-dan az) we güýçli fokusly magnitli 100 MGts IH linakyň 1,8 m aralykda 40 mA şöhlesini 1,4-den 14 MeV tizleşdirip biljekdigini görkezýär.Tizlendiriji zynjyryň ujundaky energiýa paýlanyşy ± 0.4 MeV diýlip kesgitlenýär, bu neýtron öwrüliş nyşany tarapyndan öndürilen neýtronlaryň energiýa spektrine ep-esli täsir etmeýär.Mundan başga-da, şöhläniň duýgurlygy orta güýç we ululyk dörtburç magnit üçin adatça talap edilýäninden has kiçi şöhle nokadyna gönükdirmek üçin ýeterlik derejede pesdir.RFQ linak bilen IH linak arasynda orta energiýa şöhlesiniň (MEBT) geçirişinde şöhlelendiriji gurluşy saklamak üçin şöhlelendiriji rezonator ulanylýar.Gapdal şöhläniň ululygyna gözegçilik etmek üçin üç dörtburç magnit ulanylýar.Bu dizaýn strategiýasy köp tizlendirijilerde ulanyldy 31,32,33.Ion çeşmesinden maksat kamerasyna çenli tutuş ulgamyň umumy uzynlygy, adaty ýarym tirkegli awtoulagda ýerleşdirilip bilinjek 8 m-den az diýlip çaklanylýar.
Neýtron öwrüliş nyşany göni çyzykly tizlendirijiden soň gurlar.Ters kinematiki ssenariýalary ulanyp, öňki gözlegleriň esasynda maksatly stansiýa dizaýnlaryny ara alyp maslahatlaşýarys23.Maglumatlara görä öwrüliş maksatlaryna gaty materiallar (polipropilen (C3H6) we titanium gidridi (TiH2)) we gazly maksatly ulgamlar girýär.Her bir maksadyň artykmaçlyklary we kemçilikleri bar.Gaty nyşanalar takyk galyňlygy dolandyrmaga mümkinçilik berýär.Maksat näçe inçe bolsa, neýtron önümçiliginiň giňişlik tertibi has takyk bolar.Şeýle-de bolsa, şular ýaly nyşanalarda belli bir derejede islenilmeýän ýadro reaksiýalary we radiasiýa bolup biler.Beýleki tarapdan, wodorod nyşany ýadro reaksiýasynyň esasy önümi bolan 7Be önümçiligini ýok edip has arassa gurşaw üpjün edip biler.Şeýle-de bolsa, wodorod gowşak päsgelçilik ukybyna eýe we ýeterlik energiýa goýberilmegi üçin uly fiziki aralygy talap edýär.Bu TOF ölçegleri üçin birneme amatsyz.Mundan başga-da, wodorod nyşanyny möhürlemek üçin inçe film ulanylsa, inçe filmden emele gelen gamma şöhleleriniň energiýa ýitgilerini we hadysanyň litiý şöhlesini göz öňünde tutmalydyr.
LICORNE polipropilen nyşanlaryny ulanýar we maksat ulgamy tantal folga bilen möhürlenen wodorod öýjüklerine täzelendi.7Li34 üçin 100 nA şöhle toguny göz öňünde tutsak, iki maksatly ulgam hem 107 n / s / sr çenli öndürip biler.Bu öňe sürülýän neýtron hasylyny teklip edilýän neýtron çeşmesimize ulansak, her lazer impulsy üçin 7 × 10–8 C litiý bilen işleýän şöhle alyp bolýar.Bu, lazeri sekuntda bary-ýogy iki gezek atmak, LICORNE-iň üznüksiz şöhle bilen bir sekuntda öndürip bilýäninden 40% köp neýtron öndürýändigini aňladýar.Jemi akymy lazeriň tolgundyryş ýygylygyny köpeltmek arkaly aňsatlaşdyryp bolýar.Bazarda 1 kHz lazer ulgamynyň bardygyny çaklasak, ortaça neýtron akymyny takmynan 7 × 109 n / s / sr çenli ulaldyp bolar.
