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霍尔漂移对阳极层霍尔等离子体加速器电离效率的影响

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物理学报 2012年第7期61卷 332-337页

作者：耿少飞唐德礼邱孝明聂军伟于毅军核工业西南物理研究院成都610041

以洛伦兹变换方法为基础,分析了阳极层霍尔等离子体加速器中电子的霍尔漂移,结果表明在交叉场中,霍尔漂移并不总是存在的,E/B的比值大于光速时,霍尔漂移将不存在.进一步的分析表明,霍尔漂移也并不总是回旋形式的,不同的电磁场配置以及... 详细信息

以洛伦兹变换方法为基础,分析了阳极层霍尔等离子体加速器中电子的霍尔漂移,结果表明在交叉场中,霍尔漂移并不总是存在的,E/B的比值大于光速时,霍尔漂移将不存在.进一步的分析表明,霍尔漂移也并不总是回旋形式的,不同的电磁场配置以及不同的电子初始能量将带来不同形式的漂移,包括回旋形式,波浪线形式,甚至直线形式.电磁场的配置也决定着霍尔漂移的速度,在很大程度上影响着电子的能量,这就决定了放电时的电离效率.对不同电磁场配置进行数值模拟发现,合理的电磁场比值能够得到更好的电离效率（对于氩,这个数值大约为4×10~6）.不同的气体,根据其电离碰撞截面与电子能量的关系,都有不同的合理比值.

关键词：霍尔漂移电离效率霍尔等离子体加速器数值模拟

低能核反冲在液氙暗物质探测器中的发光和电离效率

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低能核反冲在液氙暗物质探测器中的发光和电离效率

作者：慕巍上海交通大学

学位级别：硕士

大质量弱相互作用粒子（weakly interacting massive particles WIMPs）是目前暗物质粒子的最具吸引力的候选之一。近二十年来,无数暗物质探测实验被开发用于WIMPs粒子的直接探测。其中,液氙探测器是所有直接探测试验中最有希望的一种... 详细信息

大质量弱相互作用粒子（weakly interacting massive particles WIMPs）是目前暗物质粒子的最具吸引力的候选之一。近二十年来,无数暗物质探测实验被开发用于WIMPs粒子的直接探测。其中,液氙探测器是所有直接探测试验中最有希望的一种。液氙探测器用来探测暗物质粒子（WIMPs）与探测器中原子发生弹性散射作用所引起的核反冲,从而达到对暗物质粒子的直接探测的目的。当液氙探测器中的某个氙原子与暗物质粒子发生弹性散射,该原子会获得大约几到几十千电子伏特（keV）的动能成为一个反冲原子。反冲原子在探测器介质中运动并减速,在此期间会激发或者电离探测器中其他原子,产生实验中容易探测到的瞬时发光信号（以下简称为发光信号）S1或者电离正比发光信号（以下简称为电离信号）S2。其中发光信号是由激发电子退激发,或者被电离电子与负离子重新结合并退激发而产生,而电离信号则是由于被电离的电子在外加电场作用下,漂移到气态探测器室中而产生。在液氙探测器中,有两个重要的参数,即相对发光效率（relative scintillation e?ciency Leff）和电离效率（ionization yield Qy）。这两个参数有效地的将实验易探测到发光信号S1或者电离信号S2与暗物质粒子（WIMPs）在探测器中原子反冲的初始能量联系起来。如果Leff或者Qy能够精确的计算出来,那么结合实验对原子反冲所产生的发光信号S1或者电离信号S2测量,实验学家可以重构原子反冲的能量,从而对暗物质粒子的相关性质进行进一步分析。原则上讲,Leff和Qy可以通过实验进行测量。然而这项任务在低能原子反冲区却很有挑战性。大多数实验通过中子源来产生核反冲,从而模拟暗物质粒子产生的原子反冲信号来测量Leff和Qy,但是实验的性质决定了核反冲的能量越低（keV能量区域附近）,该实验的系统误差就会越大。同时,由于轻暗物质粒子（WIMPs）的质量多数在几个吉电子伏特（GeV）左右,其产生的原子反冲能量多数在数个千电子伏特（keV）。针对这种情况,本文对液氙探测器在低能区的发光和电离过程进行了详尽的研究和理论分析,并且对Leff和Qy在低能区的行为做出了相应的理论预测。基于Lindhard的基本积分方程以及二体碰撞模型,我们开发了一个计算机程序来模拟原子反冲在液氙探测器中的减速过程。利用该程序,我们可以计算出原子反冲在减速过程中的电子能损的具体数值。通常来说,这个数值与原始原子反冲能量的比值被称为Lindhard系数（Nuclear Quenching Factor qnc）。从而可以进一步来计算发光信号和电离信号的数量。为了得到qnc在低能区的精确值,我们对低能区的氙原子在液氙介质中的电子能损的过程,现存的理论模型,以及实验数据进行了分析,对传输截面法（Transport Cross Section）求电子能损Se的方法做了修正,从而重新计算了Se。我们的理论结果与中等能量区域（40到100千电子伏特）的实验结果符合得很好。为了进一步计算光信号和电离信号的数值,我们对电子与负离子的结合过程进行了分析,修正并推广了现有的Thomas-Imel模型。通过该修正,我们预测了电子与负离子在外场下的结合效率,从而能够精确计算出发光信号和电离信号的数值。将我们所做的研究结合起来,我们得到Leff和Qy在低能区的理论预测值。我们对Leff和Qy的理论预测与中子散射实验的测量结果符合的很好。在无实验数据区域（低于3千电子伏特的区域）,我们所预测的Leff迅速降低。该现象与之前文献中所做的假设相矛盾。我们所预测的Qy随着原子反冲能量的降低而升高,在2到3千电子伏特的区域达到最大值。这个预测结果可以将探测器的探测极限进一步降低到大约1千电子伏特左右。由于电离信号相对易于探测,该预测有可能被实验进一步证实或者证伪。

