304L 6.35*1mm د سټینلیس سټیل کویل شوي ټیوب عرضه کونکي ، د نبض شوي مستقیم نیوټرون تولید لپاره د شدید لیتیم بیم څرګندونه

د Nature.com لیدلو لپاره مننه.تاسو د محدود CSS ملاتړ سره د براوزر نسخه کاروئ.د غوره تجربې لپاره، موږ وړاندیز کوو چې تاسو یو تازه شوی براوزر وکاروئ (یا په انټرنیټ اکسپلورر کې د مطابقت حالت غیر فعال کړئ).برسېره پردې، د روان ملاتړ ډاډ ترلاسه کولو لپاره، موږ سایټ پرته له سټایلونو او جاواسکریپټ څخه ښکاره کوو.
سلایډونه په هر سلایډ کې درې مقالې ښیې.د هر سلایډ له لارې حرکت کولو لپاره شاته او بل بټن وکاروئ، یا د سلایډ کنټرولر بټن په پای کې د هر سلایډ له لارې حرکت وکړئ.

د اټومي ریکټورونو مطالعې لپاره د بدیل په توګه، د لیتیم آئن بیم ډرایور په کارولو سره یو کمپیکٹ سرعت کونکي نیوټرون جنراتور ممکن یو امید لرونکی کاندید وي ځکه چې دا لږ ناغوښتل وړ وړانګې تولیدوي.په هرصورت، دا ستونزمنه وه چې د لیتیم آئنونو یو شدید بیم وړاندې کړي، او د داسې وسیلو عملي کارول ناممکن ګڼل کیږي.د ناکافي آئن جریان ترټولو سخته ستونزه د مستقیم پلازما امپلانټیشن سکیم په پلي کولو سره حل شوې.په دې سکیم کې، د لیتیم فلزي ورق د لیزر خلاصولو په واسطه د لوړ کثافت پلس شوی پلازما په مؤثره توګه د لوړ فریکونسۍ کواډروپول سرعت کونکي (RFQ سرعت کونکي) لخوا په اغیزمنه توګه انجیک شوی او ګړندی کیږي.موږ د 1.43 MeV ګړندي 35 mA لوړ بیم کرنټ ترلاسه کړی ، کوم چې د دودیز انجیکټر او سرعت کونکي سیسټمونو په پرتله د شدت دوه آرډرونه لوړ دي.
د ایکس شعاعو یا چارج شوي ذراتو په څیر، نیوټرونونه لوی د ننوتلو ژوروالی لري او د تودوخې موادو سره ځانګړی تعامل لري، دوی د موادو 1,2,3,4,5,6,7 د ملکیتونو مطالعې لپاره خورا هر اړخیز تحقیقات جوړوي.په ځانګړې توګه، د نیوټرون د توزیع کولو تخنیکونه په عام ډول په تودوخې موادو کې د جوړښت، جوړښت، او داخلي فشارونو مطالعې لپاره کارول کیږي او کولی شي په فلزي مرکباتو کې د ټریس مرکبونو په اړه مفصل معلومات چمتو کړي چې د ایکس رې سپیکٹروسکوپي په کارولو سره کشف کول ستونزمن دي.دا میتود په لومړني ساینس کې یو پیاوړی وسیله ګڼل کیږي او د فلزاتو او نورو موادو جوړونکو لخوا کارول کیږي.په دې وروستیو کې، د نیوټرون توپیر د میخانیکي اجزاوو لکه د ریل او الوتکې برخې 9,10,11,12 کې د پاتې شونو فشارونو موندلو لپاره کارول شوي.نیوټرون هم د تیلو او ګازو په څاګانو کې کارول کیږي ځکه چې دوی په اسانۍ سره د پروټون بډایه موادو لخوا نیول کیږي.ورته میتودونه په ملکي انجینرۍ کې هم کارول کیږي.د غیر ویجاړونکي نیوټرون ازموینه په ودانیو، تونلونو او پلونو کې د پټو نیمګړتیاوو د موندلو لپاره یوه اغیزمنه وسیله ده.د نیوټرون بیمونو کارول په فعاله توګه په ساینسي څیړنو او صنعت کې کارول کیږي، چې ډیری یې په تاریخي توګه د اټومي ریکټورونو په کارولو سره رامینځته شوي.
په هرصورت، د اټومي نه خپریدو په اړه د نړیوالې اجماع سره، د څیړنې موخو لپاره د کوچنیو ریکټورونو جوړول ورځ تر بلې ستونزمن کیږي.سربېره پر دې، د فوکوشیما وروستۍ حادثې د اټومي ریکټورونو جوړول تقریبا په ټولنیز ډول د منلو وړ ګرځولي دي.د دې رجحان سره په اړیکه کې، په سرعت کونکو کې د نیوټرون سرچینو غوښتنه مخ په ډیریدو ده.د اټومي ریکټورونو د بدیل په توګه، ډیری لوی سرعت کونکي ویشونکي نیوټرون سرچینې لا دمخه په 14,15 کې دي.په هرصورت، د نیوټرون بیمونو د ملکیتونو د لا اغیزمنې کارونې لپاره، دا اړینه ده چې په سرعت کونکو کې د کمپیکٹ سرچینو کارول پراخ شي، 16 چې کیدای شي د صنعتي او پوهنتون څیړنیزو ادارو پورې اړه ولري.د سرعت نیوټرون سرچینې د اټومي ریکټور لپاره د بدیل په توګه د خدمت کولو سربیره نوي وړتیاوې او دندې اضافه کړي 14.د مثال په توګه، د لینیک چلونکي جنراتور کولی شي په اسانۍ سره د ډرایو بیم په مینځلو سره د نیوټرون جریان رامینځته کړي.یوځل چې نیوټرون خارج شي ، نو کنټرول یې ستونزمن دی او د وړانګو اندازه کول د شالید نیوټرون لخوا رامینځته شوي شور له امله تحلیل کول ګران دي.نبض شوي نیوټرون چې د سرعت کونکي لخوا کنټرول کیږي د دې ستونزې څخه مخنیوی کوي.د پروټون سرعت ټیکنالوژۍ پراساس ډیری پروژې په ټوله نړۍ کې وړاندیز شوي 17,18,19.عکس العملونه 7Li(p, n)7Be او 9Be(p, n)9B په مکرر ډول د پروټون چلول شوي کمپیکٹ نیوټرون جنراتورونو کې کارول کیږي ځکه چې دا د اندوترمیک عکس العملونه دي.اضافي وړانګې او راډیو اکټیو ضایعات کم کیدی شي که چیرې د پروټون بیم د هڅولو لپاره غوره شوې انرژي د حد ارزښت څخه یو څه پورته وي.په هرصورت، د هدف نیوکلیوس ډله د پروټونونو په پرتله خورا لوی دی، او په پایله کې نیوټرون په ټولو لورو کې خپریږي.د نیوټرون فلکس اسوټروپیک اخراج ته دومره نږدې کول د مطالعې څیز ته د نیوټرون موثر لیږد مخه نیسي.برسېره پردې، د اعتراض په ځای کې د نیوټرون اړین خوراک ترلاسه کولو لپاره، دا اړینه ده چې د حرکت پروتونونو شمیر او د دوی انرژي دواړه د پام وړ زیات کړي.د پایلې په توګه، د ګاما وړانګو او نیوټرونونو لوی خوراکونه به د لویو زاویو له لارې تبلیغ وکړي، د اندوترمیک تعاملاتو ګټې له منځه یوسي.یو عادي سرعت کونکي لخوا پرمخ وړل شوي کمپیکٹ پروټون میشته نیوټرون جنراتور قوي وړانګې محافظت لري او د سیسټم ترټولو لویه برخه ده.د پروټونونو چلولو انرژي ډیرولو اړتیا معمولا د سرعت اسانتیا په اندازې کې اضافي زیاتوالي ته اړتیا لري.