Plastmassa nyşanlary bilen ýokary gaýtalanma tizligi ulgamlaryny ulananymyzda, nyşanlarda ýylylyk öndürilişine gözegçilik etmek zerurdyr, sebäbi polipropileniň pes eriş nokady 145–175 ° C we pes ýylylyk geçirijiligi 0,1–0.22 W / m / K.14 MeV litiý-ion şöhlesi üçin şöhle energiýasyny reaksiýa çägine (13.098 MeV) azaltmak üçin 7 µm galyňlykdaky polipropilen nyşany ýeterlikdir.Bir lazeriň nyşana atylan ionlarynyň umumy täsirini göz öňünde tutup, polipropilen arkaly litiý ionlarynyň energiýa çykarylyşy 64 mJ / impuls bilen kesgitlenýär.Energyhli energiýanyň diametri 10 mm bolan tegelekde geçirilýändigini göz öňünde tutsak, her impuls takmynan 18 K / impulsyň temperatura ýokarlanmagyna gabat gelýär.Polipropilen nyşanlarda energiýa goýberilmegi, ähli energiýa ýitgileri radiasiýa ýa-da beýleki ýylylyk ýitgileri bolmazdan ýylylyk hökmünde saklanýar diýen ýönekeý çaklama esaslanýar.Sekuntda impulslaryň sanyny köpeltmek ýylylyk gurluşynyň ýok edilmegini talap edýändigi sebäpli, şol bir wagtda energiýa çykmazlygy üçin zolak nyşanlaryny ulanyp bileris23.Lazeriň gaýtalanma tizligi 100 Hz bolan nyşanda 10 mm şöhle nokadyny göz öňünde tutsak, polipropilen lentanyň skaner tizligi 1 m / s bolar.Şöhläniň bir-birine gabat gelmegine ýol berilse has ýokary gaýtalanma derejeleri mümkindir.
Şeýle hem, wodorod batareýalary bilen nyşanlary gözledik, sebäbi has güýçli hereketlendiriji şöhleler nyşana zeper ýetirmezden ulanylyp bilner.Neýtron şöhlesini gaz kamerasynyň uzynlygyny we içindäki wodorod basyşyny üýtgetmek arkaly aňsatlyk bilen sazlap bolýar.Inçe metal folga, köplenç nyşanyň gazly sebitini wakuumdan aýyrmak üçin tizlendirijilerde ulanylýar.Şonuň üçin folga üstündäki energiýa ýitgileriniň öwezini dolmak üçin hadysanyň litiý-ion şöhlesiniň energiýasyny köpeltmeli.35-nji hasabatda beýan edilen maksatly gurnama, 1,5 atm H2 gaz basyşy bilen uzynlygy 3,5 sm bolan alýumin gapdan ybaratdy.16,75 MeV litiý ion şöhlesi howa bilen sowadylan 2,7 mkm folga arkaly batareýa girýär we batareýanyň soňundaky litiý ion şöhlesiniň energiýasy reaksiýa çägine çenli peselýär.Lityum-ion batareýalarynyň şöhle energiýasyny 14.0 MeV-den 16,75 MeV-e çenli ýokarlandyrmak üçin IH linak 30 sm töweregi uzaldylmalydy.
Gaz öýjükleriniň nyşanlaryndan neýtronlaryň zyňylyşy hem öwrenildi.37okarda agzalan LICORNE gaz nyşanlary üçin GEANT436 simulýasiýalary, [37] 1-nji suratda görkezilişi ýaly konusyň içinde ýokary gönükdirilen neýtronlaryň emele gelýändigini görkezýär.35-nji salgyda esasy şöhläniň ýaýramagynyň ugruna görä iň ýokary konusyň 19.5 ° açylmagy bilen 0,7-den 3.0 MeV çenli energiýa aralygy görkezilýär.Ientokary gönükdirilen neýtronlar köp burçda gorag materialynyň mukdaryny ep-esli azaldyp, gurluşyň agramyny azaldyp we ölçeg enjamlaryny oturtmakda has çeýeligi üpjün edip biler.Radiasiýa goragy nukdaýnazaryndan, neýtronlardan başga-da, bu gazly maksat sentroid koordinat ulgamynda izotropiki ýagdaýda 478 kW gamma şöhlelerini çykarýar38.Bu şöhleler, esasy Li şöhlesi Ta giriş penjiresine urlanda ýüze çykýan 7Be çüýremegi we 7Li deksitasiýa netijesinde öndürilýär.Şeýle-de bolsa, galyňlygy 35 Pb / Cu silindr görnüşli kollimator goşup, fon ep-esli peselip biler.
Alternatiw maksat hökmünde, plazma penjiresini ulanyp bolýar [39, 40], bu gaty ýokary wodorod basyşyna we neýtron nesliniň kiçi giňişligine ýetmäge mümkinçilik berýär, ýöne berk maksatlardan pes bolsa-da.
