低能正负电子致Pb和Bi的M壳层特征X射线产生截面的测量研究

论文摘要

作为原子核物理领域的一项基础研究,低能正负电子致原子内壳层电离截面的实验测量在理论研究和实际应用上都具有重要意义。在理论研究上,可靠的低能正负电子致原子内壳层电离截面的实验数据可以帮助人们正确认识正负电子与物质之间的相互作用机制,人们基于不同的作用机制,提出了不同的理论模型,这些理论模型也需要可靠的实验数据进行检验;在实际应用上,正负电子致原子内壳层电离截面在完善核科学相关的软件数据库、材料科学、受控核聚变、放射医学治疗等许多领域有着广泛的应用。目前已发表的低能正负电子致原子内壳层电离截面数据比较缺乏,其中电子的数据多集中在K和L壳层,M壳层的实验数据很少,且不同作者对同一元素的截面测量结果有较为显著的差异;正电子的实验数据只限于少数几个元素的K、L壳层,而且已发表的文章在实验技术和数据处理上存在着不足,需要对已有的实验数据进行检验。本工作在实验技术和数据处理上对低能正负电子致原子内壳层电离截面测量进行了研究。在电子致原子内壳层电离截面测量实验中,使用了先进的扫描电子显微镜,用30 keV以下的电子碰撞薄膜薄碳衬Bi靶和薄膜厚碳衬Bi靶,并对薄膜厚衬靶的修正算法进行了检验,得到了 6-30keV电子致Bi的Lα和Mαβ特征X射线产生截面。在正电子致原子内壳层电离截面测量的厚靶实验中,采用了在线监测技术获得实时的入射正电子数,而他人工作中的入射正电子数是通过离线法粗略得到的;基于理论数值积分和蒙卡模拟相结合的方法,计算了正电子散射效应、轫致光子、湮灭光子及其它次级粒子对特征X射线产额贡献份额的修正算法,而他人工作中忽略了此部分贡献;鉴于本工作使用的X射线能谱仪无法将Mαβ峰分开,先用理论积分产额将实验Mαβ峰分开,再用正则化方法处理由修正后的产额算截面的逆问题;采用上述方法得到了 6.25—8.75 keV正电子致Pb、Bi的Mαβ特征X射线产生截面。将上述实验数据与近年来新发表的相对论扭曲波波恩近似（DWBA）理论预测值进行了比较,发现DWBA理论能很好描述6-30 keV电子致Bi的L和M壳层的电离过程,及6.25—8.75 keV正电子致Pb、6.75—8.75 keV正电子致Bi的M壳层的电离过程。本工作的实验数据中,正电子致Pb、Bi的Mαβ特征X射线产生截面是国际上首次测量的。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 梁烨

导师: 吴英

关键词: 正负电子碰撞,特征射线产生截面,厚靶方法,正则化方法

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,核科学技术

单位: 华北电力大学(北京)

基金: 国家自然科学基金项目(No.11275071)

分类号: O571

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.000478

总页数: 45

文件大小: 3804K

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