په سرعت کونکو کې د دودیز کمپیکٹ نیوټرون سرچینو عمومي نیمګړتیاو د لرې کولو لپاره ، د انعطاف - کینیماتیک عکس العمل سکیم وړاندیز شوی 21.په دې سکیم کې، یو دروند لیتیم آئن بیم د پروټون بیم پر ځای د لارښود بیم په توګه کارول کیږي، د هایدروجن بډایه مواد لکه هایدرو کاربن پلاستيک، هایدروجن، هایدروجن ګاز، یا هایدروجن پلازما په نښه کوي.بدیلونه په پام کې نیول شوي، لکه د بیریلیم آیون چلونکي بیم، په هرصورت، بیریلیم یو زهرجن ماده ده چې په اداره کولو کې ځانګړې پاملرنې ته اړتیا لري.له همدې امله، د لیتیم بیم د انعطاف-کینیماتیک غبرګون سکیمونو لپاره خورا مناسب دی.څرنګه چې د لیتیم نیوکلی سرعت د پروټونونو په پرتله ډیر دی، د اټومي ټکرونو مرکز په دوامداره توګه مخ په وړاندې روان دی، او نیوټرونونه هم مخکې خپریږي.دا خصوصیت په پراخه کچه ناغوښتل شوي ګاما وړانګې او د لوړ زاویه نیوټرون اخراج له مینځه وړي 22.د پروټون انجن د معمول قضیې پرتله کول او د برعکس کایناتیک سناریو په 1 شکل کې ښودل شوي.
د پروټون او لیتیم بیمونو لپاره د نیوټرون تولید زاویو بیلګه (د Adobe Illustrator CS5، 15.1.0، https://www.adobe.com/products/illustrator.html سره رسم شوی).(a) نیوټرون د عکس العمل په پایله کې په هر لوري کې ایستل کیدی شي ځکه چې حرکت کونکي پروټونونه د لیتیم هدف خورا دروند اتومونو سره ټکر کوي.(b) برعکس، که د لیتیم آیون چلوونکی د هایدروجن بډایه هدف بمبار کړي، نیوټرون د سیسټم د ډله ایز مرکز د لوړ سرعت له امله په مخکینۍ لوري کې په یوه تنګ شنک کې تولید کیږي.
په هرصورت، یوازې یو څو متضاد کایناتیک نیوټرون جنراتورونه شتون لري چې د پروټونونو په پرتله د لوړ چارج سره د درنو آئنونو د اړتیا وړ فلکس تولید کولو ستونزې له امله شتون لري.دا ټول بوټي د منفي سپټر آئن سرچینې د تندم الیکټروسټاټیک سرعت کونکو سره په ترکیب کې کاروي.د آیون سرچینې نور ډولونه وړاندیز شوي ترڅو د بیم سرعت 26 موثریت زیات کړي.په هر حالت کې، د لیتیم آئن بیم موجوده موجوده 100 µA پورې محدوده ده.د Li3+27 د 1 mA کارولو وړاندیز شوی، مګر دا د آیون بیم اوسنی د دې میتود لخوا تایید شوی نه دی.د شدت په شرایطو کې، د لیتیم بیم سرعت کونکي نشي کولی د پروټون بیم سرعت کونکو سره سیالي وکړي چې د پروټون لوړوالی یې د 10 mA28 څخه ډیر وي.
د لیتیم آئن بیم پراساس د عملي کمپیکٹ نیوټرون جنراتور پلي کولو لپاره ، دا ګټوره ده چې د لوړ شدت تولید په بشپړ ډول له آیونونو څخه بې برخې شي.آیونونه د بریښنایی مقناطیسي ځواکونو لخوا ګړندي او لارښود کیږي ، او د لوړ چارج کچه د ډیر موثر سرعت پایله ده.د لی آیون بیم چلوونکي د 10 mA څخه ډیر د Li3+ لوړ جریان ته اړتیا لري.
پدې کار کې ، موږ د 35 mA پورې د لوړ جریان سره د Li3+ بیم سرعت څرګندوو ، کوم چې د پرمختللي پروټون سرعت کونکو سره پرتله کیږي.اصلي لیتیم آئن بیم د لیزر خلاصولو په کارولو سره رامینځته شوی او د مستقیم پلازما امپلانټیشن سکیم (DPIS) په اصل کې د C6+ ګړندی کولو لپاره رامینځته شوی.د دودیز ډیزاین شوي راډیو فریکوینسي کواډروپول لینک (RFQ linac) د څلور راډ ریزوننټ جوړښت په کارولو سره جوړ شوی و.موږ تصدیق کړی چې ګړندی بیم محاسبه شوې لوړ پاکتیا بیم انرژي لري.یوځل چې د Li3+ بیم د راډیو فریکوینسي (RF) سرعت کونکي لخوا په مؤثره توګه ونیول شي او ګړندی شي ، ورپسې لینک (سرعت کونکي) برخه د هدف څخه د قوي نیوټرون فلکس رامینځته کولو لپاره اړین انرژي چمتو کولو لپاره کارول کیږي.
د لوړ فعالیت آیونونو سرعت یو ښه تاسیس شوی ټیکنالوژي ده.د نوي خورا موثر کمپیکٹ نیوټرون جنراتور د احساس کولو پاتې دنده دا ده چې په بشپړ ډول لرې شوي لیتیم آیونونو لوی شمیر رامینځته کړي او د کلستر جوړښت رامینځته کړي چې د آیون نبضونو لړۍ په سرعت کونکي کې د RF دورې سره همغږي شوي.د دې هدف ترلاسه کولو لپاره ډیزاین شوي تجربې پایلې په لاندې دریو فرعي برخو کې تشریح شوي: (1) د لیتیم آئن بیم څخه په بشپړ ډول بې برخې نسل، (2) د ځانګړي ډیزاین شوي RFQ لینک په کارولو سره د بیم سرعت، او (3) د تحلیل سرعت د بیم د مینځپانګې چک کولو لپاره.په بروکهاوین ملي لابراتوار (BNL) کې، موږ په 2 شکل کې ښودل شوي تجربوي ترتیب جوړ کړ.
