304L 6.35 * 1mm Edelstahl opgerullt Tubing Fournisseuren, Demonstratioun vun engem intensiven Lithiumstrahl fir pulséiert direkt Neutronen ze generéieren

Merci fir besicht Nature.com.Dir benotzt eng Browser Versioun mat limitéierter CSS Ënnerstëtzung.Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech en aktualiséierte Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten).Zousätzlech, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, weisen mir de Site ouni Stiler a JavaScript.
Sliders déi dräi Artikelen pro Rutsch weisen.Benotzt d'Réck- an d'nächst Knäppercher fir duerch d'Rutschen ze réckelen, oder d'Slide Controller Knäppercher um Enn fir duerch all Rutsch ze réckelen.

STAINLESS Stol COIL Rouer STANDARD SPESIFIKASJON

304L 6.35 * 1mm Edelstahl opgerullt Réier Fournisseuren

Standard ASTM A213 (Duerchschnëtt Mauer) an ASTM A269
STAINLESS Steel Coil Tubing baussenzegen Duerchmiesser 1/16" bis 3/4"
Edelstol Coil Tube Dicke .010" Duerch .083"
Edelstol Coil Tubes Graden SS 201, SS 202, SS 304, SS 304L, SS 309, SS 310, SS 316, SS 316L, SS 317L, SS 321, SS 347, SS 904L
Gréisst Rnage 5/16, 3/4, 3/8, 1-1/2, 1/8, 5/8, 1/4, 7/8, 1/2, 1, 3/16 Zoll
Hardness Mikro an Rockwell
Toleranz D4/T4
Kraaft Burst an Tensile

STAINLESS Stol coil tubing EQUIVALENT GÉIEREN

STANDARD WERKSTOFF NR. UNS JIS BS GOST AFNOR EN
SS 304 1.4301 S30400 SUS 304 304S31 08 Х 18 Н 10 Z7CN18-09 X5CrNi18-10
SS 304L 1.4306 / 1.4307 S30403 SUS 304L 3304S11 03Х18Н11 Z3CN18-10 X2CrNi18-9 / X2CrNi19-11
SS 310 1.4841 S31000 SUS 310 310S24 20Ch25N20S2 - X15CrNi25-20
SS 316 1.4401 / 1.4436 S31600 SUS 316 316S31 / 316S33 - Z7CND17-11-02 X5CrNiMo17-12-2 / X3CrNiMo17-13-3
SS 316L 1.4404 / 1.4435 S31603 SUS 316L 316S11 / 316S13 03Ch17N14M3 / 03Ch17N14M2 Z3CND17-11-02 / Z3CND18-14-03 X2CrNiMo17-12-2 / X2CrNiMo18-14-3
SS 317L 1.4438 S31703 SUS 317L - - - X2CrNiMo18-15-4
SS 321 1.4541 S32100 SUS 321 - - - X6CrNiTi18-10
SS 347 1.4550 S34700 SUS 347 - 08Ch18N12B - X6CrNiNb18-10
SS 904L 1.4539 N08904 SUS 904L 904S13 STS 317J5L Z2 NCDU 25-20 X1NiCrMoCu25-20-5

SS COIL Tube CHEMICAL Zesummesetzung

Grad C Mn Si P S Cr Mo Ni N Ti Fe
SS 304 Coil Tube min. 18.0 8.0
max. 0,08 2.0 0,75 0,045 0,030 20.0 10.5 0.10
SS 304L Coil Tube min. 18.0 8.0
max. 0,030 2.0 0,75 0,045 0,030 20.0 12.0 0.10
SS 310 Coil Tube 0,015 Max 2 max 0,015 Max 0,020 Max 0,015 Max 24.00 26.00 Uhr 0,10 max 19.00 21.00 Uhr 54,7 min
SS 316 Coil Tube min. 16.0 2.03.0 10.0
max. 0,035 2.0 0,75 0,045 0,030 18.0 14.0
SS 316L Coil Tube min. 16.0 2.03.0 10.0
max. 0,035 2.0 0,75 0,045 0,030 18.0 14.0
SS 317L Coil Tube 0,035 Max 2,0 max 1,0 max 0,045 Max 0,030 max 18.00 20.00 Uhr 3.00 4.00 11.00 15.00 57,89 min
SS 321 Coil Tube 0,08 max 2,0 max 1,0 max 0,045 Max 0,030 max 17.00 19.00 Uhr 9.00 12.00 0,10 max 5(C+N) 0,70 max
SS 347 Coil Tube 0,08 max 2,0 max 1,0 max 0,045 Max 0,030 max 17.00 20.00 Uhr 9.0013.00
SS 904L Coil Tube min. 19.0 4.00 23.00 Auer 0.10
max. 0.20 2.00 1.00 0,045 0,035 23.0 5.00 28.00 Auer 0,25

STAINLESS Stol COIL mechanesch Eegeschafte

Grad Dicht Schmëlzpunkt Tensile Stäerkt Yield Stäerkt (0,2% Offset) Verlängerung
SS 304/304L Coil Tubing 8,0 g/cm3 1400 °C (2550 °F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35 %
SS 310 Coil Tubing 7,9 g/cm3 1402 °C (2555 °F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 40 %
SS 306 Coil Tubing 8,0 g/cm3 1400 °C (2550 °F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35 %
SS 316L Coil Tubing 8,0 g/cm3 1399 °C (2550 °F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35 %
SS 321 Coil Tubing 8,0 g/cm3 1457 °C (2650 °F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35 %
SS 347 Coil Tubing 8,0 g/cm3 1454 °C (2650 °F) Psi 75000, MPa 515 Psi 30000, MPa 205 35 %
SS 904L Coil Tubing 7,95 g/cm3 1350 °C (2460 °F) Psi 71000, MPa 490 Psi 32000, MPa 220 35 %

Als Alternativ fir d'Studie vun Atomreaktoren kann e kompakten Accelerator-Undriff Neutronengenerator mat engem Lithium-Ionstrahl-Treiber e verspriechende Kandidat sinn, well et wéineg ongewollt Stralung produzéiert.Allerdéngs war et schwéier en intensiven Strahl vu Lithium-Ionen ze liwweren, an déi praktesch Uwendung vun esou Apparater gouf als onméiglech ugesinn.Déi akutst Problem vun net genuch Ionenfloss gouf geléist andeems en direkt Plasma Implantatiounsschema applizéiert gouf.An dësem Schema gëtt en High-Density-Pulsplasma generéiert duerch Laser-Ablatioun vun enger Lithium-Metallfolie effizient injizéiert a beschleunegt duerch en Héichfrequenz Quadrupole Beschleuniger (RFQ Beschleuniger).Mir hunn e Spëtzestrahlstroum vun 35 mA beschleunegt op 1,43 MeV erreecht, wat zwou Uerderen vun der Gréisst méi héich ass wéi konventionell Injektor- a Beschleunigersystemer kënne bidden.
Am Géigesaz zu Röntgenstrahlen oder geluedenen Partikelen hunn Neutronen eng grouss Pénétratiounsdéift an eenzegaarteg Interaktioun mat kondenséierter Matière, sou datt se extrem versatile Sonden fir d'Eegeschafte vu Materialien1,2,3,4,5,6,7 studéieren.Besonnesch Neutronestreiungstechnike ginn allgemeng benotzt fir d'Zesummesetzung, d'Struktur an d'intern Spannungen an der kondenséierter Matière ze studéieren a kënnen detailléiert Informatioun iwwer Spuerverbindungen an Metalllegierungen ubidden, déi schwéier z'entdecken mat Röntgenspektroskopie8.Dës Method gëtt als e mächtegt Tool an der Basiswëssenschaft ugesinn a gëtt vu Metallhersteller an aner Materialien benotzt.Méi kierzlech gouf Neutronediffraktioun benotzt fir Reschtspannungen a mechanesche Komponenten wéi Schinnen- a Fligerdeeler z'entdecken9,10,11,12.Neutrone ginn och an Ueleg- a Gasbrunnen benotzt well se liicht vu protonräiche Materialien erfaasst ginn13.Ähnlech Methode ginn och am Déifbau benotzt.Net-zerstéierend Neutronentest ass en effektiv Tool fir verstoppte Feeler a Gebaier, Tunnelen a Brécke z'entdecken.D'Benotzung vun Neutronestrahlen gëtt aktiv an der wëssenschaftlecher Fuerschung an der Industrie benotzt, vill vun deenen historesch mat Atomreaktoren entwéckelt goufen.
Wéi och ëmmer, mam weltwäite Konsens iwwer nuklear Net-Proliferatioun, gëtt de Bau vu klenge Reaktoren fir Fuerschungszwecker ëmmer méi schwéier.Ausserdeem huet de rezenten Fukushima Accident d'Bau vun Atomreaktoren bal sozial akzeptabel gemaach.Am Zesummenhang mat dësem Trend wiisst d'Nofro fir Neutronequellen bei Beschleuniger2.Als Alternativ zu Atomreaktoren sinn e puer grouss Beschleuniger-opzedeelen Neutronequelle schonn a Betrib14,15.Wéi och ëmmer, fir eng méi effizient Notzung vun den Eegeschafte vun Neutronenstrahlen, ass et néideg fir d'Benotzung vu kompakten Quellen bei Beschleuniger auszebauen, 16 déi zu industriellen an universitäre Fuerschungsinstituter gehéieren.Accelerator Neutronequellen hunn nei Fäegkeeten a Funktiounen bäigefüügt nieft dem Ersatz fir Atomreaktoren14.Zum Beispill kann e linac-driven Generator einfach e Stroum vun Neutronen kreéieren andeems de Drivestrahl manipuléiert.Eemol emittéiert sinn Neutrone schwéier ze kontrolléieren a Stralungsmiessunge si schwéier ze analyséieren wéinst dem Kaméidi erstallt vun Hannergrondneutronen.Pulséiert Neutrone kontrolléiert vun engem Beschleuniger vermeiden dëse Problem.Verschidde Projeten baséiert op Proton Beschleuniger Technologie goufen ronderëm d'Welt proposéiert17,18,19.D'Reaktiounen 7Li(p, n)7Be an 9Be(p, n)9B ginn am meeschten a protongedriwwene kompakten Neutronengeneratoren benotzt well se endothermesch Reaktiounen sinn20.Iwwerschësseg Stralung a radioaktiven Offall kënne miniméiert ginn, wann d'Energie, déi gewielt gëtt fir de Protonstrahl z'exitéieren, liicht iwwer dem Schwellwäert ass.Wéi och ëmmer, d'Mass vum Zilkär ass vill méi grouss wéi déi vu Protonen, an déi resultéierend Neutrone verspreet sech an all Richtungen.Sou no un der isotropescher Emissioun vun engem Neutroneflux verhënnert effizienten Transport vun Neutronen zum Objet vun der Studie.Zousätzlech, fir déi erfuerderlech Dosis vun Neutronen op der Plaz vum Objet ze kréien, ass et néideg souwuel d'Zuel vu bewegende Protonen an hir Energie wesentlech ze erhéijen.Als Resultat wäerte grouss Dosen Gammastrahlen an Neutronen duerch grouss Winkelen propagéieren, de Virdeel vun endothermesche Reaktiounen zerstéieren.En typesche Beschleuniger-Undriff kompakt Proton-baséiert Neutronengenerator huet staark Stralungsschirmung an ass dee bulksten Deel vum System.D'Bedierfnes fir d'Energie vun de Protonen ze erhéijen erfuerdert normalerweis eng zousätzlech Erhéijung vun der Gréisst vun der Beschleunigeranlag.
Fir déi allgemeng Mängel vu konventionelle kompakten Neutronequellen bei Beschleuniger ze iwwerwannen, gouf en Inversiounkinematesch Reaktiounsschema proposéiert21.An dësem Schema gëtt e méi schwéiere Lithium-Ionstrahl als Guidestrahl benotzt anstatt e Protonstrahl, zielt op Waasserstoffräiche Materialien wéi Kuelewaasserstoffplastik, Hydriden, Waasserstoffgas oder Waasserstoffplasma.Alternativen goufen berücksichtegt, sou wéi Beryllium-Ion-gedriwwe Strahlen, awer Beryllium ass eng gëfteg Substanz déi speziell Betreiung beim Ëmgank erfuerdert.Dofir ass e Lithiumstrahl am meeschte gëeegent fir Inversioun-kinematesch Reaktiounsschemaen.Well d'Dynamik vun de Lithiumkäre méi grouss ass wéi dee vu Protonen, beweegt sech de Massezentrum vun Nuklearkollisiounen stänneg no vir, an Neutrone ginn och no vir emittéiert.Dës Fonktioun eliminéiert immens onerwënscht Gammastrahlen an héije Wénkel Neutronemissiounen22.E Verglach vum übleche Fall vun engem Protonmotor an dem inverse Kinematik Szenario gëtt an der Figur 1 gewisen.
Illustratioun vun Neutroneproduktiounswinkele fir Proton- a Lithiumstrahlen (gezeechent mat Adobe Illustrator CS5, 15.1.0, https://www.adobe.com/products/illustrator.html).(a) Neutrone kënnen an all Richtung als Resultat vun der Reaktioun ausgestouss ginn wéinst der Tatsaach datt bewegt Protonen déi vill méi schwéier Atomer vum Lithiumziel schloen.(b) Ëmgekéiert, wann e Lithium-Ion Chauffeur bombardéiert engem Wasserstoff-räich Zil, Neutronen sinn generéiert an engem schmuele Kegel an der Forward Richtung wéinst der héijer Geschwindegkeet vum System Mass Zentrum.
