基于加速器的快正電子源的設(shè)計與研究
發(fā)布時間：2020-12-09 21:54
正電子源是通過人工的方法（核反應(yīng)、放射性同位素、加速器和高能伽馬光）產(chǎn)生正電子的放射源�；谡娮釉窗l(fā)展出了正電子壽命譜、多普勒展寬譜和角動量分布譜測量等多種技術(shù)手段。正電子檢測技術(shù)具有可測量小尺度、低濃度損傷的優(yōu)勢,分辨率也極高的優(yōu)點(diǎn),同時在表面、界面和體相都有極好發(fā)揮,是目前對原子級別的損傷最具靈敏性的探測手段,在化學(xué)、物理、生物醫(yī)學(xué)以及反物質(zhì)研究等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用潛力。本論文介紹了正電子的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用歷史,并對國內(nèi)外的正電子源深入調(diào)研,為基于加速器的快正電子源技術(shù)探究和材料表面、表層研究平臺的進(jìn)一步擴(kuò)充搭建,完成了初步的物理設(shè)計。使用EGSnrc軟件優(yōu)化了快正電子源的轉(zhuǎn)換靶物理參數(shù)的設(shè)計。靶材物理設(shè)計考慮了打靶束流的能量,靶材的溫升,靶材材質(zhì)和厚度等多方面因素。分析了打靶后轉(zhuǎn)化的正電子的物理狀態(tài)�？煺娮釉吹拇虬惺骰诤戏使庠锤吡炼茸⑷肫�,打靶束流能量為30MeV,選擇了鎢作為靶材,最終得到的正電子轉(zhuǎn)化率為2.28%。對匹配聚焦系統(tǒng)的束流運(yùn)動做了理論推導(dǎo),并使用Parmela軟件模擬驗(yàn)證了理論結(jié)果。分別對四分之一波長變換器和絕熱匹配聚焦螺線管進(jìn)行了有效的理論計算,并對最終選擇的...
【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：89 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 正電子譜學(xué)
1.2.1 對固態(tài)物質(zhì)中的缺陷極為靈敏
1.2.2 正電子譜學(xué)是無損探測
1.2.3 正電子譜學(xué)的探測區(qū)域和普適性
1.3 國內(nèi)外同類設(shè)備的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和趨勢
1.3.1 基于核反應(yīng)堆/放射性同位素的正電子源
1.3.2 基于γ光的正電子源
1.3.3 基于加速器的正電子源
1.4 總結(jié)
第二章 基本理論
2.1 正電子湮沒圖像
2.2 正電子湮沒率
2.3 正電子波長
2.4 正電子在凝聚物質(zhì)中的湮沒
2.5 正電子在固體中的注入深度
第三章 打靶物理狀態(tài)分析
3.1 EGS軟件介紹
3.1.1 EGS的歷史
3.1.2 EGSnrc的功能和特性簡介
3.2 靶材的選擇與正電子產(chǎn)額的計算
3.2.1 轉(zhuǎn)換靶
3.2.2 靶材選擇
3.2.3 打靶束流能量的選擇
3.2.4 靶材的溫升
3.2.5 靶材厚度的選擇
3.2.6 正電子物理狀態(tài)分析及產(chǎn)額估計
第四章 匹配、聚焦和輸運(yùn)系統(tǒng)理論計算
4.1 電子在軸對稱磁場中的運(yùn)動
4.1.1 四分之一波長變換器
4.1.2 絕熱漸變匹配器
4.2 總結(jié)
4.3 鐘形場模型中的帶電粒子
第五章 正電子輸運(yùn)線設(shè)計
5.1 Parmela的簡介
5.2 束流追蹤與分析
5.3 Trace 3D簡介
5.3.1 σ矩陣
5.3.2 σ矩陣元素的意義
5.3.3 Twiss參數(shù)與σ矩陣的關(guān)系
5.4 輸運(yùn)線的設(shè)計方案
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表論文情況
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用軔致輻射X射線進(jìn)行正電子分析的研究[J]. 張翼,楊祎罡,李元景,趙新強(qiáng). 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2011(04)
博士論文
[1]基于放射源的慢正電子脈沖束裝置的研制[D]. 熊濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
本文編號：2907537
【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：89 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 正電子譜學(xué)
1.2.1 對固態(tài)物質(zhì)中的缺陷極為靈敏
1.2.2 正電子譜學(xué)是無損探測
1.2.3 正電子譜學(xué)的探測區(qū)域和普適性
1.3 國內(nèi)外同類設(shè)備的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和趨勢
1.3.1 基于核反應(yīng)堆/放射性同位素的正電子源
1.3.2 基于γ光的正電子源
1.3.3 基于加速器的正電子源
1.4 總結(jié)
第二章 基本理論
2.1 正電子湮沒圖像
2.2 正電子湮沒率
2.3 正電子波長
2.4 正電子在凝聚物質(zhì)中的湮沒
2.5 正電子在固體中的注入深度
第三章 打靶物理狀態(tài)分析
3.1 EGS軟件介紹
3.1.1 EGS的歷史
3.1.2 EGSnrc的功能和特性簡介
3.2 靶材的選擇與正電子產(chǎn)額的計算
3.2.1 轉(zhuǎn)換靶
3.2.2 靶材選擇
3.2.3 打靶束流能量的選擇
3.2.4 靶材的溫升
3.2.5 靶材厚度的選擇
3.2.6 正電子物理狀態(tài)分析及產(chǎn)額估計
第四章 匹配、聚焦和輸運(yùn)系統(tǒng)理論計算
4.1 電子在軸對稱磁場中的運(yùn)動
4.1.1 四分之一波長變換器
4.1.2 絕熱漸變匹配器
4.2 總結(jié)
4.3 鐘形場模型中的帶電粒子
第五章 正電子輸運(yùn)線設(shè)計
5.1 Parmela的簡介
5.2 束流追蹤與分析
5.3 Trace 3D簡介
5.3.1 σ矩陣
5.3.2 σ矩陣元素的意義
5.3.3 Twiss參數(shù)與σ矩陣的關(guān)系
5.4 輸運(yùn)線的設(shè)計方案
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表論文情況
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用軔致輻射X射線進(jìn)行正電子分析的研究[J]. 張翼,楊祎罡,李元景,趙新強(qiáng). 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2011(04)
博士論文
[1]基于放射源的慢正電子脈沖束裝置的研制[D]. 熊濤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
本文編號：2907537
本文鏈接：http://www.lk138.cn/projectlw/hkxlw/2907537.html
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