د لیتیم بیمونو ګړندۍ تحلیل لپاره د تجربوي تنظیم عمومي کتنه (د Inkscape، 1.0.2، https://inkscape.org/ لخوا انځور شوی).له ښیې څخه کیڼ اړخ ته، د لیزر-نقش پلازما د لیزر هدف تعامل چیمبر کې رامینځته کیږي او د RFQ لینکس ته لیږدول کیږي.د RFQ سرعت کونکي ته د ننوتلو سره، آیونونه له پلازما څخه جلا کیږي او د ناڅاپه بریښنایی ساحې له لارې د RFQ سرعت کونکي ته داخلیږي چې د استخراج الیکټروډ او RFQ الکترود ترمنځ د 52 kV ولتاژ توپیر لخوا رامینځته کیږي.استخراج شوي آیونونه له 22 keV/n څخه تر 204 keV/n پورې د 2 متره اوږد RFQ الکترودونو په کارولو سره ګړندي کیږي.اوسنی ټرانسفارمر (CT) د RFQ لینکیک په محصول کې نصب شوی د آیون بیم اوسني غیر ویجاړونکي اندازه کوي.بیم د درې کواډروپول مقناطیس لخوا متمرکز دی او یو ډیپول مقناطیس ته لارښود شوی ، کوم چې د Li3+ بیم کشف کونکي ته جلا کوي او لارښود کوي.د سلیټ شاته، د بیرته اخیستلو وړ پلاستيکي سینټیلیټر او د فاراډې کپ (FC) تر -400 V پورې تعصب سره د ګړندي بیم کشف کولو لپاره کارول کیږي.
د بشپړ ionized لیتیم آئنونو (Li3+) د تولید لپاره، دا اړینه ده چې د دریم ionization انرژي (122.4 eV) څخه پورته تودوخې سره پلازما جوړ کړئ.موږ هڅه وکړه چې د لوړې تودوخې پلازما تولید لپاره د لیزر خلاصون وکاروو.دا ډول لیزر آئن سرچینه معمولا د لیتیم آئن بیمونو رامینځته کولو لپاره نه کارول کیږي ځکه چې لیتیم فلز عکس العمل لري او ځانګړي اداره کولو ته اړتیا لري.موږ د لندبل او هوا ککړتیا کمولو لپاره د هدف بار کولو سیسټم رامینځته کړی کله چې د ویکیوم لیزر تعامل چیمبر کې د لیتیم ورق نصب کول.د موادو ټول چمتووالی د وچ ارګون کنټرول چاپیریال کې ترسره شوي.وروسته له هغه چې لیتیم ورق د لیزر هدف په چیمبر کې نصب شو، ورق د نبض Nd:YAG لیزر وړانګو سره په هر نبض کې د 800 mJ په انرژي کې شعاع شوی و.د هدف په تمرکز کې، د لیزر بریښنا کثافت د 1012 W/cm2 په اړه اټکل کیږي.پلازما هغه وخت رامینځته کیږي کله چې نبض شوی لیزر په خلا کې هدف له مینځه ویسي.د ټول 6 ns لیزر نبض په جریان کې، پلازما تودوخې ته دوام ورکوي، په عمده توګه د ریورس بریمسسټرالونګ پروسې له امله.څرنګه چې د تودوخې په مرحله کې هیڅ محدوده بهرنۍ ساحه نه پلي کیږي، پلازما په دریو ابعادو کې پراخیدل پیل کوي.کله چې پلازما د هدف په سطحه پراخیدل پیل کړي، د پلازما د ډله ایز مرکز د 600 eV/n انرژی سره د هدف سطح ته یو سرعت سرعت ترلاسه کوي.د تودوخې وروسته، پلازما د هدف څخه محوری لوري ته حرکت ته دوام ورکوي، په جلا توګه پراخیږي.
لکه څنګه چې په 2 شکل کې ښودل شوي، د خلاصون پلازما د خلا حجم ته پراختیا ورکوي چې د فلزي کانټینر لخوا محاصره شوي د هدف په څیر ورته ظرفیت لري.په دې توګه، پلازما د RFQ سرعت کونکي په لور د ساحې څخه پاکې سیمې څخه تیریږي.محوری مقناطیسي ساحه د ویکیوم چیمبر په شاوخوا کې د سولینایډ کویل زخم په واسطه د لیزر شعاع چیمبر او RFQ لینیک ترمینځ پلي کیږي.د سولینایډ مقناطیسي ساحه د RFQ اپرچر ته د تحویل پرمهال د لوړ پلازما کثافت ساتلو لپاره د ډریټینګ پلازما ریډیل توسیع فشاروي.له بلې خوا، پلازما د حرکت په جریان کې په محوری لوري کې پراختیا ته دوام ورکوي، یو اوږد شوی پلازما جوړوي.د لوړ ولتاژ تعصب په فلزي رګ کې پلي کیږي چې پلازما لري د وتلو بندر مخې ته د RFQ داخل کې.د تعصب ولتاژ د RFQ لینک لخوا د مناسب سرعت لپاره د 7Li3+ د اړتیا وړ انجیکشن نرخ چمتو کولو لپاره غوره شوی و.
په پایله کې د خلاصون پلازما نه یوازې 7Li3+ لري بلکه په نورو چارج ریاستونو کې لیتیم او ککړونکي عناصر هم لري چې په ورته وخت کې د RFQ خطي سرعت ته لیږدول کیږي.د RFQ لینک په کارولو سره د ګړندۍ تجربو دمخه ، د الوتنې د وخت (TOF) تحلیل په پلازما کې د آیونونو ترکیب او انرژي توزیع مطالعه کولو لپاره ترسره شوی و.مفصل تحلیلي ترتیب او د چارج حالت مشاهده شوي توزیع د میتودونو برخه کې تشریح شوي.تحلیل وښودله چې 7Li3+ آیون اصلي ذرات دي، د ټولو ذراتو شاوخوا 54٪ حسابوي، لکه څنګه چې په 3 شکل کې ښودل شوي. د تحلیل له مخې، د 7Li3+ آیون اوسنی د آیون بیم تولید نقطه کې 1.87 mA اټکل شوی.د ګړندي ازموینو په جریان کې ، د 79 mT سولینایډ ساحه پراخه شوي پلازما ته پلي کیږي.د پایلې په توګه، د 7Li3 + اوسنی د پلازما څخه استخراج شوی او په کشف کونکي کې لیدل کیږي د 30 فکتور لخوا زیات شوی.
د لیزر لخوا تولید شوي پلازما کې د ایونونو برخې د الوتنې وخت تحلیل لخوا ترلاسه شوي.7Li1+ او 7Li2+ آیونونه په ترتیب سره د آیون بیم 5% او 25% جوړوي.د 6Li ذراتو کشف شوې برخه د تجربوي غلطۍ دننه د لیتیم ورق هدف کې د 6Li (7.6٪) طبیعي مینځپانګې سره موافق ده.د اکسیجن لږ ککړتیا (6.2٪) لیدل شوې، په عمده توګه O1+ (2.1٪) او O2+ (1.5٪)، چې کیدای شي د لیتیم ورق هدف د سطحې د اکسیډیشن له امله وي.
