Об интерпретации результатов Доплеровской спектроскопии атомарных пучков презентация

Содержание

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

Слайд 1Об интерпретации результатов
Доплеровской спектроскопии
атомарных пучков
С.В. Полосаткин
Семинар плазменных лабораторий ИЯФ

СО РАН, Новосибирск 11 сентября 2012 г

Слайд 2Атомарные 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



Слайд 3

Относительное содержание различных компонент определяется по соотношению интенсивностей смещенных линий Hα
Атомарный

пучок
“с магнитом”

Смешанный пучок
“без магнита”


η − концентрации соответствующих ионов на выходе из ионного источника (“на сетке”)
Ik – интенсивности смещенных линий Hα
f0, f+ – коэффициенты конверсии в нейтрализаторе
σΗα0, σΗα+ - эффективные сечения генерации Hα атомами и ионами

R. Uhlemann, R. S. Hemsworth, G. Wang, and H. Euringer, Rev. Sci. Instrum. 64, 974 (1993)

Доплеровская спектроскопия атомарных пучков


Слайд 4


Как найти сечение генерации Hα?
σ3s ………. 1
σ3p………0.12
σ3d………...1
Излучательные переходы в атоме водорода


Слайд 5Как найти сечение генерации Hα?
Учет распределения заселенностей внутри тонкой структуры уровня

необходим, если выполняются следующие условия:

Сечения возбуждения σ3s, σ3p, σ3d имеют разные энергетические зависимости
Есть переходы между подуровнями тонкой структуры

Слайд 6Переходы 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 7

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 8Динамический 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 9Модели заселенности подуровней
Корональное равновесие
Термодинамическое равновесие
Столкновительно-излучательное равновесие


Слайд 10Сечения 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 11Сечения 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 12Сечения возбуждения атома водорода

Для расчетов принято


Слайд 13Коэффициенты Доплеровской спектроскопии


Слайд 14Экспериментальное наблюдение смешивания заселенностей

Сравнение интенсивностей линий в атомарном и смешанном пучках


Слайд 15Экспериментальное наблюдение смешивания заселенностей

Сравнение интенсивностей линий в атомарном и смешанном пучках


Слайд 16



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 17



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 18Заключение

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 19EXC 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


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика