5-30keV电子致钨原子L及M壳层X射线产生截面的薄网格衬靶方法研究

摘要

低能正负电子致原子内壳层电离截面的测量研究，在原子物理领域有着极为重要的意义。一方面，正负电子致原子内壳层电离截面的数据可以用来检验理论模型的准确性，推动理论模型的发展;另一方面，正负电子致原子内壳层电离截面的数据广泛应用于许多高科技领域。从目前已公布的电离截面数据来看，其多集中与K和L壳层，且不同作者公布的测量结果之间存在一定的偏差，而M壳层的数据仅局限于少部分元素。
　　用于低能正负电子致原子内壳层电离截面测量的靶材可分为四类:自支撑薄膜薄衬靶、薄膜厚碳衬、纯厚靶和气体靶。自支撑薄膜薄衬靶虽然能得到较为精确的结果，但其制备困难且运输不便;因为靶材结构的影响，薄膜厚碳衬和纯厚靶会带来一定的修正误差;而气体靶虽然能减少入射粒子的多次散射效应，但能制备成气体靶的元素较少。为克服上述靶材的缺陷，本课题组创新性的提出了一种新型的靶材——自支撑薄膜网格衬靶。在制靶时，直接将一层几纳米厚的样品镀在厚度仅为20μg/cm2的自支撑碳网格衬底上。这种自支撑碳网格由强度极高的超长碳纳米管阵列构成。由于衬底较薄，碳网格衬底引起的修正可以忽略不计，同时又克服了自支撑薄膜薄衬靶运输不便的缺陷。
　　本论文主要进行了以下工作:1、利用三种不同结构的薄网格衬靶（单原子网格衬靶、密网格衬靶、疏网格衬靶）分别测量了5-30 keV的电子致钨原子Lα、Lβ和MαβX射线产生截面值，并与DWBA理论值做了对比。2、在同等实验条件下，又利用与网格衬靶同批制备的薄膜厚碳衬靶测量了5-30 keV的电子致钨原子Lα及LβX射线产生截面值，并利用PENELOPE软件中的Penmain程序对靶膜中的多次散射效应、由于衬底存在而产生的反射电子和韧致辐射光子引起的额外计数进行了修正，最后将L壳层的测量结果同三种网格衬靶所测的结果做了对比。3、对比发现，在三种不同结构的网格衬靶中，单原子网格衬靶和密网格衬靶所测的结果与DWBA理论值符合较好，这两种靶可用于低能电子致原子电离截面的测量;而疏网格衬靶的测量结果与DWBA理论值偏差较大，不适合用于低能电子致原子电离截面的测量。同时，对于薄膜厚碳衬靶，Lα和LβX射线产生截面值与单原子网格衬靶及密网格衬靶一致。另外，W元素的MαβX射线产生截面数据为首次测量。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 正负电子与物质的相互作用

1．1．1 电子与物质的相互作用

1．1．2 正电子与物质的相互作用

1．2 正负电子致原子内壳层电离截面测量研究的意义

1．3 正负电子致原子内壳层电离截面测量研究的现状

1．4 正负电子致原子内壳层电离截面实验研究的目的

第2章 电子致原子电离截面的理论模型

2．1 PWBA-C-Ex理论模型简介

2．2 DWBA理论模型简介

第3章 实验方法介绍

3．1 实验装置

3．2 靶的制备

3．2．1 自支撑碳网格衬靶的制备

3．2．2 自支撑碳网格衬靶表面扫描电镜图像

3．2．3 薄膜厚碳衬靶的制备

3．3 探测器效率刻度

第4章 数据处理

4．1 自支撑薄膜网格衬靶的数据处理

4．2 薄膜厚碳衬靶的数据处理

4．3 误差分析

第5章 实验结果及分析

5．1 钨元素L壳层X射线产生截面值

5．2 钨元素M壳层X射线产生截面值

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