لکه څنګه چې مخکې یادونه وشوه، د لیتیم پلازما د RFQ لینکس ته د ننوتلو دمخه په بې سیمه سیمه کې تیریږي.د RFQ linac ان پټ په فلزي کانټینر کې د 6 ملي میتر قطر سوري لري، او د تعصب ولتاژ 52 kV دی.که څه هم د RFQ الکترود ولتاژ په 100 MHz کې ±29 kV په چټکۍ سره بدلیږي، ولتاژ د محوري سرعت لامل کیږي ځکه چې د RFQ سرعت کونکي الکترودونه د صفر اوسط ظرفیت لري.د یپرچر او د RFQ الکترود څنډې تر منځ د 10 ملي متر واټن کې د قوي بریښنایی ساحې له امله رامینځته شوی ، یوازې مثبت پلازما آیونونه په اپرچر کې له پلازما څخه ایستل کیږي.په دودیز آیون تحویلي سیسټمونو کې ، آیونونه د پلازما څخه د بریښنایی ساحې په واسطه د RFQ سرعت کونکي مخې ته د پام وړ فاصله کې جلا کیږي او بیا د بیم تمرکز عنصر لخوا RFQ اپرچر ته متمرکز کیږي.په هرصورت، د شدید نیوټرون سرچینې لپاره د شدید درانه آیون بیمونو لپاره اړین دي، د فضا چارج اغیزو له امله غیر خطي تکراري ځواک کولی شي د آیون ټرانسپورټ سیسټم کې د بیم اوسني زیانونو لامل شي، د لوړ جریان محدودیت محدودوي چې ګړندی کیدی شي.زموږ په DPIS کې، د لوړ شدت ایونونه په مستقیم ډول د RFQ اپرچر څخه د وتلو نقطې ته د تودوخې پلازما په توګه لیږدول کیږي، نو د ځای چارج له امله د آیون بیم هیڅ زیان نه لري.د دې مظاهرې په جریان کې، DPIS د لومړي ځل لپاره د لیتیم آیون بیم ته تطبیق شو.
د RFQ جوړښت د ټیټ انرژي لوړ اوسني آیون بیمونو تمرکز او ګړندی کولو لپاره رامینځته شوی او د لومړي ترتیب سرعت لپاره معیار ګرځیدلی.موږ د 22 keV/n د امپلانټ انرژی څخه 204 keV/n ته د 7Li3+ ions ګړندی کولو لپاره RFQ کارولی.که څه هم لیتیم او نور ذرات په پلازما کې د ټیټ چارج سره هم د پلازما څخه ایستل کیږي او د RFQ اپرچر ته داخلیږي، RFQ لینک یوازې د 7Li3+ سره نږدې د چارج څخه تر ماس تناسب (Q/A) سره آیونونه ګړندي کوي.
په انځر.4 شکل هغه څپې ښیي چې د اوسني ټرانسفارمر (CT) لخوا کشف شوي د RFQ linac او Faraday cup (FC) د مقناطیس له تحلیل وروسته کشف شوي، لکه څنګه چې په انځور کې ښودل شوي.2. د سیګنالونو ترمینځ د وخت بدلون د کشف کونکي موقعیت کې د الوتنې په وخت کې د توپیر په توګه تشریح کیدی شي.په CT کې اندازه شوی د لوړ آیون اوسنی اندازه 43 mA وه.په RT موقعیت کې، راجستر شوي بیم نه یوازې د محاسبې انرژي ته ګړندی شوي آیونونه لري ، بلکه د 7Li3+ پرته نور آیونونه هم لري ، کوم چې په کافي اندازه ګړندی ندي.په هرصورت، د آیون اوسني شکلونو ورته والی چې د QD او PC په واسطه موندل کیږي دا په ګوته کوي چې د آیون جریان په عمده توګه د ګړندۍ 7Li3+ څخه جوړ دی، او په PC کې د اوسني لوړ ارزښت کمښت د QD او PC ترمنځ د آیون لیږد په وخت کې د بیم د ضایع کیدو سبب کیږي. PCزیانونه دا هم د لفافې سمولو لخوا تایید شوي.د 7Li3+ بیم اوسني دقیق اندازه کولو لپاره، بیم د ډیپول مقناطیس سره تحلیل کیږي لکه څنګه چې په راتلونکې برخه کې تشریح شوي.
د سرعت شوي بیم اوسیلوگرامونه د کشف کونکي موقعیتونو کې ثبت شوي CT (تور منحنی) او FC (سرخ منحنی).دا اندازه کول د لیزر پلازما تولید په جریان کې د فوتوډیکټور لخوا د لیزر وړانګو کشف کولو لخوا رامینځته شوي.تور وکر هغه څپې ښیي چې په CT کې اندازه شوي د RFQ لینکیک محصول سره وصل شوي.د RFQ لینک سره د نږدې کیدو له امله ، کشف کونکی د 100 MHz RF شور غوره کوي ، نو د 98 MHz ټیټ پاس FFT فلټر د 100 MHz resonant RF سیګنال لرې کولو لپاره پلي شوی و چې د کشف سیګنال کې سپر شوی.سره وکر په FC کې د څپې بڼه ښیي وروسته له دې چې تحلیلي مقناطیس د 7Li3+ آیون بیم ته لارښوونه کوي.په دې مقناطیسي ساحه کې، د 7Li3+ سربیره، N6+ او O7+ لیږدول کیدی شي.
د RFQ linac وروسته د آیون بیم د درې کواډرپول متمرکز مقناطیسونو لړۍ لخوا متمرکز کیږي او بیا د ډیپول مقناطیس لخوا تحلیل کیږي ترڅو په آیون بیم کې ناپاکۍ جلا کړي.د 0.268 T مقناطیسي ساحه د 7Li3+ بیمونه FC ته لارښوونه کوي.د دې مقناطیسي ساحې کشف څپې په 4 شکل کې د سور منحني په توګه ښودل شوي. د لوړ بیم اوسنی 35 mA ته رسي ، کوم چې د اوسني دودیز الیکټروسټاټیک سرعت کونکو کې تولید شوي عادي Li3+ بیم څخه 100 ځله ډیر دی.د بیم نبض پلنوالی 2.0 µs دی په بشپړ پلنوالی کې تر نیم اعظمي حد پورې.د ډیپول مقناطیسي ساحې سره د 7Li3+ بیم کشف کول بریالۍ بنچنګ او د بیم سرعت په ګوته کوي.د آیون بیم اوسنی د FC لخوا کشف شوی کله چې د ډیپول مقناطیسي ساحه سکین کوي ​​په 5 شکل کې ښودل شوي. یو پاک واحد څوکۍ لیدل شوې چې له نورو چوټو څخه ښه جلا شوې.څرنګه چې د RFQ linac لخوا ډیزاین انرژی ته ګړندی شوي ټول ایونونه ورته سرعت لري، د ورته Q/A سره د آیون بیمونه د ډیپول مقناطیسي ساحو لخوا جلا کول ستونزمن دي.له همدې امله، موږ نشو کولی 7Li3+ د N6+ یا O7+ څخه توپیر وکړو.په هرصورت، د ناپاکۍ اندازه د ګاونډیو چارج ریاستونو څخه اټکل کیدی شي.د مثال په توګه، N7+ او N5+ په اسانۍ سره جلا کیدی شي، پداسې حال کې چې N6+ کیدای شي د ناپاکۍ برخه وي او تمه کیږي چې د N7+ او N5+ په څیر په ورته مقدار کې شتون ولري.د ککړتیا اټکل شوی کچه شاوخوا 2٪ ده.