GEANT4 ulanyp, garaşylýan energiýa paýlanyşy we litiý ion şöhlesiniň şöhleleriniň ululygy üçin neýtron öwrülişini göz öňünde tutýarys.Simulýasiýalarymyz ýokardaky edebiýatda wodorod nyşanlary üçin neýtron energiýasynyň yzygiderli paýlanyşyny we burç paýlanyşyny görkezýär.Islendik maksatly ulgamda, ýokary ugra gönükdirilen neýtronlar wodorod baý nyşanda güýçli 7Li3 + şöhle bilen hereket edýän ters kinematiki reaksiýa arkaly öndürilip bilner.Şonuň üçin täze neýtron çeşmeleri eýýäm bar bolan tehnologiýalary birleşdirip amala aşyrylyp bilner.
Lazer şöhlelenme şertleri, çalt görkezilmezden ozal ion şöhlelerini öndürmek synaglaryny köpeltdi.Lazer iş stoly nanosekunt Nd: 1012 W / sm2 lazer güýji dykyzlygy bolan YAG ulgamy, esasy tolkun uzynlygy 1064 nm, nokat energiýasy 800 mJ we impulsyň dowamlylygy 6 ns.Maksadyň nokadynyň diametri 100 µm diýlip çaklanylýar.Lityum metal (Alfa Aesar, 99,9% arassa) gaty ýumşak bolany üçin, takyk kesilen material galypda basylýar.Folga ölçegleri 25 mm × 25 mm, galyňlygy 0,6 mm.Krater ýaly zeper, lazer uranda nyşanyň üstünde ýüze çykýar, şonuň üçin nyşanyň her bir lazer oky bilen nyşanyň ýüzüniň täze bölegini üpjün etmek üçin motorly platforma hereket edýär.Galyndy gaz sebäpli rekombinasiýanyň öňüni almak üçin kameradaky basyş 10-4 Pa aralygynda saklandy.
Lazer plazmasynyň başlangyç göwrümi kiçi, sebäbi lazer nokadynyň ululygy 100 μm we öndürilenden soň 6 ns.Ses takyk nokat hökmünde kabul edilip we giňeldilip bilner.Eger detektor nyşanyň üstünden xm uzaklykda ýerleşdirilen bolsa, onda alnan signal gatnaşyklara boýun bolýar: ion tok I, ionyň geliş wagty t we impuls giňligi τ.
Döredilen plazma TOF usuly bilen FC we lazer nyşanyndan 2,4 m we 3,85 m uzaklykda ýerleşýän energiýa ion analizatory (EIA) bilen öwrenildi.FC-de elektronlaryň öňüni almak üçin -5 kV-lik taraplaýyn basyş paneli bar.EIA-da şol bir naprýa .eniýe, ýöne ters polýarlyk, daşardan polo positiveitel we içerde otrisatel iki sany koaksial metal silindr elektroddan ybarat 90 dereje elektrostatik deflektor bar.Giňelýän plazma, çukuryň aňyrsyndaky deflektora gönükdirilýär we silindrden geçýän elektrik meýdany bilen sowulýar.E / z = eKU gatnaşyklaryny kanagatlandyrýan Ionlar, ikinji elektron köpeldiji (SEM) (Hamamatsu R2362) arkaly ýüze çykarylýar, bu ýerde E, z, e, K we U ion energiýasy, zarýad ýagdaýy we zarýad EIA geometrik faktorlarydyr .elektronlar degişlilikde we elektrodlaryň arasyndaky ähtimal tapawut.Deflektoryň üstündäki naprýa .eniýäni üýtgetmek bilen, plazmadaky ionlaryň energiýasyny we zarýad paýlanyşyny alyp bolýar.Arassalaýyş naprýa Ueniýesi U / 2 EIA 0,2 V-den 800 V aralygynda, bu zarýad ýagdaýyna 4 eV-den 16 kV aralygyndaky ion energiýasyna gabat gelýär.
“Doly kesilen litiý şöhleleriniň emele gelmegi” bölüminde beýan edilen lazer şöhlelenmesiniň şertlerinde derňelýän ionlaryň zarýad ýagdaýynyň paýlanyşy Şekillerde görkezilýär.8.
Ionlaryň zarýad ýagdaýynyň paýlanyşynyň derňewi.Ine, ionyň dykyzlygy wagt tertibi, EIA bilen derňelýär we deňlemäni ulanyp litiý folgasyndan 1 m uzaklykda ulalýar.(1) we (2).“Doly siňdirilen litiý şöhlesiniň öndürilmegi” bölüminde beýan edilen lazer şöhlelenme şertlerini ulanyň.Her häzirki dykyzlygy birleşdirip, 3-nji suratda görkezilen plazmadaky ionlaryň paýy hasaplandy.