Wéi och ëmmer, nëmmen e puer invers kinematesch Neutronengeneratoren existéieren wéinst der Schwieregkeet fir den erfuerderleche Flux vu schwéieren Ionen mat enger héijer Ladung am Verglach zu Protonen ze generéieren.All dës Planzen benotzen negativ Sputterionquelle a Kombinatioun mat Tandem elektrostatesche Beschleuniger.Aner Aarte vun Ionequellen goufen proposéiert fir d'Effizienz vun der Strahlbeschleunegung ze erhéijen26.Op alle Fall ass de verfügbare Lithium-Ionstrahlstroum op 100 µA limitéiert.Et gouf proposéiert 1 mA vu Li3 + 27 ze benotzen, awer dësen Ionstrahlstroum gouf net vun dëser Methode bestätegt.Wat d'Intensitéit ugeet, kënne Lithiumstrahlbeschleuniger net mat Protonstrahlbeschleuniger konkurréiere, deenen hire Spëtzeprotonstroum méi wéi 10 mA28 ass.
Fir e praktesche kompakten Neutronegenerator op Basis vun engem Lithium-Ionstrahl ëmzesetzen, ass et avantagéis fir héich Intensitéit komplett ouni Ionen ze generéieren.D'Ione gi beschleunegt a guidéiert vun elektromagnetesche Kräfte, an e méi héije Ladungsniveau féiert zu méi effizienter Beschleunegung.Li-Ion Beam Chauffeuren erfuerderen Li3+ Peakstroum iwwer 10 mA.
An dëser Aarbecht beweise mir d'Beschleunigung vu Li3+ Strahlen mat Spëtzestréim bis 35 mA, wat vergläichbar ass mat fortgeschratt Proton Beschleuniger.Den ursprénglechen Lithium-Ionstrahl gouf mat Laser Ablatioun erstallt an en Direct Plasma Implantation Scheme (DPIS) ursprénglech entwéckelt fir C6+ ze beschleunegen.Eng Mooss-entworf Radio Frequenz quadrupole linac (RFQ linac) war mat enger véier-Staang Resonanz Struktur fabrizéiert.Mir hu verifizéiert datt de Beschleunigungsstrahl déi berechent Héichreinheetstrahlenergie huet.Wann de Li3+ Strahl effektiv duerch de Radiofrequenz (RF) Beschleuniger erfaasst a beschleunegt ass, gëtt de spéideren Linac (Accelerator) Sektioun benotzt fir d'Energie ze liwweren déi néideg ass fir e staarken Neutroneflux vum Zil ze generéieren.
D'Beschleunigung vun High-Performance-Ionen ass eng gutt etabléiert Technologie.Déi reschtlech Aufgab fir en neien héich effiziente kompakten Neutronengenerator ze realiséieren ass eng grouss Zuel vu komplett gestreifte Lithium-Ionen ze generéieren an eng Clusterstruktur ze bilden déi aus enger Serie vun Ionimpulser besteet, déi mam RF-Zyklus am Beschleuniger synchroniséiert sinn.D'Resultater vun Experimenter entwéckelt fir dëst Zil z'erreechen ginn an de folgenden dräi Ënnersektiounen beschriwwen: (1) Generatioun vun engem komplett ouni Lithium-Ionstrahl, (2) Strahlbeschleunigung mat engem speziell entwéckelte RFQ Linac, an (3) Beschleunigung vun der Analyse vum Strahl fir säin Inhalt ze kontrolléieren.Am Brookhaven National Laboratory (BNL) hu mir den experimentellen Opbau gebaut an der Figur 2.
Iwwersiicht vum experimentellen Opbau fir beschleunegt Analyse vu Lithiumstrahlen (illustréiert vun Inkscape, 1.0.2, https://inkscape.org/).Vu riets op lénks gëtt Laser-ablativ Plasma an der Laser-Ziel Interaktiounskammer generéiert an an d'RFQ Linac geliwwert.Beim Erreeche vum RFQ Beschleuniger ginn d'Ionen vum Plasma getrennt an an den RFQ Beschleuniger injizéiert duerch e plötzlechen elektrescht Feld erstallt vun engem 52 kV Spannungsdifferenz tëscht der Extraktiounselektrode an der RFQ Elektrode an der Driftregioun.Déi extrahéiert Ione gi vun 22 keV/n op 204 keV/n beschleunegt mat 2 Meter laang RFQ Elektroden.E Stroumtransformator (CT) deen um Ausgang vum RFQ Linac installéiert ass liwwert net-zerstéierend Messung vum Ionstrahlstroum.De Strahl gëtt vun dräi Quadrupolmagnete fokusséiert an op en Dipolmagnéit geriicht, deen de Li3+ Strahl an den Detektor trennt a leet.Hannert dem Schlitz ginn e retractable Plastikscintillator an e Faraday Coupe (FC) mat enger Bias vu bis zu -400 V benotzt fir de Beschleunigungsstrahl z'entdecken.
Fir voll ioniséiert Lithium-Ionen (Li3+) ze generéieren, ass et néideg e Plasma mat enger Temperatur iwwer seng drëtt Ioniséierungsenergie (122,4 eV) ze kreéieren.Mir hu probéiert Laser Ablatioun ze benotzen fir Héichtemperaturplasma ze produzéieren.Dës Aart vu Laser-Ionquell gëtt net allgemeng benotzt fir Lithium-Ionstrahlen ze generéieren, well Lithiummetall reaktiv ass a speziell Handhabung erfuerdert.Mir hunn en Zilbelaaschtungssystem entwéckelt fir Feuchtigkeit a Loftverschmotzung ze minimiséieren wann Dir Lithiumfolie an der Vakuum Laser Interaktiounskammer installéiert.All Virbereedunge vu Materialien goufen an engem kontrolléierten Ëmfeld vun trockenem Argon duerchgefouert.Nodeems d'Lithiumfolie an der Laser-Zielkammer installéiert gouf, gouf d'Folie mat gepulster Nd:YAG Laserstralung bei enger Energie vun 800 mJ pro Puls bestrahlt.Am Fokus op d'Zil gëtt d'Laserkraaftdicht op ongeféier 1012 W/cm2 geschat.Plasma gëtt erstallt wann e gepulste Laser en Zil an engem Vakuum zerstéiert.Während der ganzer 6 ns Laser Pulsatiounsperiod, de Plasma weider ophëtzen, haaptsächlech wéinst der ëmgedréint Bremsstrahlung Prozess.Zënter datt während der Heizungsphase kee begrenzend externt Feld applizéiert gëtt, fänkt de Plasma an dräi Dimensiounen aus.Wann de Plasma ufänkt iwwer d'Zielfläch ze expandéieren, kritt de Massezentrum vum Plasma eng Geschwindegkeet senkrecht op d'Zielfläch mat enger Energie vu 600 eV/n.No der Heizung geet de Plasma weider an der axialer Richtung vum Zil, erweidert isotrop.