د بیم اجزا سپیکٹرا د ډیپول مقناطیسي ساحې سکین کولو سره ترلاسه کیږي.په 0.268 T کې لوړوالی د 7Li3+ او N6+ سره مطابقت لري.د چوکۍ چوکۍ په سلیټ کې د بیم په اندازې پورې اړه لري.د پراخو چوټو سره سره، 7Li3+ د 6Li3+، O6+، او N5+ څخه ښه جلا کوي، مګر په کمزوري توګه د O7+ او N6+ څخه جلا کوي.
د FC په موقعیت کې، د بیم پروفایل د پلګ ان سکینټیلیټر سره تایید شوی او د چټک ډیجیټل کیمرې سره ثبت شوی لکه څنګه چې په 6 شکل کې ښودل شوی. د 7Li3+ پلس شوی بیم د 35 mA اوسني سره حساب شوي RFQ ته ګړندی ښودل شوی. د 204 keV/n انرژي، کوم چې د 1.4 MeV سره مطابقت لري، او د FC کشف کونکي ته لیږدول کیږي.
د بیم پروفایل په پری FC سینټیلیټر سکرین کې لیدل شوی (د فیجی لخوا رنګ شوی، 2.3.0، https://imagej.net/software/fiji/).د تحلیلي ډیپول مقناطیس مقناطیسي ساحه د ډیزاین انرژي RFQ ته د Li3+ آئن بیم سرعت مستقیم کولو لپاره تنظیم شوې.په شنه ساحه کې نیلي نقطې د ناقص سکینټیلیټر موادو له امله رامینځته کیږي.
موږ د جامد لیتیم ورق د سطحې د لیزر کمولو په واسطه د 7Li3+ آیونونو نسل ترلاسه کړ، او د لوړ اوسني آیون بیم د DPIS په کارولو سره د ځانګړي ډیزاین شوي RFQ لینک سره نیول شوی او ګړندی شوی.د 1.4 MeV د بیم انرژی کې، د 7Li3+ لوړوالی د مقناطیس تر تحلیل وروسته FC ته ورسیده چې 35 mA وه.دا تاییدوي چې د نیوټرون سرچینې پلي کولو ترټولو مهمه برخه د برعکس کینیماتیک سره په تجربه کې پلي شوې.د کاغذ په دې برخه کې، د کمپیکٹ نیوټرون سرچینې ټوله ډیزاین به بحث وشي، په شمول د لوړ انرژي سرعت کونکي او د نیوټرون هدف سټیشنونه.ډیزاین زموږ په لابراتوار کې د موجوده سیسټمونو سره ترلاسه شوي پایلو پراساس دی.دا باید په پام کې ونیول شي چې د آیون بیم لوړ جریان د لیتیم ورق او RFQ لینک تر مینځ د فاصلې په لنډولو سره نور هم زیات کیدی شي.وريجې.7 په سرعت کونکي کې د وړاندیز شوي کمپیکٹ نیوټرون سرچینې ټوله مفهوم روښانه کوي.
په سرعت کونکي کې د وړاندیز شوي کمپیکٹ نیوټرون سرچینې تصوري ډیزاین (د فریکاډ لخوا چمتو شوی، 0.19، https://www.freecadweb.org/).له ښي څخه کیڼ لور ته: د لیزر آئن سرچینه، سولینایډ مقناطیس، RFQ لینک، د منځنۍ انرژۍ بیم لیږد (MEBT)، IH linac، او د نیوټرون تولید لپاره د تعامل چیمبر.د وړانګو محافظت په لومړي سر کې د تولید شوي نیوټرون بیمونو د محدود لارښود طبیعت له امله په مخکښ لوري کې چمتو کیږي.
د RFQ linac وروسته، د انټر ډیجیټل H- جوړښت (IH linac) 30 linac نور سرعت پالن شوی.IH linacs د π-mode drift ټیوب جوړښت کاروي ترڅو د یو ټاکلي سرعت په اوږدو کې د لوړ بریښنایی ساحې تدریجي چمتو کړي.مفکوره مطالعه د 1D اوږدوالي ډینامیک سمولیشن او 3D شیل سمولیشن پراساس ترسره شوې.محاسبې ښیي چې د 100 MHz IH linac د مناسب ډریف ټیوب ولټاژ (له 450 kV څخه کم) او قوي تمرکز مقناطیس کولی شي د 40 mA بیم له 1.4 څخه تر 14 MeV پورې د 1.8 متر په فاصله کې ګړندي کړي.د سرعت کونکي سلسلې په پای کې د انرژي توزیع ± 0.4 MeV اټکل شوی ، کوم چې د نیوټرون د تبادلې هدف لخوا تولید شوي د نیوټرون انرژي طیف باندې د پام وړ اغیزه نه کوي.برسېره پر دې، د بیم اخراج دومره ټیټ دی چې بیم په کوچني بیم ځای کې تمرکز وکړي په پرتله چې معمولا د متوسط ​​​​قوت او اندازه کواډروپول مقناطیس لپاره اړین وي.د منځنۍ انرژی بیم (MEBT) لیږد کې د RFQ linac او IH linac ترمنځ، د بیمفورمینګ ریزونیټر د بیم فارمینګ جوړښت ساتلو لپاره کارول کیږي.درې کواډروپول مقناطیس د غاړې بیم اندازه کنټرولولو لپاره کارول کیږي.دا ډیزاین ستراتیژي په ډیری سرعت کونکي 31,32,33 کې کارول شوې.د آیون سرچینې څخه د هدف چیمبر ته د ټول سیسټم ټول اوږدوالی له 8 متر څخه کم اټکل شوی، کوم چې په معیاري نیمه ټریلر ټرک کې فټ کیدی شي.
د نیوټرون تبادلې هدف به مستقیم د خطي سرعت وروسته نصب شي.موږ د هدف سټیشن ډیزاین په اړه بحث کوو چې د مخکینیو مطالعاتو پراساس د برعکس کینیماتیک سناریو 23 په کارولو سره.د راپور شوي تبادلې اهدافو کې جامد مواد (پولی پروپیلین (C3H6) او ټایټانیوم هایډرایډ (TiH2)) او د ګاز هدف سیسټمونه شامل دي.هر هدف ګټې او زیانونه لري.کلک هدفونه د دقیق ضخامت کنټرول ته اجازه ورکوي.هرڅومره چې هدف پتلی وي ، د نیوټرون تولید ځایي ترتیب خورا دقیق وي.په هرصورت، دا ډول هدفونه ممکن لاهم د ناغوښتل شوي اټومي تعاملاتو او وړانګو کچه ولري.له بلې خوا، د هایدروجن هدف کولی شي د 7Be تولید له منځه وړلو سره پاک چاپیریال چمتو کړي، د اټومي غبرګون اصلي محصول.په هرصورت، هایدروجن د کمزوري خنډ وړتیا لري او د کافي انرژي خوشې کولو لپاره لوی فزیکي واټن ته اړتیا لري.دا د TOF اندازه کولو لپاره یو څه زیانمنونکی دی.برسېره پردې، که یو پتلی فلم د هایدروجن هدف مهر کولو لپاره کارول کیږي، نو دا اړینه ده چې د پتلي فلم او د پیښې لیتیم بیم لخوا رامینځته شوي ګاما وړانګو انرژي ضایعات په پام کې ونیول شي.