关键词：液氙探测器暗物质发光效率电离效率

霍尔漂移对阳极层霍尔等离子体加速器电离效率的影响

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霍尔漂移对阳极层霍尔等离子体加速器电离效率的影响

第十五届全国等离子体科学技术会议

作者：耿少飞唐德礼邱孝明聂军伟于毅军高翚核工业西南物理研究院

以洛仑兹变换方法为基础,分析了阳极层霍尔等离子体加速器中电子的霍尔漂移,结果表明在交叉场中,霍尔漂移并小总是存在的,E/B的比值大于光速时,霍尔漂移将不存在。进一步的分析表明,霍尔漂移也并不总是回旋形式的,不同的电磁场配置以及... 详细信息

以洛仑兹变换方法为基础,分析了阳极层霍尔等离子体加速器中电子的霍尔漂移,结果表明在交叉场中,霍尔漂移并小总是存在的,E/B的比值大于光速时,霍尔漂移将不存在。进一步的分析表明,霍尔漂移也并不总是回旋形式的,不同的电磁场配置以及不同的电子初始能量将带来不同形式的漂移,包括回旋形式,波浪线形式,甚至电线形式。电磁场的配置也决定着霍尔漂移的速度,在很大程度上影响着电子的能量,这就决定了放电时的电离效率。对不同电磁场配置进行数值模拟发现,合理的电磁场比值能够得到更好的电离效率。对于不同的气体,根据其电离碰撞截面与能量的关系,都有不同的合理比值。

关键词：霍尔漂移电离效率霍尔等离子体加速器数值模拟

来源： cnki会议评论

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气流量对介质阻挡放电离子源电离效率的影响

传感器与微系统 2007年第12期26卷 44-46页

作者：高磊唐飞王晓浩熊继军中北大学仪器科学与动态测试技术重点实验室山西太原030051 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

采用实验方法研究了介质阻挡放电离子源对乙醇样品标准气在不同的流量条件下离子源电离效率的问题。研究结果表明:离子源的电离效率随着载气流量的增加而呈减小的变化趋势。在低流量(60 L/h)条件下电离效率较高,可以达到33%;随着流量的... 详细信息

采用实验方法研究了介质阻挡放电离子源对乙醇样品标准气在不同的流量条件下离子源电离效率的问题。研究结果表明:离子源的电离效率随着载气流量的增加而呈减小的变化趋势。在低流量(60 L/h)条件下电离效率较高,可以达到33%;随着流量的增加电离效率急剧下降,当流量大于160 L/h后,电离效率的减小趋势就变得比较缓慢,在最大流量(400 L/h)时电离效率最低,仅有3.5%左右。

关键词：介质阻挡放电流量电离效率

钠原子激光共振电离（LRI）跃迁及其电离效率

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光谱学与光谱分析 1994年第6期14卷 35-38页

作者：卢秉嵩苏小保季学韩安徽师范大学物理系

本文就Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行销原子三步共振激发电离，求解了非饱和共振过程的速率方程。在一些典型实验条件下，计算出基态和激发态的共振吸收截面，给出电高效率分别与二步激发速率、电离率速率以及作用时间的变化关系... 详细信息