Lazer ion çeşmeleri ýokary zarýadly güýçli köp mA ion şöhlesini berip biler.Şeýle-de bolsa, kosmos zarýadynyň yza çekilmegi sebäpli şöhläni eltmek gaty kyn, şonuň üçin giňden ulanylmady.Adaty shemada, ion şöhleleri plazmadan çykarylýar we tizlendirijiniň alyp bilmek ukybyna görä ion şöhlesini emele getirmek üçin birnäçe fokus magnitleri bilen şöhle çyzygy boýunça esasy tizlendirijä iberilýär.Kosmos zarýad güýji şöhlelerinde şöhleler çyzykly däl bölünýär we şöhleleriň çynlakaý ýitgileri, esasanam pes tizlikli sebitlerde bolýar.Lukmançylyk uglerod tizlendirijilerini ösdürmekde bu meseläni ýeňip geçmek üçin täze DPIS41 şöhlelerini gowşurmak shemasy teklip edilýär.Bu usuly täze neýtron çeşmesinden güýçli litiý-ion şöhlesini çaltlaşdyrmak üçin ulandyk.
Injirde görkezilişi ýaly.4, plazmanyň emele gelýän we giňelýän ýeri demir gap bilen gurşalan.Berkidilen giňişlik, solenoid rulonyň içindäki göwrümi goşmak bilen, RFQ rezonatorynyň girelgesine çenli uzalýar.Konteýnerde 52 kW naprýa .eniýe ulanyldy.RFQ rezonatorynda ionlar, potensialy bilen 6 mm diametrli deşik arkaly RFQ toprak bilen çekilýär.Ionlaryň plazma ýagdaýynda daşalýandygy sebäpli şöhle çyzgysyndaky çyzykly däl güýçler ýok edilýär.Mundan başga-da, ýokarda belläp geçişimiz ýaly, çykarylýan aperturadaky ionlaryň dykyzlygyny gözegçilikde saklamak we ýokarlandyrmak üçin DPIS bilen bilelikde solenoid meýdany ulandyk.
RFQ tizlendiriji injirde görkezilişi ýaly silindr vakuum kamerasyndan durýar.9a.Onuň içinde dört ok kislorodsyz mis şöhle okunyň töwereginde dörtburç-simmetrik ýagdaýda ýerleşdirilýär (9-njy surat).4 çybyk we kameralar rezonansly RF zynjyryny emele getirýär.Ygtyýarly RF meýdany, taýagyň üstünde wagt üýtgeýän naprýa .eniýe döredýär.Uzynlygyna okuň daşyna ýerleşdirilen ionlar dörtburç meýdan tarapyndan gyrada saklanýar.Şol bir wagtyň özünde, taýagyň ujy eksenel elektrik meýdany döretmek üçin modulirlendi.Ok meýdany, sanjylýan üznüksiz şöhläni şöhle diýilýän şöhle impulslarynyň hataryna bölýär.Her şöhle belli bir RF sikl döwründe (10 ns) bar.Goňşy şöhleler radio ýygylyk döwrüne görä aralykda ýerleşýär.RFQ linakda lazer ion çeşmesinden 2 µ şöhle 200 şöhle yzygiderliligine öwrülýär.Şöhle soňra hasaplanan energiýa tizlenýär.
Çyzykly tizlendiriji RFQ.(a) (çepde) RFQ linak kamerasynyň daşky görnüşi.(b) (sagda) kamerada dört çybyk elektrod.
RFQ linakyň esasy dizaýn parametrleri çybyk naprýa .eniýesi, rezonans ýygylygy, şöhle deşik radiusy we elektrod modulýasiýasydyr.K 29 kV çybykdaky naprýa .eniýäni saýlaň, şonuň üçin elektrik meýdany elektrik togunyň aşagyndan aşar.Rezonans ýygylygy näçe pes bolsa, gapdal fokusirleme güýji şonça-da uly we orta tizlenme meýdany şonça az.Uly apertura radiusy şöhläniň ululygyny ýokarlandyrmaga we netijede kosmos zarýadynyň azlygy sebäpli şöhläniň tokyny ýokarlandyrmaga mümkinçilik berýär.Beýleki tarapdan, has uly apertura radiusy, RFQ linakyny işletmek üçin has köp RF güýji talap edýär.Mundan başga-da, sahypanyň hil talaplary bilen çäklenýär.Bu deňagramlylyklardan ugur alyp, ýokary tok şöhlesiniň tizlenmegi üçin rezonans ýygylygy (100 MGs) we apertura radiusy (4,5 mm) saýlandy.Modul, şöhläniň ýitmegini azaltmak we tizlenmegiň netijeliligini ýokarlandyrmak üçin saýlanýar.Dizaýn, 2 m-den 22 keV / n-den 204 keV / n-a çenli 40 mA-da 7Li3 + ionlaryny tizleşdirip bilýän RFQ linak dizaýnyny öndürmek üçin birnäçe gezek optimallaşdyryldy.Synag wagtynda ölçenen RF güýji 77 kWt boldy.