Wéi an der Figur 2 gewisen, erweidert d'Ablatiounsplasma an e Vakuumvolumen ëmgi vun engem Metallbehälter mat deemselwechte Potenzial wéi d'Ziel.Also dreift de Plasma duerch déi Feldfräi Regioun Richtung RFQ Beschleuniger.En axialt Magnéitfeld gëtt tëscht der Laserbestralungskammer an der RFQ Linac mat Hëllef vun enger Solenoidspiral ëm d'Vakuumkammer gewéckelt.D'Magnéitfeld vum Solenoid ënnerdréckt d'radial Expansioun vum dreiwende Plasma fir eng héich Plasma Dicht während der Liwwerung an d'RFQ Apertur ze halen.Op der anerer Säit geet de Plasma weider an der axialer Richtung wärend dem Drift aus, a bildt e verlängerten Plasma.Eng Héichspannungsbias gëtt op d'Metallbehälter applizéiert, déi de Plasma virum Ausgangshafen um RFQ-Inlet enthält.D'Basspannung gouf gewielt fir déi erfuerderlech 7Li3+ Injektiounsquote fir eng korrekt Beschleunegung vum RFQ Linac ze bidden.
Déi resultéierend Ablatiounsplasma enthält net nëmmen 7Li3+, awer och Lithium an anere Ladungszoustand a pollutant Elementer, déi gläichzäiteg an den RFQ Linear Beschleuniger transportéiert ginn.Virun beschleunegten Experimenter mat der RFQ Linac, gouf eng offline Time-of-Flight (TOF) Analyse gemaach fir d'Zesummesetzung an d'Energieverdeelung vun Ionen am Plasma ze studéieren.Den detailléierte analytesche Setup an observéierte Staatsverdeelunge ginn an der Methode Sektioun erkläert.D'Analyse huet gewisen datt 7Li3+ Ionen d'Haaptpartikelen waren, déi ongeféier 54% vun alle Partikelen ausmaachen, wéi an der Fig.Wärend beschleunegt Tester gëtt e 79 mT Solenoidfeld op den erweiderten Plasma applizéiert.Als Resultat ass de 7Li3+ Stroum aus dem Plasma extrahéiert an um Detektor observéiert mat engem Faktor vun 30 eropgaang.
Fraktiounen vun Ionen am Laser-generéierte Plasma kritt duerch Zäit-of-Flight Analyse.D'7Li1+ a 7Li2+ Ionen maachen 5% respektiv 25% vum Ionestrahl aus.Déi detektéiert Fraktioun vu 6Li Partikel entsprécht dem natierlechen Inhalt vu 6Li (7.6%) am Lithiumfolieziel am experimentellen Feeler.Eng liicht Sauerstoffkontaminatioun (6,2%) gouf beobachtet, haaptsächlech O1+ (2,1%) an O2+ (1,5%), wat duerch d'Oxidatioun vun der Uewerfläch vum Lithiumfolie-Ziel kéint sinn.
Wéi virdru scho gesot, dreift de Lithiumplasma an enger Feldloser Regioun ier en an d'RFQ Linac erakënnt.Den Input vum RFQ Linac huet e 6 mm Duerchmiesser Lach an engem Metallbehälter, an d'Basspannung ass 52 kV.Och wann d'RFQ Elektrodenspannung séier ± 29 kV bei 100 MHz ännert, verursaacht d'Spannung axial Beschleunegung well d'RFQ Beschleunigerelektroden en Duerchschnëttspotenzial vun Null hunn.Wéinst dem staarken elektresche Feld, deen an der 10 mm Spalt tëscht der Ouverture an dem Rand vun der RFQ Elektrode generéiert gëtt, ginn nëmme positiv Plasma-Ionen aus dem Plasma an der Ouverture extrahéiert.An traditionelle Ion Liwwerungssystemer ginn d'Ione vum Plasma duerch en elektrescht Feld op enger erheblecher Distanz virum RFQ Beschleuniger getrennt an dann an d'RFQ Ouverture fokusséiert duerch e Strahlfokuselement.Wéi och ëmmer, fir déi intensiv schwéier Ionestrahlen déi fir eng intensiv Neutronequell erfuerderlech sinn, kënnen net-linear repulsiv Kräfte wéinst Raumladungseffekter zu bedeitende Strahlstroumverloschter am Ionentransportsystem féieren, wat den Héichstroum limitéiert dee beschleunegt ka ginn.An eisem DPIS ginn Héichintensitéit Ionen als dreiwend Plasma direkt an den Ausgangspunkt vun der RFQ Apertur transportéiert, sou datt et kee Verloscht vum Ionenstrahl wéinst Raumladung gëtt.Wärend dëser Demonstratioun gouf DPIS fir d'éischte Kéier op e Lithium-Ionstrahl applizéiert.
D'RFQ Struktur gouf entwéckelt fir ze fokusséieren an ze beschleunegen niddereg Energie Héichstroum Ionenstrahlen an ass de Standard fir éischt Beschleunegung ginn.Mir hunn RFQ benotzt fir 7Li3+ Ionen vun enger Implantatenergie vun 22 keV/n op 204 keV/n ze beschleunegen.Obwuel Lithium an aner Partikelen mat enger méi niddereger Ladung am Plasma och aus dem Plasma extrahéiert ginn an an d'RFQ Apertur injizéiert ginn, beschleunegt d'RFQ Linac nëmmen Ionen mat engem Charge-zu-Mass-Verhältnis (Q/A) no bei 7Li3+.
Op Fig.Figure 4 weist d'Welleformen, déi vum Stroumtransformator (CT) erkannt ginn am Ausgang vum RFQ Linac an der Faraday Coupe (FC) no der Analyse vum Magnéit, wéi an der Fig.2. D'Zäitverschiebung tëscht de Signaler kann als den Ënnerscheed an der Fluchzäit op der Plaz vum Detektor interpretéiert ginn.De Peak-Ionstroum gemooss um CT war 43 mA.An der RT Positioun kann de registréierte Strahl net nëmmen Ionen enthalen, déi op d'berechent Energie beschleunegt ginn, awer och Ionen aner wéi 7Li3+, déi net genuch beschleunegt sinn.Wéi och ëmmer, d'Ähnlechkeet vun den Ionenstroumformen, déi duerch QD a PC fonnt goufen, weist datt den Ionstroum haaptsächlech aus beschleunegten 7Li3+ besteet, an d'Ofsenkung vum Spëtzewäert vum Stroum um PC gëtt duerch Strahlverloschter beim Ionentransfer tëscht QD an PC.Verloschter Dëst gëtt och vun der Enveloppe Simulatioun bestätegt.Fir den 7Li3+ Strahlstroum genau ze moossen, gëtt de Strahl mat engem Dipolmagnéit analyséiert wéi an der nächster Sektioun beschriwwen.
Oszillogramme vum beschleunegten Strahl op den Detektorpositiounen CT (schwaarz Curve) an FC (rout Curve) opgeholl.Dës Miessunge ginn ausgeléist duerch d'Detektioun vun der Laserstralung vun engem Photodetektor wärend der Laserplasma Generatioun.Déi schwaarz Curve weist d'Welleform gemooss op engem CT verbonne mat der RFQ Linac Output.Wéinst senger Proximitéit zum RFQ Linac, hëlt den Detektor 100 MHz RF Geräischer op, sou datt e 98 MHz Low-Pass FFT-Filter applizéiert gouf fir den 100 MHz Resonanz RF-Signal ze läschen, deen um Detektiounssignal iwwerlagert ass.Déi rout Curve weist d'Welleform bei FC nodeems den analytesche Magnéit den 7Li3+ Ionenstrahl riicht.An dësem Magnéitfeld kënnen ausser 7Li3+ N6+ an O7+ transportéiert ginn.
