'

Об интерпретации результатов Доплеровской спектроскопии атомарных пучков

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Об интерпретации результатов Доплеровской спектроскопии атомарных пучков С.В. Полосаткин Семинар плазменных лабораторий ИЯФ СО РАН, Новосибирск 11 сентября 2012 г


Слайд 1

Атомарные пучки содержат компоненты частиц с дробными энергиями (E/2, E/3, E/18) Для определения компонентного состава атомарных пучков используется спектроскопия Доплеровски смещенных линий атомов водорода Доплеровская спектроскопия атомарных пучков Ионный источник H+, H2+, H3+ Нейтрализатор H(E), H(E/2), H(E/3) H+(E), H+(E/2), H+(E/3) Магнит- сепаратор H+(E) H+(E/2) H+(E/3) H(E) H(E/2) H(E/3) H*(E) H*(E/2) H*(E/3) Инжекционный тракт Длина волны, нм E E/2 E/3 E/18 Ha


Слайд 2

Относительное содержание различных компонент определяется по соотношению интенсивностей смещенных линий Ha Атомарный пучок “с магнитом” Смешанный пучок “без магнита” h - концентрации соответствующих ионов на выходе из ионного источника (“на сетке”) Ik – интенсивности смещенных линий Ha f0, f+ – коэффициенты конверсии в нейтрализаторе sHa0, sHa+ - эффективные сечения генерации Ha атомами и ионами R. Uhlemann, R. S. Hemsworth, G. Wang, and H. Euringer, Rev. Sci. Instrum. 64, 974 (1993) Доплеровская спектроскопия атомарных пучков


Слайд 3

Как найти сечение генерации Ha? s3s ………. 1 s3p………0.12 s3d………...1 Излучательные переходы в атоме водорода


Слайд 4

Как найти сечение генерации Ha? Учет распределения заселенностей внутри тонкой структуры уровня необходим, если выполняются следующие условия: Сечения возбуждения s3s, s3p, s3d имеют разные энергетические зависимости Есть переходы между подуровнями тонкой структуры


Слайд 5

Переходы между подуровнями Столкновения, приводящие к переходам между подуровнями, должны обладать необычными свойствами -Большое сечение (больше 10-13 см2) -Малая энергия взаимодействия (10-6 эВ) Электрическое поле, необходимое для перехода между подуровнями


Слайд 6

Столкновения с кулоновскими центрами Требуемая концентрация может достигаться за счет обдирки атомов пучка или ионизации остаточного газа Переходы между подуровнями (50 кэВ) Столкновения с полярными молекулами Столкновения с полярными молекулами примесей могут приводить к переходам между подуровнями тонкой структуры P=3*10-5 Па


Слайд 7

Динамический эффект Штарка Зависимость времени жизни подуровней от магнитного поля Переходы между подуровнями E L Foley and F M Levinton “A collisional-radiative model including sublevel parameters (CRISP) for H-alpha radiation” J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 39 (2006) 443–453


Слайд 8

Модели заселенности подуровней Корональное равновесие Термодинамическое равновесие Столкновительно-излучательное равновесие


Слайд 9

Сечения возбуждения атома водорода ORNL-6086 C. Barnett “Atomic Data for Fusion. Volume 1: Collisions of H, H2, He, and Li atoms and ions with atoms and molecules”, ORNL-6086/VI report (1990)


Слайд 10

Сечения возбуждения атома водорода ORNL-6086 C. Barnett “Atomic Data for Fusion. Volume 1: Collisions of H, H2, He, and Li atoms and ions with atoms and molecules”, ORNL-6086/VI report (1990) I. Williams, J. Geddes, and H. Gilbody “Balmer alpha emission in collisions of H, H+, H-2(+) and H-3(+) with h-2”, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 15 , 1377 (1982) R. Hughes, H. Peterfish, and H. Kisner “Excitation of H atoms to the n=3 states by the impact of 10- to 35-keV ground-state atoms on He, Ne, Ar, H2, O2, and N2”, Phys.Rev.A, 5, 2103 (1972)


Слайд 11

Сечения возбуждения атома водорода Для расчетов принято


Слайд 12

Коэффициенты Доплеровской спектроскопии


Слайд 13

Экспериментальное наблюдение смешивания заселенностей Сравнение интенсивностей линий в атомарном и смешанном пучках


Слайд 14

Экспериментальное наблюдение смешивания заселенностей Сравнение интенсивностей линий в атомарном и смешанном пучках


Слайд 15

Зависимость от эффективной толщины мишени nl1 nl2 nl1=1.1x1016cm-2 nl1+nl2=1.6x1016cm-2 nl1=0.6.x1016cm-2 nl1+nl2=1.1x1016cm-2


Слайд 16

Зависимость от эффективной толщины мишени nl1 nl2 nl1=0.27x1016cm-2 nl1+nl2=0.77x1016cm-2 nl1=0.16x1016cm-2 nl1+nl2=0.66x1016cm-2


Слайд 17

Заключение Эффекты смешивания заселенностей подуровней тонкой структуры могут влиять на точность определения компонентного состава атомарных пучков Смешивание заселенностей может быть экспериментально обнаружено по соотношению интенсивностей линий в атомарном и смешанном пучках


Слайд 18

EXC H [G], H [G] --> H [3s] EXC H [G], H [G] --> H [3p] 3 EXC H [G], H [G] --> H [3d] 4 EXC H [G], H2 --> H [3s] H2 5 EXC H [G], H2 --> H [3p+3d], H2 Сечения возбуждения при столкновениях с атомами и молекулами


×

HTML:





Ссылка: