脈沖慢正電子束譜儀的模擬設(shè)計(jì)及Fe-,3-O-,4--C核殼型納米纖維的正電子研究.pdf

1、本文完成了基于常規(guī)Na源的脈沖慢正電子束裝置的束流聚焦模擬及地線系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)計(jì)。在完成該設(shè)計(jì)的同時(shí)，作者利用已有正電子壽命譜儀和符合雙多普勒實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，完成了對(duì)FE<,3>O<,4>-Carbon nanotube核殼型納米纖維新型材料的正電子研究，并在論文中分析了該樣品的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了一些有意義的物理結(jié)論。 1.脈沖慢正電子束裝置模擬設(shè)計(jì) 本脈沖慢正電子束裝置是基于<'22>Na常規(guī)正電子源的，<'

2、22>Na源的半徑為3mm。從<'22>Na正電子源發(fā)出的快正電子經(jīng)過(guò)鎢慢化體，形成具有一定能量分布的慢正電子(一般E<3eV)，經(jīng)電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)約束后的直流慢正電子通過(guò)引入50MHz信號(hào)的斬波器實(shí)現(xiàn)脈沖化，考慮到計(jì)數(shù)率的問(wèn)題，此時(shí)脈沖寬度不宜過(guò)窄，我們選擇了寬度為5ns的近似方波脈沖。通過(guò)分別加有50MHz 正弦波信號(hào)的預(yù)聚束腔和200MHz正弦波信號(hào)的主聚束腔兩級(jí)壓縮后，形成半高全寬為150＾200ps的脈沖慢正電子束，最后經(jīng)加速電

3、極(-0.5KeV至-30KeV)進(jìn)入靶室。在此平臺(tái)上可以進(jìn)行常規(guī)慢正電子測(cè)量、正電子壽命譜、符合多普勒展寬譜和正電子壽命—?jiǎng)恿筷P(guān)聯(lián)譜等多種實(shí)驗(yàn)。 用離子光學(xué)模擬軟件SIMION 7.0模擬了正電子束流在脈沖束腔內(nèi)的輸運(yùn)過(guò)程和空間聚焦情況，并根據(jù)模擬結(jié)果不斷改進(jìn)電磁場(chǎng)、斬波器、加速電極和法拉第筒的設(shè)計(jì)，最終達(dá)到了把空間聚焦束斑半徑控制在3mm以下的目標(biāo)。時(shí)間聚束采用模擬退火算法進(jìn)行大范圍搜索裝置參數(shù)，使得在1-30keV加速電壓