冷阴极潘宁离子源通过表面溅射直接引出负离子

在不引入铯蒸汽的情况下，对袖珍型永磁冷阴极潘宁离子源通过固体表面溅射的方式，直接引出氯、溴等元素的负离子进行了初步研究。利用该源，在气耗量小于２０ｃｍ３／ｈ、弧功率约５０Ｗ的情况下，除了从放电气体中直接引出相关元素的负离子外，分别以ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＦ为阴极靶材，通过表面溅射，在传输效率为１５％时，得到相应元素的负离子分析束Ｆ－６０μＡ、Ｃｌ－６８μＡ、Ｂｒ－３９μＡ。实验中观测到，不同的辅助工作气体对固体表面溅射形成负离子的产额有一定的影响。     

用串列静电加速器获取MeV高能团簇离子束

利用复旦大学现有的串列静电加速器（ＮＥＣ ９ＳＤＨ－２）获得了能量为１－４ＭｅＶ的硼、碳、硅及金等小型高能团簇离子束：Ｂｎ＾＋（ｎ＝２）、Ｃｎ＾＋（ｎ〈１０）、Ｓｉｎ＾＋（ｎ＝２，３，４）以及Ａｕｎ＾＋（ｎ＝２）；束流强度与团簇的种类和所含的原子数有关，为０．１－１００ｎＡ量级。注入加速器的低能团簇负离子由铯溅射离子源（ＳＮＩＣＳ Ⅱ）产生，高能团簇正离子的质量鉴别用磁分析器完成，高能碳团簇负离子     

碳及碳团簇负离子注入硅橡胶细胞相容性研究

通过在GIC4117串列加速器前注入器加装注入靶架以及扫描系统,建立了低能负离子注入平台,实现具有"Charge-up free"优点的负离子以及团簇负离子的注入,从而进行了碳及碳团簇负离子注入硅橡胶细胞相容性研究。水接触角测量表明,随着注入剂量增大到3×1015 cm-2,材料表面的水接触角从108.7°减小到103.1°,表面亲水性得到改善。XPS测试表明,随着注入剂量的增加,样品中碳含量逐渐减小,而氧和氮含量逐渐增加。基于上述结果对负离子注入硅橡胶细胞相容性改善的机制进行了讨论,最后在样品上进行了细胞培养实验。结果表明,负离子注入法是一种简单、有效提升硅橡胶细胞相容性的方法。     

300keV,5电极负离子束系统的数值模拟研究

根据负离子-中性束注入器中强流负离子束引出、加速系统的特点,建立了为辅助设计强流负离子束系统而对其进行数值模拟研究的模型和计算程序,计算了负离子束和伴随引出的电子束在系统电、磁场共同作用下的运动行为,研究了系统束流密度、负离子初始温度以及负离子剥离损失和末电极孔位移等相关参数对负离子束光学特性的影响,并对系统的电、磁场位形进行了优化。对300keV,5电极负离子束系统的初步优化结果表明:该系统磁场可将伴随引出的电子束在低能下偏转到作为电子接收极的引出电极上;对引出流密度为21mA·cm~(-2)的H~-离子束,当H~-离子在引出区的剥离损失为20％时,由系统出射的各小束的均方根角度和85％小束的散角可分别达到0.327°和0.460°。     

碳团簇Cn^＋（n=1—5）注入NaCl晶体的研究

能量为0.6MeV/C荷能碳团簇离子Cn^ (n=2-5)注入到NaCl单晶，利用TRIM程序对碳团簇在NaCl单晶中的射程进行模拟，碳团簇NaCl单晶内存在一定长度的“团簇区域”。光学吸收谱表明：由于团簇区域的存在，不同碳离子团簇辐照产生的缺陷种类浓度都有很大不同，较大团簇会产生V2和V3色心，色心浓度也较大。     

溅射负离子源靶的制作与使用

研究制作了多种溅射负离子源靶,在2×1.7MV串列加速器上采用Middleton-Ⅶ型溅射负离子源引出了流强大、稳定的30多种元素的负离子束。探讨了靶的材料、形状和尺寸等因素对束流质量的影响,以及如何通过控制铯蒸汽、电离器电流、靶压和靶位等来改善束流的质量,提高靶及电离器的寿命,降低源体的污染等。     