本文就Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行销原子三步共振激发电离，求解了非饱和共振过程的速率方程。在一些典型实验条件下，计算出基态和激发态的共振吸收截面，给出电高效率分别与二步激发速率、电离率速率以及作用时间的变化关系，得出饱和激发电离的流量条件和通量条件等，并进行了一系列讨论。

关键词：激光共振电离电离效率钠

铋原子激光共振电离（LRI）跃迁及其电离效率

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应用激光 1994年第5期14卷 201-204页

作者：卢秉嵩苏小保季学韩安徽师范大学物理系

金属铋（Ｂｉ）是高温超导材料的重要成分，微量铋元素的检测具有广泛的应用价值和重要的基础研究意义，本文就Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行铋原子三步共振电离，求解了非饱和共振过程的速率方程，在一些典型实验条件下，计算出... 详细信息

金属铋（Ｂｉ）是高温超导材料的重要成分，微量铋元素的检测具有广泛的应用价值和重要的基础研究意义，本文就Ｎｄ：ＹＡＧ及其泵浦的染料激光进行铋原子三步共振电离，求解了非饱和共振过程的速率方程，在一些典型实验条件下，计算出基态和激发态的共振吸收截面，给出电离效率分别与二步激发速率，电离速率以及作用时间的变化关系，得出饱和激发电离的流量条件和通量条件等，并进行了一系列讨论．

关键词：激光共振电离电离效率铋原子超导材料

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痕量铱同位素的负离子质谱分析方法研究

质谱学报 2019年第5期40卷 485-491,I0005页

作者：邵学鹏汤磊刘雪梅龙开明郝樊华中国工程物理研究院核物理与化学研究所

铱(Ir)同位素组成可作为理想的核燃料燃耗指示信息。提高Ir待测离子的电离效率,以获得足够强度且稳定的离子流是精确测量痕量Ir同位素组成的关键。因Ir电离电位较高,极难形成稳定的正离子,因此需采用负离子模式。本研究通过对比不同的... 详细信息

铱(Ir)同位素组成可作为理想的核燃料燃耗指示信息。提高Ir待测离子的电离效率,以获得足够强度且稳定的离子流是精确测量痕量Ir同位素组成的关键。因Ir电离电位较高,极难形成稳定的正离子,因此需采用负离子模式。本研究通过对比不同的灯丝材料、灯丝结构、涂样条件、电离温度等因素,建立并优化了Ir的负离子转化条件。通过采用Pt单带、Ba(OH)2为发射剂涂样,并缓慢提高灯丝电流,50 ng的Ir电离效率可达9.8×10^-4。经氧同位素校正后,Ir涂样量10 ng以上的n(191 Ir)/n(193 Ir)同位素比值与标准溶液的参考值在误差范围内一致,且相对标准偏差优于0.2%,能够满足痕量Ir同位素组成的测量精度要求。

关键词：铱同位素痕量负离子质谱电离效率氧同位素校正

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测量电离效率函数的电子碰撞谱仪

分析仪器 1988年第2期 64-66页

作者：潘承璜中国科学院化学研究所

研究原子或分子在电子碰撞下的电离效率函数,是电子碰撞能谱的另一个分支.本文介绍一种尚处在实验室阶段的测量电离效率函数的电子碰撞谱仪,着重介绍了关键部件电子单色器和碰撞室,并给出典型谱图.

关键词：电子碰撞分子能谱碰撞(物理) 单色器电离效率函数谱仪

热解析法/单光子电离质谱法对土壤中多环芳烃的检测

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分析测试学报 2014年第4期33卷 465-470页

作者：李阿丹孙扬崔宗岩燕山大学环境与化学工程学院河北秦皇岛066004 河北省应用化学重点实验室河北秦皇岛066004 秦皇岛出入境检验检疫局河北秦皇岛066004

以电子束泵浦稀有气体准分子灯发射出的126 nm紫外光为电离源,结合飞行时间质谱在线分析了土壤中的16种多环芳烃(PAHs)。利用热解吸装置将PAHs气体直接引入质谱,建立了以毛细管直接进样法为样品导入方法的单光子电离质谱分析方法。考察... 详细信息

以电子束泵浦稀有气体准分子灯发射出的126 nm紫外光为电离源,结合飞行时间质谱在线分析了土壤中的16种多环芳烃(PAHs)。利用热解吸装置将PAHs气体直接引入质谱,建立了以毛细管直接进样法为样品导入方法的单光子电离质谱分析方法。考察了不同PAHs解吸时间及解吸温度的影响,并讨论了单光子电离效率对检出限的影响。根据标准混合气体的分析得到16种PAHs的检出限可达μg/mL级别。

关键词：单光子电离多环芳烃真空紫外辐射直接进样法检出限电离效率