LICORNE د پولی پروپیلین هدفونه کاروي او د هدف سیسټم د هایدروجن حجرو ته لوړ شوی چې د ټنټلم ورق سره مهر شوی.د 7Li34 لپاره د 100 nA بیم اوسني فرض کړئ، دواړه هدف سیسټمونه کولی شي تر 107 n/s/sr تولید کړي.که موږ د دې ادعا شوي نیوټرون حاصلاتو تبادله زموږ وړاندیز شوي نیوټرون سرچینې ته پلي کړو، نو د هر لیزر نبض لپاره د 7 × 10-8 C لیتیم چلول بیم ترلاسه کیدی شي.دا پدې مانا ده چې په یوه ثانیه کې یوازې دوه ځله لیزر ډزې کول 40٪ ډیر نیوټرون تولیدوي چې LICORNE کولی شي په یوه ثانیه کې د دوامداره بیم سره تولید کړي.د لیزر د جوش فریکونسۍ په زیاتولو سره ټول فلکس په اسانۍ سره وده کیدی شي.که موږ فرض کړو چې په بازار کې د 1 kHz لیزر سیسټم شتون لري، د اوسط نیوټرون فلکس په اسانۍ سره تقریبا 7 × 109 n/s/sr ته اندازه کیدی شي.
کله چې موږ د پلاستيکي هدفونو سره د لوړ تکرار نرخ سیسټمونه کاروو، نو اړینه ده چې په هدفونو کې د تودوخې تولید کنټرول کړو ځکه چې د مثال په توګه، پولی پروپیلین د 145-175 °C ټیټ خټکي نقطه او د 0.1-0.22 W/ ټیټ حرارتي چالکتیا لري. m/kد 14 MeV لیتیم آئن بیم لپاره، د 7 µm ضخامت پولی پروپیلین هدف کافي دی ترڅو د غبرګون حد ته د بیم انرژي راټیټ کړي (13.098 MeV).په هدف باندې د یو لیزر شاټ لخوا رامینځته شوي آیونونو ټول تاثیر په پام کې نیولو سره ، د پولی پروپیلین له لارې د لیتیم آئنونو انرژي خوشې کول 64 mJ/pulse اټکل شوي.فرض کړئ چې ټوله انرژي په یوه دایره کې د 10 ملي میتر قطر سره لیږدول کیږي، هر نبض د 18 کیلوګرامه / نبض د تودوخې لوړیدو سره مطابقت لري.د پولی پروپیلین په هدفونو کې د انرژي خوشې کول د ساده انګیرنې پراساس دي چې د انرژي ټول ضایعات د تودوخې په توګه زیرمه شوي ، پرته له وړانګو یا نور تودوخې زیانونو.څرنګه چې په یوه ثانیه کې د نبضونو شمیر زیاتول د تودوخې جوړونې له منځه وړلو ته اړتیا لري، موږ کولی شو د پټو هدفونو څخه کار واخلو ترڅو په ورته نقطه کې د انرژي خوشې کیدو مخه ونیسو.د 100 Hz د لیزر تکرار نرخ سره په هدف کې د 10 ملي بیم ځای فرض کړئ، د پولی پروپیلین ټیپ سکین کولو سرعت به 1 m/s وي.د لوړ تکرار نرخونه ممکن دي که چیرې د بیم ځای اوورلیپ اجازه ورکړل شي.
موږ د هایدروجن بیټرۍ سره هدفونه هم څیړلي، ځکه چې قوي ډرایو بیمونه هدف ته زیان رسولو پرته کارول کیدی شي.د نیوټرون بیم د ګاز چیمبر اوږدوالی او دننه د هایدروجن فشار په بدلولو سره په اسانۍ سره تنظیم کیدی شي.پتلي فلزي ورقونه اکثرا په سرعت کونکو کې کارول کیږي ترڅو د هدف ګازي سیمه له خلا څخه جلا کړي.له همدې امله ، دا اړینه ده چې د پیښې لیتیم آئن بیم انرژي زیاته کړئ ترڅو په ورق کې د انرژي ضایعاتو جبران کړي.په راپور 35 کې تشریح شوي هدف مجلس د 3.5 سانتي مترو په اوږدوالي د 1.5 atm د H2 ګاز فشار سره د المونیم کانټینر درلود.د 16.75 MeV لیتیم آئن بیم د هوا یخ شوي 2.7 µm Ta ورق له لارې بیټرۍ ته ننوځي ، او د بیټرۍ په پای کې د لیتیم آئن بیم انرژي د عکس العمل حد ته ټیټیږي.د لیتیم آیون بیټرۍ د بیم انرژي له 14.0 MeV څخه 16.75 MeV ته لوړولو لپاره، IH linac باید شاوخوا 30 سانتي متره اوږد شي.
د ګازو حجرو اهدافو څخه د نیوټرون اخراج هم مطالعه شوی.د پورته ذکر شوي LICORNE ګاز اهدافو لپاره، د GEANT436 سمولونه ښیي چې د شنک دننه خورا لوړ نیوټرون تولید شوي، لکه څنګه چې په 1 شکل کې [37] کې ښودل شوي.حوالې 35 د 0.7 څخه تر 3.0 MeV پورې د انرژي رینج ښیي چې د اصلي بیم د تکثیر لوري سره په پرتله د 19.5° اعظمي شنک خلاصیږي.لوړ متمرکز نیوټرون کولی شي په ډیرو زاویو کې د محافظت موادو مقدار د پام وړ کم کړي، د جوړښت وزن کم کړي او د اندازه کولو تجهیزاتو نصبولو کې ډیر انعطاف چمتو کړي.د وړانګو د محافظت له نظره، د نیوټرون سربیره، دا ګازي هدف 478 keV ګاما وړانګې د سینټروایډ همغږي سیسټم کې په isotropically خارجوي.دا γ-شعاعونه د 7Be decay او 7Li deexcitation په پایله کې تولیدیږي، کوم چې هغه وخت رامینځته کیږي کله چې لومړني لی بیم د ان پټ کړکۍ Ta سره ټکر وکړي.په هرصورت، د یو موټی 35 Pb/C سلنډر کلمیټر اضافه کولو سره، شالید د پام وړ کم کیدی شي.
د یو بدیل هدف په توګه، یو څوک کولی شي د پلازما کړکۍ وکاروي [39, 40]، کوم چې دا ممکنه کوي چې نسبتا لوړ هایدروجن فشار او د نیوټرون تولید کوچنۍ فضا سیمه ترلاسه کړي، که څه هم دا د جامد هدفونو څخه ټیټه ده.
موږ د GEANT4 په کارولو سره د لیتیم آئن بیم د متوقع انرژي توزیع او بیم اندازې لپاره د نیوټرون تبادلې هدف کولو اختیارونو پلټنه کوو.زموږ سمولونه په پورتني ادب کې د هایدروجن اهدافو لپاره د نیوټرون انرژي او زاویه توزیع دوامداره توزیع ښیې.په هر هدف لرونکي سیسټم کې، خورا متمرکز نیوټرونونه د هایدروجن بډایه هدف باندې د قوي 7Li3 + بیم لخوا پرمخ وړل شوي برعکس کایناتیک عکس العمل لخوا تولید کیدی شي.له همدې امله، د نوي نیوټرون سرچینې د پخوانۍ موجوده ټیکنالوژیو په یوځای کولو سره پلي کیدی شي.