Den Ionenstrahl no der RFQ Linac gëtt vun enger Serie vun dräi Quadrupole Fokusmagnete fokusséiert an dann duerch Dipolmagnete analyséiert fir Gëftstoffer am Ionestrahl ze isoléieren.E Magnéitfeld vun 0,268 T riicht d'7Li3+ Strahlen an den FC.D'Detektiounswelleform vun dësem Magnéitfeld gëtt als rout Curve an der Figur 4 gewisen. De Spëtzestrahlstroum erreecht 35 mA, wat méi wéi 100 Mol méi héich ass wéi en typesche Li3+ Strahl, deen an existéierende konventionellen elektrostatesche Beschleuniger produzéiert gëtt.D'Strahlenimpulsbreet ass 2,0 µs op voller Breet op hallef Maximum.D'Detektioun vun engem 7Li3+ Strahl mat engem dipole Magnéitfeld beweist erfollegräich Bunching a Strahlbeschleunegung.D'Ionenstrahlstroum, deen vum FC festgestallt gëtt beim Scannen vum Magnéitfeld vun der Dipol, ass an der Figur 5. Eng propper eenzeg Peak gouf observéiert, gutt getrennt vun anere Peaks.Zënter datt all Ionen, déi duerch d'RFQ Linac op d'Designenergie beschleunegt ginn, déiselwecht Geschwindegkeet hunn, sinn Ionestrahlen mat der selwechter Q/A schwéier ze trennen duerch Dipolmagnetesch Felder.Dofir kënne mir 7Li3+ net vun N6+ ​​oder O7+ ënnerscheeden.Wéi och ëmmer, d'Quantitéit vun Gëftstoffer kann aus Nopeschluechtstaaten geschat ginn.Zum Beispill kënnen N7+ an N5+ liicht getrennt ginn, während N6+ en Deel vun der Gëftstoffer sinn a gëtt erwaart an ongeféier déiselwecht Quantitéit präsent ze sinn wéi N7+ an N5+.De geschätzte Verschmotzungsniveau ass ongeféier 2%.
Beam Komponent Spektrum kritt duerch Scannen vun engem Dipol Magnéitfeld.Den Héichpunkt bei 0,268 T entsprécht 7Li3+ an N6+.D'Spëtzt Breet hänkt vun der Gréisst vum Strahl op der Schlitz of.Trotz breet Peaks trennt 7Li3+ gutt aus 6Li3+, O6+ an N5+, awer schlecht trennt vun O7+ an N6+.
Op der Plaz vum FC gouf de Strahlprofil mat engem Plug-In-Scintillator bestätegt a mat enger schneller Digitalkamera opgeholl wéi an der Figur 6. Den 7Li3+ gepulste Strahl mat engem Stroum vun 35 mA gëtt ugewisen op eng berechent RFQ beschleunegt ze ginn. Energie vun 204 keV/n, wat 1,4 MeV entsprécht, an un den FC Detektor iwwerdroen.
Beam Profil observéiert op engem Pre-FC Scintillator Écran (faarweg vu Fidschi, 2.3.0, https://imagej.net/software/fiji/).D'Magnéitfeld vum analyteschen Dipolmagnéit gouf ofgestëmmt fir d'Beschleunigung vum Li3+ Ionenstrahl op d'Designenergie RFQ ze riichten.Déi blo Punkten am grénge Beräich sinn duerch defekt Scintillatormaterial verursaacht.
Mir hunn d'Generatioun vu 7Li3+ Ionen duerch Laser-Ablatioun vun der Uewerfläch vun enger zolitter Lithiumfolie erreecht, an en héije Stroum Ionenstrahl gouf mat engem speziell entwéckelte RFQ Linac mat DPIS erfaasst a beschleunegt.Bei enger Strahlenergie vun 1,4 MeV war den Héichstroum vu 7Li3+ um FC no der Analyse vum Magnéit erreecht 35 mA.Dëst bestätegt datt de wichtegsten Deel vun der Ëmsetzung vun enger Neutronequell mat invers Kinematik experimentell ëmgesat gouf.An dësem Deel vum Pabeier gëtt de ganzen Design vun enger kompakter Neutronequell diskutéiert, dorënner Héichenergiebeschleuniger an Neutronenzielstatiounen.Den Design baséiert op Resultater déi mat existente Systemer an eisem Labo kritt goufen.Et sollt bemierkt datt de Peakstroum vum Ionenstrahl weider erhéicht ka ginn andeems d'Distanz tëscht der Lithiumfolie an der RFQ Linac verkierzt gëtt.Reis.7 illustréiert dat ganzt Konzept vun der proposéierter kompakter Neutronequell um Beschleuniger.
Konzeptuellen Design vun der proposéierter kompakter Neutronequell um Beschleuniger (gezeechent vum Freecad, 0.19, https://www.freecadweb.org/).Vu riets op lénks: Laser Ionquell, Solenoid Magnéit, RFQ Linac, Mëttelenergiestrahltransfer (MEBT), IH Linac, an Interaktiounskammer fir Neutronengeneratioun.Stralungsschutz gëtt haaptsächlech an der Forward Richtung zur Verfügung gestallt wéinst der schmuel geriichter Natur vun de produzéierte Neutronesträhnen.
No der RFQ Linac ass weider Beschleunegung vun der Inter-digitaler H-Struktur (IH linac) 30 Linac geplangt.IH Linacs benotzen eng π-Modus Drift Tube Struktur fir héich elektresch Feldgradienten iwwer e bestëmmte Spektrum vu Geschwindegkeeten ze bidden.D'konzeptuell Studie gouf duerchgefouert baséiert op 1D Längsdynamik Simulatioun an 3D Shell Simulatioun.Berechnunge weisen datt e 100 MHz IH Linac mat enger raisonnabeler Driftröhrespannung (manner wéi 450 kV) an engem staarke Fokusmagnéit e 40 mA Strahl vun 1,4 op 14 MeV op enger Distanz vun 1,8 m beschleunegen.D'Energieverdeelung um Enn vun der Beschleunigerkette gëtt op ± 0,4 MeV geschat, wat den Energiespektrum vun Neutronen net wesentlech beaflosst, déi vum Neutronekonversiounsziel produzéiert gëtt.Zousätzlech ass d'Strahemissivitéit niddereg genuch fir de Strahl an e méi klengen Strahlfleck ze fokusséieren wéi normalerweis fir e mëttlere Kraaft a Gréisst Quadrupol Magnéit néideg wier.An der mëttlerer Energiestrahl (MEBT) Iwwerdroung tëscht dem RFQ Linac an dem IH Linac, gëtt de Strahlformende Resonator benotzt fir d'Straalformende Struktur z'erhalen.Dräi Quadrupolmagnete gi benotzt fir d'Gréisst vum Säitestrahl ze kontrolléieren.Dës Designstrategie gouf a ville Beschleuniger31,32,33 benotzt.D'Gesamtlängt vum ganze System vun der Ionquell bis zur Zilkammer gëtt geschat op manner wéi 8 m, wat an engem Standard Semi-Trailer Camion passt.
D'Neutronekonversiounsziel gëtt direkt nom Linearbeschleuniger installéiert.Mir diskutéieren Zilstatioun Designen baséiert op fréiere Studien mat inverse kinematesch Szenarie23.Rapportéiert Konversiounsziler enthalen zolidd Materialien (Polypropylen (C3H6) an Titanhydrid (TiH2)) a gasfërmeg Zilsystemer.All Zil huet Virdeeler an Nodeeler.Solid Ziler erlaben präzis Dicke Kontroll.Wat méi dënn d'Zil ass, wat méi genee d'raimlech Arrangement vun der Neutroneproduktioun ass.Wéi och ëmmer, sou Ziler kënnen nach ëmmer e gewësse Grad vun onerwënschten Nuklearreaktiounen a Stralung hunn.Op der anerer Säit kann e Waasserstoffziel e méi proppert Ëmfeld ubidden andeems d'Produktioun vu 7Be eliminéiert gëtt, den Haaptprodukt vun der Nuklearreaktioun.Wéi och ëmmer, Waasserstoff huet eng schwaach Barrièrefäegkeet a erfuerdert eng grouss kierperlech Distanz fir genuch Energieverëffentlechung.Dëst ass liicht Nodeel fir TOF Miessunge.Zousätzlech, wann en dënnen Film benotzt gëtt fir e Waasserstoffziel ze versiegeln, ass et néideg d'Energieverloschter vu Gammastrahlen ze berücksichtegen, déi vum dënnen Film an dem Incident Lithiumstrahl generéiert ginn.
LICORNE benotzt Polypropylen Ziler an den Zilsystem gouf op Waasserstoffzellen upgradéiert mat Tantalfolie versiegelt.Ugeholl e Strahlstroum vun 100 nA fir 7Li34, kënne béid Zilsystemer bis zu 107 n/s/sr produzéieren.Wa mir dës behaapten Neutronenausbezuelungskonversioun op eis proposéiert Neutronequell applizéieren, da kann e Lithium-Undriff Strahl vu 7 × 10-8 C fir all Laserpuls kritt ginn.Dëst bedeit datt de Laser just zweemol pro Sekonn 40% méi Neutrone produzéiert wéi LICORNE kann an enger Sekonn mat engem kontinuéierleche Strahl produzéieren.Den Total Flux kann einfach erhéicht ginn andeems d'Excitatiounsfrequenz vum Laser erhéicht ginn.Wa mir dovun ausgoen, datt et en 1 kHz Laser System um Maart ass, kann den duerchschnëttleche Neutrone Flux einfach op ongeféier 7 × 109 n/s/sr skaléiert ginn.
Wa mir héich Wiederholungsquote Systemer mat Plastiksziler benotzen, ass et néideg fir d'Wärmegeneratioun op den Ziler ze kontrolléieren, well zum Beispill Polypropylen e nidderegen Schmelzpunkt vun 145-175 °C an eng niddreg thermesch Konduktivitéit vun 0,1-0,22 W / huet m/K.Fir e 14 MeV Lithium-Ionstrahl ass e 7 µm décke Polypropylenziel genuch fir d'Strahlenergie op d'Reaktiounsschwell (13.098 MeV) ze reduzéieren.Berécksiichtegt de Gesamteffekt vun Ionen, déi vun engem Laserschoss op d'Zil generéiert ginn, gëtt d'Energieverëffentlechung vu Lithiumionen duerch Polypropylen op 64 mJ / Puls geschat.Unzehuelen datt d'ganz Energie an engem Krees mat engem Duerchmiesser vun 10 mm iwwerdroe gëtt, entsprécht all Impuls enger Temperaturerhéijung vu ronn 18 K/Puls.Energie Verëffentlechung op Polypropylen Ziler baséiert op der einfacher Viraussetzung datt all Energieverloschter als Hëtzt gespäichert ginn, ouni Stralung oder aner Hëtztverloschter.Well d'Erhéijung vun der Unzuel vun Impulser pro Sekonn d'Eliminatioun vun der Hëtztopbau erfuerdert, kënne mir Sträifziler benotze fir Energieverëffentlechung am selwechte Punkt ze vermeiden23.Unzehuelen en 10 mm Strahlfleck op engem Zil mat enger Laser-Wiederholungsquote vun 100 Hz, d'Scannergeschwindegkeet vum Polypropylenband wier 1 m / s.Méi héich Widderhuelungsraten si méiglech wann d'Beamfleck Iwwerlappung erlaabt ass.
Mir hunn och Ziler mat Waasserstoffbatterien ënnersicht, well méi staark Fuertstrahle kënne benotzt ginn ouni d'Zil ze beschiedegen.Den Neutronestrahl kann einfach ofgestëmmt ginn andeems d'Längt vun der Gaskammer an de Waasserstoffdrock bannen ännert.Dënn Metallfolien ginn dacks a Beschleuniger benotzt fir d'gasregioun vum Zil vum Vakuum ze trennen.Dofir ass et néideg d'Energie vum Incident Lithium-Ionstrahl ze erhéijen fir d'Energieverloschter op der Folie ze kompenséieren.D'Zilversammlung beschriwwen am Bericht 35 bestoung aus engem Aluminiumbehälter 3,5 cm laang mat engem H2 Gasdrock vun 1,5 atm.Den 16,75 MeV Lithium-Ionstrahl trëtt an d'Batterie duerch d'loftgekillt 2,7 µm Ta-Folie an, an d'Energie vum Lithium-Ionstrahl um Enn vun der Batterie gëtt op d'Reaktiounsschwell ofgeschwächt.Fir d'Straalenergie vu Lithium-Ion-Batterien vu 14,0 MeV op 16,75 MeV ze erhéijen, huet den IH-Linac missen ëm ongeféier 30 cm verlängert ginn.
D'Emissioun vun Neutronen aus Gaszellziler gouf och studéiert.Fir déi genannte LICORNE Gasziler weisen GEANT436 Simulatioune datt héich orientéiert Neutronen am Kegel generéiert ginn, wéi an der Figur 1 an [37].Referenz 35 weist d'Energieberäich vun 0,7 bis 3,0 MeV mat enger maximaler Kegelöffnung vun 19,5° relativ zu der Ausbreedungsrichtung vum Haaptstrahl.Héich orientéiert Neutrone kënnen d'Quantitéit u Schirmmaterial an de meeschte Winkelen wesentlech reduzéieren, d'Gewiicht vun der Struktur reduzéieren a méi Flexibilitéit bei der Installatioun vu Miessausrüstung ubidden.Aus der Siicht vum Strahlungsschutz, nieft Neutronen, emittéiert dëst Gasziel 478 keV Gammastrahlen isotrop am Zentroid Koordinatesystem38.Dës γ-Strahlen ginn als Resultat vum 7Be Zerfall an 7Li Deexcitation produzéiert, wat geschitt wann de primäre Li-Strahlen d'Inputfenster Ta trefft.Wéi och ëmmer, andeems en décke 35 Pb / Cu zylindresche Kollimator derbäigesat gëtt, kann den Hannergrond wesentlech reduzéiert ginn.
Als Alternativ Zil kann een eng Plasma Fënster benotzen [39, 40], déi mécht et méiglech eng relativ héich Wasserstoff Drock an eng kleng raimlech Regioun vun Neutronen Generatioun ze erreechen, obwuel et schlëmmen ze zolidd Ziler ass.
Mir ënnersichen Neutronekonversiounszileroptioune fir déi erwaart Energieverdeelung a Strahlgréisst vun engem Lithium-Ionstrahl mat GEANT4.Eis Simulatioune weisen eng konsequent Verdeelung vun Neutronenenergie a Wénkelverdeelungen fir Waasserstoffziler an der uewe genannter Literatur.An all Zilsystem kënnen héich orientéiert Neutrone produzéiert ginn duerch eng invers kinematesch Reaktioun gedriwwe vun engem staarken 7Li3+ Strahl op engem Waasserstoffräich Zil.Dofir kënnen nei Neutronequellen ëmgesat ginn andeems scho existent Technologien kombinéiert ginn.
D'Laserbestrahlungsbedéngungen reproduzéiert Ionestrahl Generatioun Experimenter virun der beschleunegter Demonstratioun.De Laser ass en Desktop Nanosecond Nd:YAG System mat enger Laserkraaftdicht vun 1012 W/cm2, enger fundamentaler Wellelängt vun 1064 nm, enger Plazenergie vun 800 mJ, an enger Pulsdauer vu 6 ns.Den Duerchmiesser vum Punkt um Zil gëtt op 100 µm geschat.Well Lithiummetall (Alfa Aesar, 99,9% reng) zimlech mëll ass, gëtt dat präzis geschniddene Material an d'Schimmel gedréckt.Folie Dimensiounen 25 mm × 25 mm, deck 0,6 mm.Krater-ähnlechen Schued geschitt op der Uewerfläch vum Zil wann e Laser et trefft, sou datt d'Zil vun enger motoriséierter Plattform geréckelt gëtt fir e frëschen Deel vun der Ziloberfläch mat all Laserschoss ze bidden.Fir Rekombinatioun duerch Reschtgas ze vermeiden, gouf den Drock an der Chamber ënner dem Beräich vun 10-4 Pa gehal.
Den initialen Volume vum Laserplasma ass kleng, well d'Gréisst vum Laserfleck 100 μm ass a bannent 6 ns no senger Generatioun.De Volume kann als genee Punkt geholl an erweidert ginn.Wann den Detektor op enger Distanz xm vun der Ziloberfläche plazéiert ass, hält dat empfangent Signal d'Relatioun: Ionstroum I, Ionankunftszäit t, an Pulsbreed τ.
De generéierte Plasma gouf mat der TOF-Methode mat FC an engem Energieionanalysator (EIA) studéiert, deen op enger Distanz vun 2,4 m an 3,85 m vum Laserziel läit.Den FC huet en Ënnerdréckergitter, deen duerch -5 kV biaséiert ass fir Elektronen ze vermeiden.D'EIA huet en 90 Grad elektrostatesche Deflektor besteet aus zwee koaxialen Metallzylindresche Elektroden mat der selwechter Spannung awer entgéintgesate Polaritéit, positiv no baussen an negativ no bannen.Den erweiderten Plasma gëtt an den Deflektor hannert dem Schlitz geleet an ofgeleet vum elektresche Feld, deen duerch den Zylinder passéiert.Ionen, déi d'Relatioun E/z = eKU erfëllen, ginn mat engem Secondary Electron Multiplier (SEM) (Hamamatsu R2362) festgestallt, wou E, z, e, K, an U d'Ionenergie sinn, Ladungszoustand a Ladung sinn EIA geometresch Faktoren. .Elektronen, respektiv, an de Potenzial Ënnerscheed tëscht den Elektroden.Duerch d'Verännerung vun der Spannung iwwer den Deflektor kann een d'Energie- a Ladungsverdeelung vun Ionen am Plasma kréien.D'Sweep Spannung U/2 EIA läit am Beräich vun 0,2 V bis 800 V, wat zu enger Ionenergie am Beräich vu 4 eV bis 16 keV pro Ladungszoustand entsprécht.
D'Verdeelunge vum Ladungszoustand vun den Ionen, déi ënner de Bedéngungen vun der Laserbestralung analyséiert goufen, déi an der Rubrik "Generatioun vu voll gestreifte Lithiumstrahlen" beschriwwe ginn, ginn an der Fig.8.
Analyse vun der Verdeelung vum Ladungszoustand vun Ionen.Hei ass den Ionstroumdicht Zäitprofil analyséiert mat EIA a skaléiert op 1 m vun der Lithiumfolie mat der Equatioun.(1) an (2).Benotzt d'Laserbestrahlungsbedéngungen, déi an der Rubrik "Generatioun vun engem komplett exfoliéierte Lithiumstrahl" beschriwwe ginn.Duerch d'Integratioun vun all aktueller Dicht gouf den Undeel vun Ionen am Plasma berechent, an der Figur 3 gewisen.
Laser Ion Quellen kënnen en intensiven Multi-mA Ionenstrahl mat enger héijer Ladung liwweren.Wéi och ëmmer, d'Liwwerung vun de Strahlen ass ganz schwéier wéinst der Oflehnung vun der Raumladung, sou datt et net vill benotzt gouf.Am traditionelle Schema ginn Ionestrahlen aus dem Plasma extrahéiert an an de primäre Beschleuniger laanscht eng Strahllinn mat verschiddene Fokusmagnete transportéiert fir den Ionestrahl no der Pickupkapazitéit vum Beschleuniger ze formen.Bei Raumladungskraaftstrahlen divergen d'Trägeren net-linear, a besonnesch an der Géigend vu niddrege Geschwindegkeete gi seriéis Strahlverloschter observéiert.Fir dëse Problem an der Entwécklung vu medizinesche Kuelestoffbeschleuniger ze iwwerwannen, gëtt en neit DPIS41 Beam Liwwerungsschema proposéiert.Mir hunn dës Technik applizéiert fir e mächtege Lithium-Ionstrahl vun enger neier Neutronequell ze beschleunegen.
Wéi an der Fig.4, ass de Raum, an deem de Plasma generéiert an ausgebaut gëtt, vun engem Metallbehälter ëmginn.Den zouene Raum erstreckt sech op d'Entrée vum RFQ Resonator, och de Volume an der Solenoidspiral.Eng Spannung vun 52 kV gouf op de Container ugewannt.Am RFQ Resonator ginn d'Ionen duerch Potenzial duerch e 6 mm Duerchmiesser Lach gezunn andeems de RFQ gegrënnt gëtt.Déi net-linear repulsiv Kräften op der Strahllinn ginn eliminéiert wéi d'Ionen am Plasmazoustand transportéiert ginn.Zousätzlech, wéi uewen erwähnt, hu mir e Solenoidfeld a Kombinatioun mat DPIS applizéiert fir d'Dicht vun Ionen an der Extraktiounsöffnung ze kontrolléieren an ze erhéijen.