射频负离子源关键参数测量系统研制

强流离子源是大功率中性束注入系统的关键部件之一,为了实现中性束注入系统的稳态运行,需要开展射频负离子源的实验研究。射频负离子源的负离子引出电流、引出总电流和引出电子流等关键参数的测量是射频离子源实验理论分析的基础,本系统通过信号调理隔离传输实现射频负离子源关键参数的测量。实验结果表明,系统测量采集数据精准可靠,运行稳定。     

300kV,5电极负离子束系统的数值模拟研究(英文)

根据用于负离子-中性束注入器的强流负离子引出、加速系统的特点,建立了负离子束系统的数值模拟模型和程序,以便辅助该系统的设计。计算了负离子束和伴随引出的电子束在系统电、磁场共同作用下的运动行为,研究了束密度、负离子初始温度和剥离损失及末电极孔位移等相关参数对负离子束光学特性的影响,优化了电、磁场位形。对 300 kV,5 电极负离子束系统的初步优化结果表明:该系统磁场可以在低能下将电子束偏转到作为接收器的引出电极上;设 H-离子在引出区的剥离损失为 20%并且引出的 H-束密度为 21 mA·cm- 时,所有出射小束的均方根散角和 85%束散角分别 2为 0.327°和 0.460°。     

用于蓝姆移动型极化离子源的低能强流双等源

建立了用于蓝姆移动型极化离子源的双等源和低能引出聚焦系统，实验比较了等离子体出口孔径和聚焦电极之间的距离对引出束的影响，并调整了离子源的运行参数。离子束的质子比可达６０％以上，满足了极化离子源的工作要求。约有４ｍＡ低能氢离子束（５５０ｅＶ）或氘离子束（１１００ｅＶ）进入铯蒸汽电荷交换管道，在极化源上使用低能强流双等源后，可获得２００ｎＡ左右的极化质子（或氘核）束。     

受控聚变装置用强流负离子束系统

本文阐述了为装置对负离子－中性束系统的需求而发展的强流负离子源的主要源型,负离子产生及损失机制,以及强度,高能负离子束引出,加速系统的物理和技术特点。     

碳团簇C+n(n=1—5)注入NaCl晶体的研究

能量为 0 .6MeV/C荷能碳团簇离子Cn+(n =2— 5)注人到NaCl单晶 ,利用TRIM程序对碳团簇在NaCl单晶中的射程进行模拟 ,碳团簇NaCl单晶内存在一定长度的“团簇区域”。光学吸收谱表明 :由于团簇区域的存在 ,不同碳离子团簇辐照产生的缺陷种类浓度都有很大不同 ,较大团簇会产生V2 和V3色心 ,色心浓度也较大。     

载能钼团簇束与单晶硅碰撞室温下合成二硅化钼

用一种新型磁控溅射气体凝聚团簇源产生Mon^-团簇束,当团簇束分别在偏压为0、1、3、5、10kV的电场中加速后,沉积在室温下的P型Si(111)衬底上,获得Mo／Si(111)薄膜样品。用XRD分析表明,在室温下,偏压≤5kV团簇束沉积和常规磁控溅射沉积获得的Mo／Si(111)样品,其界面均无二硅化钼(MoSi2)生成;偏压=10kV时,团簇束沉积其界面直接有MoSi2生成。对于团簇束沉积,当偏压大于一定值时(在本实验条件下偏压≥3kV),薄膜才开始以Mo(110)择优取向生长。     

C1～C4的加速以及它们在CR-39中径迹的AFM观测

在中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器上引出并加速了MeV级碳集团束Cn~ (n=1、2、3和4)。在200型强流溅射离子源上,采用石墨做靶,改变注入器的磁场,引出的C_1~-～C_4~-的流强分别可以达到8.0、7.6、0.92和1.31 μA。在碳集团负离子引出的基础之上,利用串列加速器的气体剥离装置,在极低N_2气压下,实现了对C_1~-～C_4~-电子的剥离以及对它们的进一步加速。在端电     

碳团簇Cnn+(n=15)注入NaCl晶体的模型

６００ｋｅＶ的荷能碳和簇离子Ｃ＾＋ｎ（ｎ＝１－５）注入到ＮａＣｌ单晶,当入射粒子的速度ｖ大于玻尔速度ｖ０（＝３／１３７）时,能量转移主要是由入射粒子与靶原子的核外电子碰撞造成的。假定团簇中各原子的能量岐离大于它们的结合能时,团簇状态已经结束,各原子成为独立的粒子。     