د لیزر وړانګو شرایطو د ګړندۍ مظاهرې دمخه د آیون بیم نسل تجربې بیا تولید کړې.لیزر د ډیسټاپ نانو ثانیه Nd:YAG سیسټم دی چې د لیزر بریښنا کثافت 1012 W/cm2 لري، د 1064 nm بنسټیز طول موج، د 800 mJ د ځای انرژي، او د نبض موده 6 ns.په هدف کې د ځای قطر 100 µm اټکل شوی.ځکه چې د لیتیم فلز (الفا ایسر، 99.9٪ خالص) خورا نرم دی، په سمه توګه کټ شوي مواد په مولډ کې فشار راوړي.د ورق ابعاد 25 mm × 25 mm، ضخامت 0.6 mm.د کریټر په څیر زیان د هدف په سطحه رامینځته کیږي کله چې لیزر په نښه کوي، نو هدف د موټرو پلیټ فارم لخوا لیږدول کیږي ترڅو د هر لیزر شاټ سره د هدف سطحه تازه برخه چمتو کړي.د پاتې ګاز له امله د بیا یوځای کیدو څخه مخنیوي لپاره، په چیمبر کې فشار د 10-4 Pa رینج څخه کم ساتل شوی و.
د لیزر پلازما لومړنی حجم کوچنی دی، ځکه چې د لیزر ځای اندازه 100 μm ده او د تولید وروسته 6 ns دننه ده.حجم د دقیق ټکي په توګه اخیستل کیدی شي او پراخیږي.که چیرې کشف کونکی د هدف له سطحې څخه په xm فاصله کې ځای په ځای شي ، نو ترلاسه شوی سیګنال د اړیکې اطاعت کوي: د آیون اوسني I ، د آیون د رسیدو وخت t ، او د نبض عرض τ.
تولید شوی پلازما د TOF میتود په واسطه د FC او د انرژي ایون تحلیل کونکي (EIA) سره مطالعه شوی چې د لیزر هدف څخه د 2.4 متر او 3.85 مترو په فاصله کې موقعیت لري.FC د الیکترونونو د مخنیوي لپاره د -5 kV لخوا د فشار وړ گرډ لري.EIA د 90 درجې الیکټروسټاټیک ډیفلیکټر لري چې دوه کواکشیل فلزي سلنډر الیکټروډونه لري چې ورته ولټاژ لري مګر برعکس قطبي ، په بهر کې مثبت او دننه منفي.پراخیدونکی پلازما د سلاټ شاته انعکاس کونکي ته لیږدول کیږي او د بریښنایی ساحې لخوا د سلنډر څخه تیریږي.د E/z = eKU اړیکې پوره کوي د ثانوي الکترون ضرب (SEM) (Hamamatsu R2362) په کارولو سره کشف شوي، چیرته چې E، z، e، K، او U د ایون انرژي، د چارج حالت، او چارج د EIA جیومیټریک فکتورونه دي. .الکترونونه، په ترتیب سره، او د الکترودونو ترمنځ احتمالي توپیر.د انفلاکټر په اوږدو کې د ولتاژ بدلولو سره، یو څوک کولی شي انرژي ترلاسه کړي او په پلازما کې د ایونونو چارج ویش.د سویپ ولتاژ U/2 EIA د 0.2 V څخه تر 800 V پورې دی، کوم چې په هر چارج حالت کې د 4 eV څخه تر 16 keV پورې رینج کې د آئن انرژی سره مطابقت لري.
د ایونونو د چارج حالت ویش چې د لیزر شعاع شرایطو لاندې تحلیل شوي د "بشپړ پټ شوي لیتیم بیمونو تولید" برخه کې تشریح شوي په انځور کې ښودل شوي.۸.
د ایونونو د چارج حالت د ویش تحلیل.دلته د ایون اوسني کثافت وخت پروفایل د EIA سره تحلیل شوی او د لیتیم ورق څخه په 1 متر کې د معادلې په کارولو سره اندازه شوی.(1) او (2).د لیزر وړانګو شرایط وکاروئ چې د "په بشپړ ډول د لیتیم بیم تولید" برخه کې تشریح شوي.د هر اوسني کثافت په یوځای کولو سره، په پلازما کې د ایونونو تناسب محاسبه شوی، په 3 شکل کې ښودل شوی.
د لیزر آئن سرچینې کولی شي د لوړ چارج سره یو شدید ملټي ایم اے آئن بیم وړاندې کړي.په هرصورت، د بیم تحویل د ځای چارج تکرار له امله خورا ستونزمن دی، نو دا په پراخه توګه نه کارول کیږي.په دودیز سکیم کې، د آیون بیمونه د پلازما څخه ایستل کیږي او د بیم لاین په اوږدو کې لومړني سرعت کونکي ته لیږدول کیږي چې د څو متمرکز مقناطیسونو سره د سرعت د پورته کولو وړتیا سره سم د آئن بیم شکل ورکوي.د فضا د چارج ځواک بیمونو کې، بیمونه په غیر خطي ډول توپیر لري، او د بیم جدي زیانونه لیدل کیږي، په ځانګړې توګه د ټیټ سرعت په سیمه کې.د طبي کاربن سرعت کونکو په پراختیا کې د دې ستونزې لرې کولو لپاره ، د DPIS41 بیم تحویلۍ نوی سکیم وړاندیز شوی.موږ دا تخنیک د نوي نیوټرون سرچینې څخه د ځواکمن لیتیم آئن بیم ګړندی کولو لپاره کارولی دی.
لکه څنګه چې په انځور کې ښودل شوي.4، هغه ځای چې پلازما تولیدیږي او پراخیږي د فلزي کانټینر لخوا محاصره کیږي.تړل شوی ځای د RFQ ریزونټر ته ننوتلو ته غزیدلی، په شمول د سولینایډ کویل دننه حجم.په کانټینر کې د 52 kV ولټاژ پلي شوی و.په RFQ ریزونټر کې، آیونونه د RFQ د ځمکني کولو په واسطه د 6 ملي میتر قطر سوري له لارې د بالقوه پواسطه ایستل کیږي.د بیم په کرښه کې غیر خطي تکراري ځواکونه له مینځه وړل کیږي ځکه چې ایونونه د پلازما حالت کې لیږدول کیږي.برسېره پردې، لکه څنګه چې پورته یادونه وشوه، موږ د DPIS سره په ترکیب کې د سولینایډ ساحه کارولې ترڅو د استخراج په اپرچر کې د آیونونو کثافت کنټرول او زیات کړي.
