1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Для измерения сечения рассеяния в конус бс.1' определения распредепения частиц по зарядовому состоянию и спользовалась другая камера столкновений. Поскольку лишь незначительное число частиц, измеряемых в этих опытах, рассеивается на углы вьппе максимальных, Эверхарту с сотру динками удалось также вычислить полные сечения путем интегрирования дифференциальных сечений. Измерения аналогичного типа проводились двумя группами исследователей в СССР (107, 1081. Эверхарт и его сотрудники ользовали свою аппаратуру также для исследования явлений резонанса прн лобовых соуларениях с перезар д я кой Позднее Морган и Эверхарт (116) изучали неупругие потери энергии при лобовых столкновениях ионов Лге с атомами аргона в зависимости от энергии налетающих частиц и угла отдачи.
При этом энергия бомбардирующих частиц могла меняться от 3 до 100 кзв н измерялись углы отдачи в диапазоне 84 — 52 по отношению к направлению падающего пучка. Такие тлы отдачи соответствуют столкновениям, в которых налетаю- углы отдачи с 6 . 38'. Кинетическая ! пие частицы рассеиваются на углы от 6.до 38'. й энергия и угл р ы ассеяния частиц отдачи измеряются с большо" точностью, и на основе этих данных можно по закону сохранения энергии определить неупругис по~ври энергии налетающих частиц. Установка, используемая в этих исследованиях, показана схематично на фиг, 6.6.5.
Неко~орые данные, полученные группой Эверхирта, приводятся в этом параграфе ниже. Другие их результаты помещены в 2 7 настоящей главы, где рассматриваешься ионизипия и срыв. б. Данные по перезарядке при высокой энергии. В 3 2, и, «в» настоящей главы оыло ы ыло представлено значительное количество данных по перезарядке при низких энергиях, причем многие нз приведенных там ри там кривых далеко выходят за несколько произвольно установленну новленную верхнюю границу этой области О00 эз. Т аким о разом, на р ф б ом, на графиках и в ссылках э 2 данной главы читатель найдет много ого данных по перезарядке в области больших энергий.
Ниже основной упор делается на результаты, полученные на пучках быстрых водородных и гелиевых частиц, пред- К угилижвлео импульгов 10"ез 5 10 'а 10 г' 5 им 10" 10 " е 5 й !О 'в о ъ 5 !00 1О 10 Л !О-Я Е се 5 5 сг !О г 10 з' 5 !О 50 100 500 кинетическая знергия, нзы Ф и г.
6.6.7. Относительное сахара<ание ионов Не', Не+ и Нет+ з гелиеаом пучке, ранноаесиом а газообразном гелии !921. 20 И. «так.Даеенель г йяаи ииеиеньта Ф и г. 6.66. Анализатор знергий, использоааннмй Моргаяом н Эаерхартом !116! лля измерения углового и знергетического распределения частип отдачи. Зтее распрелелепин позволзют опрелелпеь потери аверьин, обусловленные быстрыми пале таюжнмн частежами при пеупрутих соулареиизю Пуантиром внизу справа показано калибровочное положение аналазатора. 10-5 2 5 10 50 100 500 1000 Кинел!океания знгргия, кзы Ф и г. 6.6.6.
Относительное содержание ионов Н, Н и Н а загородном пучке, разнозесном з газообразном водороде !921. кв 1О ет 5 % Д 10™ а 10" Е ~ арго 5 0 0,1 05 1.0 5 !О 50 100 1000 Кингеличгсная Знергия. нгы + 0 Ф н г. 6.6.8. Сечения перезарядки ионов Н и Н и атомов Н, движущихся з газообразном водороде !921. 0,1 0,5 1,0 5 10 50 100 500 Кинемичггнон знергии «Эв Фиг. 6.69. Сечения перезарядки ионов Не'+, Не+, Нее на гелии !92~.
ставляющих особый интерес для управляемой термоядерной реакции. Много дополнительных данных по этим и другим бомбардирующим частицам собрано н обзоре Аллисона и ГарсиаМуньоса [93[. Этот обзор содержит наилучшую из всех опубли- Риеремя чаопмц, кзо -и 10 50 700 20Р 300 ЧОО 600 ЗОО 1000 ю' ю-" тго Ф и г. 6.6.10. Сечения иерезарядки ионон и атомов водорода на азоте !06, 07!. кованных сводку результатов по перезарядке в области больших энергий.
На фиг. 6.6.6 и 6.6,7 представлены сводные данные Аллисона [92[ о равновесной заселенности различных зарядовых состояний водородного пучка в На и гелиевого пучка в Не. Ссылки на оригинальные работы, откуда заимствованы эти данные, можно найти в таблице у Аллисона. В этих фигурах символ оо указывает, что относительная заселенность р-состояния относится к пучку, прошедшему сквозь «бесконечно толстую» мишень. Се- 20' ааоаййввюм н !О!7 с.э а7 б Я 1О 12 1Л Сморосюа чеетиц, Ю смгсек нскп1кпш слолкноввния тяжелых частиц ,ения перезарядки водородных, гениевых атомов и ионов, представленные на фиг. 6.6.8 н 6.6.9, также заимствованы из обзора Аллисопа [92]. Заметим, что в этом случае экспериментально определенные сечения для водорода были разделены на 2 и приведены к 1 атому газовой мишени.