强流负离子束系统的数值模拟研究

为了辅助设计下一代受控核聚变装置所要求的高能、大功率中性束注入器,我们根据负离子-中性束注入系统的特点,建立了数值模拟负离子束系统的物理模型和计算程序,并进行了数值模拟研究。与数值模拟正离子束系统的物理模型相比,该物理模型包含了更多的物理过程,如需要利用磁场来偏转与负离子一起引出的电子,以提高系统效率;为此就必须考虑等离子体电子横越磁场的扩散并包含由离了源等离子体引出的负离子和电子在电磁场共同作用下的运动行为以及相关等离子体参数对粒子初始发射的影响;也包含了束内部空间电荷非线性力和负离子在输运过程中的剥离损失等物理现象。在进行的数值模拟研究中,对系统的几何尺寸及电磁     

原子核中的α团簇对核反应与相对论重离子碰撞的影响

团簇结构可以稳定存在于原子核的内部。研究原子核的α团簇结构及其影响在核物理与天体物理中是一个十分重要的课题。在过去几十年里，原子核的团簇结构效应在重离子核反应中有了较多的研究。本文主要总结了在核反应与相对论重离子碰撞中对原子核的α团簇结构效应的研究。例如，通过原子核的巨共振来研究原子核的团簇结构。通过核反应中的粒子（包括中子、质子以及光子）的发射与关联、集体流等研究原子核的团簇结构。进一步，我们把原子核的团簇效应延伸推广到相对论重离子碰撞中，比如，对集体流及其涨落、HBT(Hanbury Brown and Twiss)关联、多重性关联、双强子方位角关联、电磁场等的研究。     

强流负离子束系统中电子偏转磁场分布的计算

在大型受控核聚变装置所要求的高能、大功率负离子-中性束注入器的负离子束系统中,对伴随负离子引出和由负离子剥离产生的电子的有效抑制是提高系统效率的关键之一。通常利用系统的引出电极内埋置的永磁体产生合理的磁场位形将电子在低能下偏转、吸收,而又极小影响负离子束的光学特性。为此,必须计算出磁场分布,进而求得在系统电、磁场综合作用下电子和负离子的轨迹,并通过数值模拟计算优化系统电磁场位形和束光学特性,为辅助设计负离子-中性束注入器的强流负离子束系统提供参考依据。     

嵌埋团簇Cu：CaF2膜光学性质的研究

研究了Ｃｕ：ＣａＦ２复合膜的红外光吸收与金属团簇结构之间的关系。结果表明Ｃｕ金属的表面等离子体共振吸收频率明显依赖Ｃｕ团簇的大小。随着团簇尺寸的减小，共振吸收峰发生红移；吸收峰变宽。并且在吸收峰位附近表现出较大的第三级非线性系数，其不电反应速度小于１５０ｆｓ。     

MEVVA型金属离子源

本文报道金属蒸发真空孤放电（ＭＥＶＶＡ）型金属离子源的研究结果。阴极材料分别使用了Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ和Ｃｕ。阴极触发脉冲１２ｋＶ，脉冲宽度９０μｓ，脉冲重复率１－５次／ｓ。引出束流脉冲宽度３００μｓ。当引出电压为２８ｋＶ时，可引出Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ和Ｃｕ离子流强度分别为２３０ｍＡ、２５０ｍＡ、２８０ｍＡ和３００ｍＡ     

利用准弹性中子散射研究金属氧化物团簇内部碳链的动态

中子散射技术是研究凝聚态物质和材料性质的重要手段。通过将碳链植入金属氧化物团簇分子的内部,可以实现对碳链运动的彻底改变。通过分析中子谱得知,这些金属氧化物团簇分子内部的碳链的大尺度空间平移运动几乎被完全限制,碳链上的甲基和亚甲基的转动速度也被大幅度减慢。另外,碳链上的不同碳原子的运动有不均匀性。这些现象都表明,金属氧化物团簇分子对于其内部的高分子运动有强约束效应。该效应在金属氧化物团簇的包裹行为上有决定性作用。