د RFQ سرعت کونکی د سلنډر ویکیوم چیمبر څخه جوړ دی لکه څنګه چې په انځور کې ښودل شوي.9a.د هغې دننه، د اکسیجن څخه پاک مسو څلور راډونه د بیم د محور په شاوخوا کې په څلور اړخیزه توګه ځای پر ځای شوي دي (9b انځور).4 راډونه او چیمبرونه د ریزوننټ RF سرکټ جوړوي.هڅول شوی RF ساحه د راډ په اوږدو کې د وخت مختلف ولټاژ رامینځته کوي.د محور په شاوخوا کې په اوږدوالي سره ایښودل شوي آیونونه د کواډرپول ساحې په واسطه په ورو ورو ساتل کیږي.په ورته وخت کې، د راډ څنډه د محوری بریښنایی ساحې رامینځته کولو لپاره ماډل شوی.محوری ساحه د بیم په نوم د بیم نبضونو په لړۍ کې انجکشن شوی دوامداره بیم تقسیموي.هر بیم د یو ځانګړي RF دورې (10 ns) دننه شتون لري.نږدې بیمونه د راډیو فریکوینسي دورې سره سم فاصله کیږي.په RFQ لینک کې، د لیزر آئن سرچینې څخه 2 µs بیم د 200 بیمونو په ترتیب بدلیږي.بیا بیم محاسبه شوي انرژي ته ګړندی کیږي.
خطي سرعت کوونکی RFQ.(a) (کیڼ اړخ) د RFQ لینک چیمبر بهرنۍ لید.(b) (ښي) په چیمبر کې څلور-روډ الیکټروډ.
د RFQ linac اصلي ډیزاین پارامترونه د راډ ولټاژ ، د ریزوننټ فریکونسۍ ، د بیم سوراخ وړانګې ، او د الیکټروډ ماډلول دي.په راډ کې ولتاژ ± 29 kV غوره کړئ ترڅو د هغې بریښنایی ساحه د بریښنایی ماتیدو حد څخه ښکته وي.هرڅومره چې د ریزوننټ فریکونسۍ ټیټه وي ، په هماغه اندازه د اړخ تمرکز ځواک ډیر وي او د اوسط سرعت ساحه کوچنۍ وي.د لوی اپرچر وړانګو دا ممکنه کوي چې د بیم اندازې زیاتې کړي او په پایله کې، د کوچني ځای چارج بیرته راګرځولو له امله د بیم جریان زیات کړي.له بلې خوا، لوی اپرچر ریډی د RFQ لینکیک ځواک لپاره ډیر RF بریښنا ته اړتیا لري.برسېره پردې، دا د سایټ د کیفیت اړتیاوو لخوا محدود دی.د دې انډولونو پراساس، د ریزوننټ فریکونسۍ (100 MHz) او د اپرچر ریډیس (4.5 mm) د لوړ اوسني بیم سرعت لپاره غوره شوي.ماډلول د بیم ضایع کمولو او د سرعت موثریت اعظمي کولو لپاره غوره شوی.ډیزاین څو ځله د RFQ لینکیک ډیزاین تولید لپاره غوره شوی چې کولی شي 7Li3+ ions په 40 mA کې له 22 keV/n څخه تر 204 keV/n په 2 متر کې ګړندي کړي.د تجربې په جریان کې د RF ځواک اندازه شوې 77 kW وه.
RFQ لینکس کولی شي د ځانګړي Q/A رینج سره آیونونه ګړندي کړي.له همدې امله ، کله چې د خطي سرعت کونکي پای ته تغذیه شوي بیم تحلیل کړئ ، نو اړینه ده چې اسوټوپونه او نور توکي په پام کې ونیسئ.برسېره پردې، غوښتل شوي آیونونه، په جزوي توګه ګړندي شوي، مګر د سرعت په مینځ کې د سرعت شرایطو لاندې راښکته شوي، بیا هم کولی شي د غاړې محدودیت پوره کړي او پای ته لیږدول کیدی شي.د انجینر شوي 7Li3+ ذراتو پرته ناغوښتل شوي وړانګې د ناپاکۍ په نوم یادیږي.زموږ په تجربو کې، 14N6+ او 16O7+ ناپاکۍ ترټولو لوی اندیښنه وه، ځکه چې د لیتیم فلزي ورق په هوا کې د اکسیجن او نایتروجن سره غبرګون کوي.دا آیونونه د Q/A نسبت لري چې د 7Li3+ سره ګړندی کیدی شي.موږ د RFQ لینکیک څخه وروسته د بیم تحلیل لپاره د مختلف کیفیت او کیفیت بیم جلا کولو لپاره ډیپول مقناطیس کاروو.
د RFQ لینکیک وروسته د بیم لاین ډیزاین شوی ترڅو د ډیپول مقناطیس وروسته FC ته بشپړ ګړندی 7Li3+ بیم وړاندې کړي.-400 V تعصب الکترودونه په کپ کې د ثانوي الکترونونو د فشار لپاره کارول کیږي ترڅو د آیون بیم جریان په سمه توګه اندازه کړي.د دې نظریاتو سره، د آیون ټراجیکټرونه په ډیپولونو ویشل شوي او په مختلفو ځایونو کې د Q/A پورې اړه لري.د مختلفو فکتورونو له امله لکه د حرکت خپریدو او د ځای چارج تکرار، په تمرکز کې بیم یو ټاکلی عرض لري.نوعه یوازې هغه وخت جلا کیدی شي چې د دوه ایون ډولونو د فوکل موقعیتونو تر مینځ فاصله د بیم عرض څخه ډیر وي.د لوړ احتمالي ریزولوشن ترلاسه کولو لپاره ، د بیم کمر ته نږدې افقی سلیټ نصب شوی ، چیرې چې بیم په عملي ډول متمرکز دی.د سینټیلیشن سکرین (CsI(Tl) د سینټ-ګوبین څخه، 40 mm × 40 mm × 3 mm) د سلیټ او PC ترمنځ نصب شوی.سکینټیلیټر د ترټولو کوچنی سلیټ ټاکلو لپاره کارول شوی و چې ډیزاین شوي ذرات باید د غوره حل لپاره تیر شي او د لوړ اوسني درانه آئن بیمونو لپاره د منلو وړ بیم اندازه وښیې.په سینټیلیټر کې د بیم عکس د ویکیوم کړکۍ له لارې د CCD کیمرې لخوا ثبت شوی.د افشا کولو وخت کړکۍ تنظیم کړئ ترڅو د بیم پلس پلن ټول پوښ ​​کړي.
په اوسنۍ څیړنه کې کارول شوي یا تحلیل شوي ډیټاسیټونه د مناسب غوښتنې سره سم د اړوندو لیکوالانو څخه شتون لري.
مانکی، I. et al.د مقناطیسي ډومینونو درې اړخیزه امیجنگ.ملي ټولنه.1، 125. https://doi.org/10.1038/ncomms1125 (2010).
انډرسن، IS او نور.په سرعت کونکو کې د کمپیکٹ نیوټرون سرچینو مطالعې امکانات.فزیکRep. 654، 1-58.https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.07.007 (2016).
Urchuoli، A. et al.د نیوټرون پر بنسټ کمپیوټري مایکروټوموګرافي: پلیوبیټس کاتالونیا او باربرپیتیکوس هورزیلري د ازموینې قضیې په توګه.هو.J. فزیک.انتروپولوژي166، 987-993.https://doi.org/10.1002/ajpa.23467 (2018).