Для получения сечений столкновения с молекулами На эти значения сечений следует гп 75 г 510" 7 оп 5 Щ 3 й 2 \ 3 о 3 7 70 г 3 о 5 7 10 2 3 зле;о 'пя, зв Ф и г. 66,11. Се 1ения захвата электронов ионами Ы~' в водороде с образо- ванием молекул па. 1-па даниил~ мап-каюра 0181; 2 — по данным шмида 1И81; 3 — по данным ститмаиа 0171. умножить на 21). На фиг. 66.!О представлены данные по водородным атомам и ионам в газообразном азоте, полученные Стиером, барнетом [96[ и Барпстом, 1чейнальдсом [971.
На фиг. 6.6.11 приводятся результаты по захвату электрона ионами Нт' в водороде, образующем молекулу Нт. Эти сечения были измерены Суитменом [117[, Шмидом [118[ и Мак-Клюром [! 19[. На фиг. 6,6.12, взятой из статьи Джонса и др. [106[, представлен пример результатов измерения группой Эверхарта ') Это отнюдь ие означает, что сечение для любой молекулы равно сумме снпспий составных атомов. даж ифференциальных сечений рассеяния ионов инертного газа прп лобовых соудареииях. На графике отложено произведение значений сечений па синус угла рассеяния в лабораторной системе координат. Это позволяет ниглядно представить вклад дифференциальных сечений в полное сечение рассеяния с заданным изменением зарядовых состояний.
Полное сечение рассеяния 2, н 1,5 ь 1О к 05 12 гв го г4 гв зг 56 4о 05 Ро 0,5 вл 40 ,2,0 о. 02 0,1 1г рэ го г4 гв зг зв 4о 0,5 1 2 5 10 20 50 Энергия а1кппакав, квв Фиг. 6,6,И, Зависимость Ра вероятности захвата электрона при пролете ионов Н через атомарный и молекулярный водород от энергии ионов Н". дхнаме относятся к лобавмк сотлеревяяк, аря косарик кони Н+ атклонякхсся ве 3' в лабаряторноя евсееве коорлвнет Нцр ионов на углы в интервале от 6, до бб при изменении кратности заряда с 1 на и дается выражением э„ 1ая (6, -ь вв) = йн ~,до (6) з1п 6 сЮ (6.6.1) э, е(тиг„6.6.13 иллюстрирует резонансные эффекты, которые Эверхарт и др.
1109 — -115) обнаружили при лобовых столкновениях с перезарядкой. Локвуд и Эверхарт [1111 получили данные захвату электронов ионами Н" в атомарном водороде„ прокая пучок протонов через нагреваемый объем, заполненный ьно диссоциированным водородным газом. Обычный метод Ф и г. 6.6.12. Зависимость дифференциального сечения (умноженного нз зги 6) от угла рассеяния 6 в лабораторной системе координат прн однократных столкновениях ионов Хе+ н зргоне при энергии 50 иэв.
Снлашкме линии прозелени через зксяерквептельные хочкв 11зб1. ч 1.5 " 1,0 м с0,5 0 4 В 12 16 20 24 26 52 ЗБ 40 О, град по пус ° а~йэвв нсрпевчие столкновения тяжелых частиц зи 31О НВУПРУГИГ СТОЛКНОВЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЧАСТИЦ ГЛАВА В пересекающихся пучков не может здесь использоваться, поскольку в агом случае плотность рассеивающих атомов слишком мала для измерений. ]Локвуд и Эверхарт регистрировали только те немногочисленные частицы, угол рассеяния которых близок к 3'.) Поэтому их установка оыла сконструирована так, чтобы рассеяние происходило внутри нагретого объема со столь большой температурой и плотностью атомов, чтобы газовая мишень была почти полностью атомарной. В работах ]120, !2Ц теоретически рассмотрена резонансная перезарядка Пе' на Не, исследованная Зимбой и др.
]!09, 110]. Подобным же образом Локвуд и Эверхарт 1!1Ц проанализировали резонансную пере. зарядку протона на атомарном водороде. В обзоре литературы по перезарядке при высоких давлениях до конца 1960 г, йллисон и Гарсиа-Муньос ]93] приводят обширную библиографию. Поэтому в заключение данного параграфа упомянем лишь несколько последних работ европейских исследователей [122 — 128] и переведенные на английский язык советские работы по этой тематике. Советские исследования ]129 — 169] содержат ценную информацию по перезарядке бора, углерода, азота, кислорода, тяжелых инертных газов и щелочеи. й 7. Ионизация и реакция срыва В гл.
5, э 3, п. «б», уже приводились данные по нонизапии атомов и молекул электронным ударом. Обратившись к этим данным, можно видетзь что сечение однократной нонизации, которое близко к 0 при энергии ионизации мишени, возрастает до максимального значения вблизи !00 зв, а затем монотонно и медленно уменьшается с дальнейшилс увеличением энергииэлектронов. При 500 эв сечение обычно спадает приблизительно до половины своего максимального значения. Такое поведение сечения резко противоположно случаю столкновений тяжелых частиц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
