1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 59
Текст из файла (страница 59)
В описываемых экспериментах источником бомбардирующих частиц служил ускоритель Бап де Граафа с энергией ! Л4зв, сиабжениый системой для анализа и стабилизации пучка. Энеро гия падающих ионов определялась по их отклонению иа 90 в стабилизированном магнитном поле, напряженность которого измерялась флюксмстром высокой точности.
Номинальный разброс энергии пучка составлял +-2 кзв пр~ энергии пучка 1Мзв. При измерениях с ионами Н' давление в газовой мишени составляло !О-' — 10-' мм рт. Ет. Из-з»ч больших сечений пореза рядки ионов Не' эксперименты с Не' проводились при давлениях 1О "— !О ' мм рт. Ет. Ток пучка составлял 0,5 мка, а токи собранных медленных ионов и электронов — 10-ю — 10 " а. Все токи измерялись ламповыми злсктрометрами.
Методика, подобная описанной, нслользовалась рядом других нсследователен (см, работы 1143, 1751!. Другие исследователи, применявшие методы конденсатора, кроме поперечного электрического поля, использовали также и магнитное поле. Например, Фогель и др. 1129) применили продольное магнитное поле напряженностью около 300 з, которос помогает сфокусировать пучок налета|ощих частрщ п позволяет также обходиться без сетки, задерживающей вторичныс электроны. При использовании такого поля медленные положительные ионы по-прежнему собираются иа свой коллектор, а электроны, возникающие в результате иопизации и реакции срыва, удерживаются около оси пучка и не могут попасть на коллектор. Кроме того, втори щые электроны нз коллектора ионов возвращаются на этот коллектор вследствие того, что Радиусы их траекторий в магнитном поле малы по сравнению с Размерами пластин и расстоянием между противоположно заряженными электродами При снятии магнитного поля электроны, возникающие в процессе ионизации и реакции срь,'ва, а также вторичные электроны, выбитые из иощюго коллектора, могут пересечь зазор и 316 ГЛАВА 6 нерпрзгие столкноврния тяжелых члстиц З17 достигнуть коллектора электронов.
Ток вторичных электронов несколько искажает измеряемую величину токов медленных ионов и электронов, по, сопоставляя результаты, полученные с магнитным полем и без него, можно найти соответствующую поправку и определить истинное значение положительных и отрицательных ~оков. ле Гилбоди н Хастед [176[ применили магнитное поле, пар льное поперечному электрическому полю, приложенному ме, паралжду конденсаторными пластинами. Магнитное поле в такой схеме способствует ограничению объема газа, из которого возможно собирание электронов на коллектор, а также позволяет уменьшить электрическое поле, необходимое для собирания частиц.
Такая конфигурация поля использовалась не только в работе [176!. Файт, Стеббингс, Хаммер и Врэкман [491 также применили комбинацию параллельного электрического и магнитного полей при измерении сечений ионизация атомов водорода протонами. Их эксперименты проводились в области энергий от 7 до 40 кэсч Совсем недавно Айреланд и Гилбоди [177[ продолжили эти эксперименты в области энергии до 400 кэв.
Об их результатах говорится в $ 16, п. «б», настоящей главы. 2. Другие методы исследования ионпзпции и срыва. Из описанных выше опытов по измерению полных сечений нельзя извлечь никаких данных относительно зарядов или масс ионов, образующихся в газе при прохождении быстрых тяжелых частиц. Но за несколько последних лет советские исследователи накопили обширный экспериментальный материал по этому вопросу с помощью анализа ионов по отношению е/и в м спект рометрах, входная секция которых вводилась внутрь кав масс- меры столкновений на малые расстояния от оси пучка [139, 145, 150, 163, !75, !78 — !811. 1!есколько экспериментов было посвящено измерению энергетического и углового распределения остаточных ионов [116, 143, 182, 183[.
Установка Моргана и Зверхарта [!161 для таких измерений показана на ф . 6.6.Г. Н фиг...п. екоторые из полученных ими данных представлены в э 7, п. «б», настоящей главы. Относительно энергетического распределения свободных электронов, возникающих при столкновениях тяжелых частиц, имеется сравнительно мало экспериментальных данных [! 84 — 1881 Куат и Иоргенсен [1891 Рудд и Г!оргенсен [!901 измеряли как угловое, так и энергетическое распределение вылетающих э ект о щ х элекронов. Интегрируя этн распределения по энергии и углам, Рудд н йоргенсен получили полное сечение ионнзации гелия протонами с энергией 50, 100 и 150 кэв. Их результаты приведены на фиг. 6.7.3.