De RFQ Beschleuniger besteet aus enger zylindrescher Vakuumkammer wéi an der Fig.9a vun.Dobannen sinn véier Stäben aus Sauerstofffräie Kupfer quadrupol-symmetresch ëm d'Strahachs plazéiert (Fig. 9b).4 Staangen a Kammer bilden e resonanten RF Circuit.D'induzéiert RF Feld erstellt eng Zäit-variéierend Spannung iwwer d'Staang.Ionen, déi longitudinell ëm d'Achs implantéiert sinn, ginn lateral vum Quadrupolfeld gehal.Zur selwechter Zäit gëtt den Tipp vun der Staang moduléiert fir en axialt elektrescht Feld ze kreéieren.D'axial Feld splitt den injizéierte kontinuéierleche Strahl an eng Serie vu Strahlimpulsen, déi e Strahl genannt ginn.All Strahl ass bannent enger bestëmmter RF-Zykluszäit (10 ns) enthale.Nopesch Trägere sinn opgedeelt no der Radiofrequenzperiod.Am RFQ Linac gëtt en 2 µs Strahl vun enger Laserionquell an eng Sequenz vun 200 Strahlen ëmgewandelt.De Strahl gëtt dann op déi berechent Energie beschleunegt.
Linear Beschleuniger RFQ.(a) (lénks) Bausse Vue vun der RFQ linac Chamber.(b) (riets) Véier-Staang Elektroden an der Chamber.
D'Haaptgestaltungsparameter vum RFQ Linac sinn d'Staangspannung, d'Resonanzfrequenz, d'Strahlungsradius an d'Elektrodenmodulatioun.Wielt d'Spannung op der Staang ± 29 kV sou datt säin elektrescht Feld ënner der elektrescher Decompteschwell ass.Wat méi niddereg d'Resonanzfrequenz ass, wat méi grouss ass d'lateral Fokuskraaft an wat méi kleng ass d'Duerchschnëttsbeschleunegungsfeld.Grouss Ouverture Radie maachen et méiglech d'Strahlengréisst ze vergréisseren an doduerch de Strahlstroum ze erhéijen wéinst der méi klenger Raumladungsrepulsioun.Op der anerer Säit, méi grouss Ouverture Radie erfuerderen méi RF Kraaft fir den RFQ Linac ze kreéieren.Zousätzlech ass et limitéiert duerch d'Qualitéitsufuerderunge vum Site.Baséierend op dës Gläichgewiicht goufen d'Resonanzfrequenz (100 MHz) an d'Aperturradius (4,5 mm) fir d'Héichstroumstrahlbeschleunegung gewielt.D'Modulatioun gëtt gewielt fir de Strahlverloscht ze minimiséieren an d'Beschleunigungseffizienz ze maximéieren.Den Design gouf vill Mol optimiséiert fir en RFQ Linac Design ze produzéieren deen 7Li3+ Ionen op 40 mA vun 22 keV / n op 204 keV / n bannent 2 m beschleunegen kann.D'RF Kraaft gemooss während dem Experiment war 77 kW.
RFQ Linacs kënnen Ione mat engem spezifesche Q / A Beräich beschleunegen.Dofir, wann Dir e Strahl analyséiert, deen um Enn vun engem linearem Beschleuniger gefüttert gëtt, ass et néideg fir Isotopen an aner Substanzen ze berücksichtegen.Zousätzlech kënnen déi gewënschte Ionen, deelweis beschleunegt, awer ënner Beschleunigungsbedéngungen an der Mëtt vum Beschleuniger erofgaange sinn, nach ëmmer lateral Begrenzung treffen a kënnen bis zum Enn transportéiert ginn.Ongewollte Strahlen anescht wéi manipuléiert 7Li3+ Partikele ginn Gëftstoffer genannt.An eisen Experimenter waren 14N6+ an 16O7+ Gëftstoffer vun der gréisster Suerg, well d'Lithiummetallfolie mat Sauerstoff a Stickstoff an der Loft reagéiert.Dës Ionen hunn e Q/A Verhältnis dat mat 7Li3+ beschleunegt ka ginn.Mir benotzen Dipolmagnete fir Trägere vu verschiddene Qualitéit a Qualitéit ze trennen fir Strahlanalyse no der RFQ Linac.
D'Strahlenlinn no der RFQ Linac ass entwéckelt fir de voll beschleunegten 7Li3+ Strahl un den FC nom Dipolmagnéit ze liwweren.-400 V Biaselektroden gi benotzt fir sekundär Elektronen an der Coupe z'ënnerdrécken fir den Ionstrahlstroum genau ze moossen.Mat dëser Optik sinn d'Ionestrajectoiren an Dipole getrennt a fokusséiert op verschiddene Plazen ofhängeg vun der Q/A.Wéinst verschiddene Faktoren wéi Dynamikdiffusioun a Raumladungsofstouss huet de Strahl am Fokus eng gewësse Breet.D'Aart kann nëmme getrennt ginn wann d'Distanz tëscht de Brennpunkte vun den zwou Ionearten méi grouss ass wéi d'Breet.Fir déi héchst méiglech Opléisung ze kréien, gëtt e horizontalen Schlitz an der Géigend vun der Strahl Taille installéiert, wou de Strahl praktesch konzentréiert ass.E Scintillatiounsbildschierm (CsI(Tl) vu Saint-Gobain, 40 mm × 40 mm × 3 mm) gouf tëscht dem Schlitz an dem PC installéiert.De Scintillator gouf benotzt fir de klengste Schlitz ze bestëmmen, deen d'entworf Partikele fir eng optimal Opléisung musse passéieren an fir akzeptabel Strahlgréissten fir héichstroum schwéier Ionestrahlen ze demonstréieren.D'Straalbild um Scintillator gëtt vun enger CCD Kamera duerch eng Vakuumfenster opgeholl.Ajustéiert d'Beliichtungszäitfenster fir déi ganz Strahlpulsbreed ze decken.
Datesets benotzt oder analyséiert an der aktueller Etude sinn vun den jeweilegen Autoren op raisonnabel Ufro verfügbar.
Manke, I. et al.Dräidimensional Imaging vu magnetesche Beräicher.National Gemeng.1, 125. https://doi.org/10.1038/ncomms1125 (2010).
Anderson, IS et al.Méiglechkeete fir kompakt Neutronequellen bei Beschleuniger ze studéieren.Physik.Rep 654, 1-58.https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.07.007 (2016).
Urchuoli, A. et al.Neutron-baséiert Computer-Mikrotomographie: Pliobates cataloniae a Barberapithecus huerzeleri als Testfäll.Jo.J. Physik.anthropologie.166, 987-993.https://doi.org/10.1002/ajpa.23467 (2018).

 


Post Zäit: Mar-08-2023