RFQ linaklar belli bir Q / A diapazony bilen ionlary çaltlaşdyryp biler.Şonuň üçin çyzykly tizlendirijiniň ujuna iýmitlenýän şöhläni seljerende izotoplary we beýleki maddalary göz öňünde tutmaly.Mundan başga-da, bölekleýin tizlenýän, ýöne tizlendirijiniň ortasynda tizlenme şertlerinde inen islenýän ionlar henizem gapdaldaky tussaglygy kanagatlandyryp biler we ahyryna çenli daşap biler.Motorly 7Li3 + bölejiklerinden başga islenmeýän şöhlelere hapa diýilýär.Synaglarymyzda 14N6 + we 16O7 + hapalar iň uly alada döretdi, sebäbi litiý metal folga howadaky kislorod we azot bilen täsir edýär.Bu ionlaryň 7Li3 + bilen tizlenip bilýän Q / A gatnaşygy bar.RFQ linakdan soň şöhle derňewi üçin dürli hil we hil şöhlelerini aýyrmak üçin dipol magnitlerini ulanýarys.
RFQ linakdan soň şöhle çyzygy, dipol magnitinden soň doly çaltlaşdyrylan 7Li3 + şöhläni FC-e ýetirmek üçin niýetlenendir.Ion şöhlesiniň tokyny takyk ölçemek üçin käsedäki ikinji elektronlary basmak üçin -400 V ikitaraplaýyn elektrodlar ulanylýar.Bu optika bilen ion traýektoriýalary dipollara bölünýär we Q / A baglylykda dürli ýerlerde jemlenýär.Möhüm diffuziýa we kosmos zarýadynyň yzyna gaýtarylmagy ýaly dürli faktorlar sebäpli fokusdaky şöhle belli bir giňlige eýe.Görnüşleri diňe iki ion görnüşiniň fokus pozisiýalarynyň arasyndaky aralyk şöhläniň giňliginden has uly bolan ýagdaýynda bölüp bolýar.Mümkin bolan iň ýokary çözgüdi almak üçin şöhläniň biliniň golaýynda gorizontal çyzyk oturdylýar, ol ýerde şöhle diýen ýaly jemlenendir.Çukur bilen kompýuteriň arasynda 40 mm × 40 mm × 3 mm, Saint-Gobain-den sintilýasiýa ekrany (CsI (Tl)) oturdyldy.Sintilýator, optimal bölejik üçin dizaýn edilen bölejikleriň geçmeli iň kiçijik bölegini kesgitlemek we ýokary tokly agyr ion şöhleleri üçin kabul ederlikli şöhle ululyklaryny görkezmek üçin ulanyldy.Sintilýatordaky şöhle şekili wakuum penjire arkaly KCD kamerasy tarapyndan ýazga alynýar.Amphli şöhle impulsynyň giňligini ýapmak üçin täsir ediş wagty penjiresini sazlaň.
Häzirki okuwda ulanylan ýa-da derňelýän maglumatlar bazalary degişli awtorlardan göwnejaý isleg boýunça elýeterlidir.
Manke, I. we ş.m.Magnit domenleriniň üç ölçegli şekillendirişi.Milli komuna.1, 125. https://doi.org/10.1038/ncomms1125 (2010).
Anderson, IS we ş.m.Tizlendirijilerde ykjam neýtron çeşmelerini öwrenmegiň mümkinçilikleri.fizika.Rep 654, 1-58https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.07.007 (2016).
Urçuoli, A. we ş.m.Neýtron esasly hasaplanan mikrotomografiýa: Pliobates kataloniae we Barberapithecus huerzeleri synag synaglary hökmünde.Hawa.J. Fizika.antropologiýa.166, 987–993.https://doi.org/10.1002/ajpa.23467 (2018).

 


Iş wagty: Mart-08-2023