Проведены также некоторые теоретические расчеты энергетического распределения электронов, выбиваемых протонами [191 — 194[. О результатах расчетов говорится в гл, 5, $ 7. б, Данные по ноннзацин и срыву в области высоких энергий. На фиг. 6.7.3 — 6.7.9 представлены экспериментальные данные по полным сечениям образования медленных ионов н свободных электронов быстрыми ионами Н+ и Не+1). В диапазоне энергий 0,15 — 1,0 Мэв, исследованном Мак-Даниелем 1, др [172], сечения перезарядки для ионов 1-1' пренебрежимо 7О" о Е сг % и г.л 766 Зиергыч протонов, кво Ф и г. 6.7.3. Экспериментальные и теоретические сечения обркзоеания + электрокои и гелии под дейстимем быстрых ионов Н 1-по данным иычнслениб на основе барпонского приближенна 1меплгон 1290!К 2 — по ланглмлл Капа 11981; г-по данным Федоренко и др. 11702 д — оо паиным Гилбади в хасгела 1!761; б — по лачпылл Мак-Даниела и др. 11721; б — по данным расчесов 11901 на основе аварии Гри- зжмкога.
тички, огмечениые кружламн,-данные рудда и йоргепсеиа 11901. малы, и сечение образования электрона равно сечению образования медленного иона в этом диапазоне энергий в пределах точности экспериментальных данных. Но прн меньших энергиях соударения или прн других налетающих частицах этн сечения обычно не равны между собой. Сечения образования медленных ионов или электронов, показанные на фиг.
6.7.7, могут быть однозначно названы сечениями ионизации не только потому, что прн энергии выше 0,15 Мзз сечение перезарядки незначительно, но и потому, что для ионов Н+ реакция срыва невозможна. Дополнительные данные по образованию медленных ионов н электронов быстрыми частицами содержатся во многих '1 недавно были окубликоивкы дополкигельиые данные Во ионизапки га- ваи быстрыми ионами Н' и Не' 1196 — 1Э71.
Фиг. 6.7.6. Сечения образования свободных злсктронов з аргоне под дей- ствием ионов Н~. 7-дмитре Мак-даннел» н др. 0721; 2 — данине Федсреакс н др. 11766 3 — данные Гндбсди н Хастела 11741, 2 7,66 004 ООБОРВО!Р 075020 030040 ОБОРВО70 75 Оиоргиг с!ров!онов, Мэо 6.7.7. Кажущиеся сечения ионизации Не, Ие„Лг, Нн Нн Оа и СО под действием ионов Н~ 1172~. 30 25 го ч е 75 " 70 6, ;ь, Ю са 3, 00! 002 003004 00600ВО10 075020 030040 06006070 75 Эиергйя лролсаиоо, Мзо Ф и г. 6.7.4. Сечения образования гвободных электронов в Н, под действыем ионов Н (теория процесса рассматривается в гл. 6, 6 16). + ! — во данныи Мак-Дши ела и др.
1172! и Хупера и др. 11776 2-но ланиыы Афрссиысва н лр. 0431; 3 ио данвын Гнлбоди и хастеда !17б17 4-ис данным оссела и лр. 11296 б — но данныи Швирнке !1бб!. 30 25 й го Е % 75 % 70 са В б 5 3 00! 002 003004 00600360 075020 030040060 бс60707275 оооргая сротос оо, б!эо Фиг. 6.7Л. Сечения образования свободных электронов в неоне под дей- ствием ионов Н ! — данные Мак-даниеля и лр.
11721; 2 — данине еедсрспкс и дгк 117б1; 3-данные Гилболв и хасееде !17в!. 60 о 25 20 75 7о оо! ОД2 ОРВО04 ДОБООВО!Р 075 О20 030040 ОБООВО7072 Энергия орощоиов, Мэо о 30 и 25 с 20 75 6 оз 5 глава а акции срыва, когда быстрые ион1л инертного газа претерпевают лобовые столкновения. На фиг. 6.7.!О представлецы данные, полученные Фулсом и др. [105[ для ионов Аг+ в аргоне. Необходимо подчеркнуть, что случаи рассеяния налетающих ионов 20 20, 15, г,о 'аг о,гч Цг 05 04 05 Цб 03 Го Энергия протонов глав Фиг. 6,7ТЕ Суммарное сечение обраэованин положительных ионов в Не, Хе, Аг, Н„Х„О, и СО под действием ионов Нег 11731. на углы, заметно отличающиеся от О, чрезвычайно редки, н фиг.
6,7.10 не должна создавать впечатления о больших значениях абсолютной вероятности реакции многоэлектронного срыва с Рассеянием на большие углы. Рассек и его ученики [208 — 21
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
