Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Naggamit ka usa ka bersyon sa browser nga adunay limitado nga suporta sa CSS.Alang sa labing kaayo nga kasinatian, among girekomenda nga mogamit ka usa ka bag-ong browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Dugang pa, aron masiguro ang padayon nga suporta, gipakita namon ang site nga wala’y mga istilo ug JavaScript.
Ang mga slider nga nagpakita sa tulo ka mga artikulo matag slide.Gamita ang likod ug sunod nga mga buton sa paglihok sa mga slide, o ang slide controller nga mga buton sa katapusan aron sa paglihok sa matag slide.
STAINLESS STEEL COIL TUBE STANDARD SPECIFICATION
304L 6.35 * 1mm Stainless steel coiled tubing suppliers
Estandard | ASTM A213 (Average Wall) ug ASTM A269 |
Stainless Steel Coil Tubing Sa gawas Diameter | 1/16" hangtod sa 3/4" |
Stainless Steel Coil Tube Gibag-on | .010″ Pinaagi sa .083” |
Mga Grado sa Stainless Steel Coil Tubes | SS 201, SS 202, SS 304, SS 304L, SS 309, SS 310, SS 316, SS 316L, SS 317L, SS 321, SS 347, SS 904L |
Gidak-on sa Rnage | 5/16, 3/4, 3/8, 1-1/2, 1/8, 5/8, 1/4, 7/8, 1/2, 1, 3/16 pulgada |
Katig-a | Micro ug Rockwell |
Pagkamatugtanon | D4/T4 |
Kusog | Pagbuto ug Tensile |
STAINLESS STEEL COIL TUBING KATUBANG GRADE
STANDARD | WERKSTOFF NR. | UNS | JIS | BS | GOST | AFNOR | EN |
---|---|---|---|---|---|---|---|
SS 304 | 1.4301 | S30400 | SUS 304 | 304S31 | 08Х18Н10 | 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 COMPOSITION
Grado | 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 | 0.10 max | 19.00 21.00 | 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 | 3.00 4.00 | 11.00 15.00 | 57.89 ka min | |||
SS 321 Coil Tube | 0.08 max | 2.0 max | 1.0 max | 0.045 max | 0.030 max | 17.00 19.00 | 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 | 9.0013.00 | |||||
SS 904L Coil Tube | min. | 19.0 | 4.00 | 23.00 | 0.10 | |||||||
max. | 0.20 | 2.00 | 1.00 | 0.045 | 0.035 | 23.0 | 5.00 | 28.00 | 0.25 |
STAINLESS STEEL COIL MECHANICAL PROPERTIES
Grado | Densidad | Punto sa Pagkatunaw | Kusog nga Tensile | Kalig-on sa Abot (0.2% Offset) | Elongation |
---|---|---|---|---|---|
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% |
Isip alternatibo sa pagtuon sa mga nukleyar nga reaktor, ang usa ka compact accelerator-driven neutron generator gamit ang lithium-ion beam driver mahimong usa ka maayong kandidato tungod kay kini nagpatunghag gamay nga dili gusto nga radiation.Bisan pa, lisud ang paghatud sa usa ka grabe nga sinag sa mga lithium ions, ug ang praktikal nga aplikasyon sa ingon nga mga aparato giisip nga imposible.Ang labing grabe nga problema sa dili igo nga pag-agos sa ion nasulbad pinaagi sa paggamit sa usa ka direkta nga pamaagi sa pag-implant sa plasma.Niini nga laraw, ang usa ka high-density pulsed plasma nga namugna pinaagi sa laser ablation sa usa ka lithium metal foil maayo nga gi-injected ug gipadali sa usa ka high-frequency quadrupole accelerator (RFQ accelerator).Nakab-ot namo ang usa ka peak beam nga kasamtangan nga 35 mA nga gipadali ngadto sa 1.43 MeV, nga duha ka order sa magnitude nga mas taas kay sa conventional injector ug accelerator system nga mahatag.
Dili sama sa X-ray o charged particles, ang mga neutron adunay dako nga penetration depth ug talagsaon nga interaksyon sa condensed matter, nga naghimo kanila nga hilabihan ka versatile probes alang sa pagtuon sa mga kabtangan sa mga materyales1,2,3,4,5,6,7.Sa partikular, ang mga teknik sa pagsabwag sa neutron kasagarang gigamit sa pagtuon sa komposisyon, istruktura, ug internal nga kapit-os sa gipamub-an nga butang ug makahatag ug detalyadong impormasyon sa pagsubay sa mga compound sa metal nga mga haluang metal nga lisod makit-an gamit ang X-ray spectroscopy8.Kini nga pamaagi giisip nga usa ka gamhanan nga himan sa batakang siyensiya ug gigamit sa mga tiggama sa mga metal ug uban pang mga materyales.Bag-ohay lang, gigamit ang neutron diffraction aron mahibal-an ang nahabilin nga mga stress sa mekanikal nga mga sangkap sama sa mga bahin sa riles ug ayroplano9,10,11,12.Ang mga neutron gigamit usab sa mga atabay sa lana ug gas tungod kay kini dali nga makuha sa mga materyales nga puno sa proton13.Ang susamang mga pamaagi gigamit usab sa civil engineering.Ang dili makadaot nga pagsulay sa neutron usa ka epektibo nga himan alang sa pag-ila sa mga tinago nga sayup sa mga bilding, tunnel ug tulay.Ang paggamit sa mga neutron beam aktibong gigamit sa siyentipikong panukiduki ug industriya, nga kadaghanan niini sa kasaysayan naugmad gamit ang nukleyar nga mga reaktor.
Bisan pa, uban sa global consensus sa nukleyar nga dili pagdaghan, ang pagtukod og gagmay nga mga reaktor alang sa mga katuyoan sa panukiduki nahimong labi ka lisud.Dugang pa, ang bag-o lang nga aksidente sa Fukushima naghimo sa pagtukod og mga nukleyar nga reaktor nga halos madawat sa katilingban.May kalabotan sa kini nga uso, ang panginahanglan alang sa mga gigikanan sa neutron sa mga accelerator nagkadako2.Isip alternatibo sa mga nukleyar nga reaktor, daghang dagkong accelerator-splitting neutron nga mga tinubdan ang naglihok na14,15.Bisan pa, alang sa usa ka labi ka episyente nga paggamit sa mga kabtangan sa mga neutron beam, kinahanglan nga palapdan ang paggamit sa mga compact nga gigikanan sa mga accelerator, 16 nga mahimong iya sa mga institusyon sa panukiduki sa industriya ug unibersidad.Ang mga tinubdan sa neutron sa Accelerator midugang og bag-ong mga kapabilidad ug mga gimbuhaton dugang pa sa pagsilbi isip puli sa mga nukleyar nga reaktor14.Pananglitan, ang usa ka linac-driven generator dali nga makahimo og usa ka sapa sa mga neutron pinaagi sa pagmaniobra sa drive beam.Sa higayon nga mabuga, ang mga neutron lisod kontrolahon ug ang mga sukod sa radyasyon lisod analisahon tungod sa kasaba nga gihimo sa mga neutron sa background.Ang mga pulsed neutron nga kontrolado sa usa ka accelerator makalikay niini nga problema.Daghang mga proyekto nga gibase sa teknolohiya sa proton accelerator ang gisugyot sa tibuuk kalibutan17,18,19.Ang mga reaksyon nga 7Li(p, n)7Be ug 9Be(p, n)9B kasagarang gigamit sa mga proton-driven nga compact neutron generators tungod kay sila mga endothermic nga reaksyon20.Ang sobra nga radiation ug radioactive nga basura mahimong maminusan kung ang enerhiya nga gipili aron mapukaw ang proton beam labi ka gamay sa kantidad sa threshold.Bisan pa, ang masa sa target nga nucleus labi ka dako kaysa sa mga proton, ug ang sangputanan nga mga neutron nagkatag sa tanan nga direksyon.Ang ingon nga duol sa isotropic nga pagpagawas sa usa ka neutron flux nagpugong sa episyente nga pagdala sa mga neutron sa butang nga gitun-an.Dugang pa, aron makuha ang gikinahanglan nga dosis sa mga neutron sa nahimutangan sa butang, gikinahanglan nga madugangan ang gidaghanon sa mga nagalihok nga proton ug ang ilang kusog.Ingon usa ka sangputanan, daghang mga dosis sa gamma rays ug neutrons mokaylap pinaagi sa dagkong mga anggulo, nga makaguba sa bentaha sa mga endothermic nga reaksyon.Ang usa ka tipikal nga accelerator-driven compact proton-based neutron generator adunay lig-on nga radiation shielding ug mao ang kinadaghanang bahin sa sistema.Ang panginahanglan nga madugangan ang kusog sa pagmaneho sa mga proton kasagarang nanginahanglan dugang nga pagdugang sa gidak-on sa pasilidad sa accelerator.
Aron mabuntog ang kinatibuk-ang mga kakulangan sa naandan nga compact neutron nga mga tinubdan sa mga accelerators, usa ka inversion-kinematic reaction scheme ang gisugyot21.Niini nga laraw, usa ka mas bug-at nga lithium-ion beam ang gigamit isip guide beam imbes nga proton beam, nga nagtumong sa hydrogen-rich nga mga materyales sama sa hydrocarbon plastics, hydrides, hydrogen gas, o hydrogen plasma.Gikonsiderar ang mga alternatibo, sama sa beryllium ion-driven beam, bisan pa, ang beryllium usa ka makahilo nga substansiya nga nanginahanglan espesyal nga pag-atiman sa pagdumala.Busa, ang lithium beam mao ang labing angay alang sa inversion-kinematic reaction schemes.Tungod kay ang momentum sa lithium nuclei mas dako kay sa mga proton, ang sentro sa masa sa nukleyar nga pagbangga kanunay nga nagpadayon sa unahan, ug ang mga neutron gipagawas usab sa unahan.Kini nga feature nagwagtang sa dili gusto nga gamma rays ug high angle neutron emissions22.Ang pagtandi sa naandan nga kaso sa usa ka proton engine ug ang inverse kinematics scenario gipakita sa Figure 1.
Ilustrasyon sa mga anggulo sa produksiyon sa neutron para sa proton ug lithium beam (gidrowing gamit ang Adobe Illustrator CS5, 15.1.0, https://www.adobe.com/products/illustrator.html).(a) Ang mga neutron mahimong ma-ejected sa bisan unsang direksyon isip resulta sa reaksyon tungod sa kamatuoran nga ang naglihok nga mga proton naigo sa mas bug-at nga mga atomo sa target sa lithium.(b) Sa laing bahin, kung ang drayber sa lithium-ion mobomba sa usa ka target nga puno sa hydrogen, ang mga neutron mamugna sa usa ka pig-ot nga kono sa direksyon sa unahan tungod sa taas nga tulin sa sentro sa masa sa sistema.
Bisan pa, pipila lamang ka inverse kinematic neutron generators ang anaa tungod sa kalisud sa pagmugna sa gikinahanglan nga flux sa bug-at nga mga ion nga adunay taas nga bayad kon itandi sa mga proton.Ang tanan niini nga mga tanum naggamit sa negatibo nga mga gigikanan sa sputter ion inubanan sa mga tandem electrostatic accelerators.Ang ubang mga matang sa mga tinubdan sa ion gisugyot aron madugangan ang kahusayan sa pagpadali sa sinag26.Sa bisan unsang kaso, ang anaa nga lithium-ion beam nga kasamtangan limitado sa 100 μA.Gisugyot nga gamiton ang 1 mA sa Li3 + 27, apan kini nga ion beam nga kasamtangan wala gipamatud-an niini nga pamaagi.Sa mga termino sa intensity, ang lithium beam accelerators dili makigkompetensya sa proton beam accelerators kansang peak proton current milapas sa 10 mA28.
Aron ipatuman ang usa ka praktikal nga compact neutron generator nga gibase sa usa ka lithium-ion beam, mas maayo nga makamugna og high-intensity nga hingpit nga wala’y mga ion.Ang mga ion gipaspasan ug gigiyahan sa mga electromagnetic nga pwersa, ug ang mas taas nga lebel sa singil moresulta sa mas episyente nga pagpatulin.Ang mga drayber sa Li-ion beam nanginahanglan Li3+ peak nga mga sulog nga sobra sa 10 mA.
Sa kini nga trabaho, gipakita namon ang pagpadali sa Li3 + beam nga adunay peak nga mga sulog hangtod sa 35 mA, nga ikatandi sa mga advanced nga proton accelerators.Ang orihinal nga lithium ion beam gimugna gamit ang laser ablation ug usa ka Direct Plasma Implantation Scheme (DPIS) nga orihinal nga naugmad aron mapadali ang C6+.Usa ka custom-designed radio frequency quadrupole linac (RFQ linac) gihimo gamit ang usa ka four-rod resonant structure.Among gipamatud-an nga ang accelerating beam adunay kalkulado nga high purity beam energy.Kung ang Li3 + beam epektibo nga nakuha ug gipaspasan sa radio frequency (RF) accelerator, ang sunod nga linac (accelerator) nga seksyon gigamit aron mahatagan ang kusog nga gikinahanglan aron makamugna usa ka kusog nga neutron flux gikan sa target.
Ang pagpadali sa mga high-performance ion usa ka maayo nga natukod nga teknolohiya.Ang nahabilin nga tahas sa pagkaamgo sa usa ka bag-o nga labi ka episyente nga compact neutron generator mao ang pagmugna og daghang gidaghanon sa hingpit nga gihubo nga mga lithium ions ug pagporma sa usa ka istruktura sa cluster nga gilangkuban sa usa ka serye sa mga pulso sa ion nga gi-synchronize sa siklo sa RF sa accelerator.Ang mga resulta sa mga eksperimento nga gidisenyo aron makab-ot kini nga tumong gihulagway sa mosunod nga tulo ka subseksyon: (1) henerasyon sa usa ka bug-os nga walay lithium-ion beam, (2) beam acceleration gamit ang usa ka espesyal nga gidisenyo RFQ linac, ug (3) acceleration sa pagtuki sa sagbayan aron masusi ang sulod niini.Sa Brookhaven National Laboratory (BNL), among gitukod ang experimental setup nga gipakita sa Figure 2.
Overview sa experimental setup para sa accelerated analysis sa lithium beams (ilustrar sa Inkscape, 1.0.2, https://inkscape.org/).Gikan sa tuo ngadto sa wala, ang laser-ablative plasma namugna sa laser-target interaction chamber ug gihatud ngadto sa RFQ linac.Sa pagsulod sa RFQ accelerator, ang mga ions gibulag gikan sa plasma ug gi-injected sa RFQ accelerator pinaagi sa usa ka kalit nga electric field nga gihimo sa usa ka 52 kV boltahe nga kalainan tali sa extraction electrode ug sa RFQ electrode sa drift region.Ang gikuha nga mga ion gipaspasan gikan sa 22 keV/n ngadto sa 204 keV/n gamit ang 2 metros nga taas nga RFQ electrodes.Ang kasamtangan nga transformer (CT) nga gitaod sa output sa RFQ linac naghatag og dili makadaot nga pagsukod sa ion beam nga kasamtangan.Ang sagbayan gipunting sa tulo ka quadrupole magnet ug gitumong sa usa ka dipole magnet, nga nagbulag ug nagdumala sa Li3 + beam ngadto sa detector.Sa luyo sa slit, gigamit ang usa ka retractable plastic scintillator ug usa ka Faraday cup (FC) nga adunay bias hangtod sa -400 V aron mahibal-an ang paspas nga beam.
Aron makamugna og hingpit nga ionized lithium ions (Li3+), gikinahanglan ang paghimo og plasma nga adunay temperatura nga labaw sa ikatulo nga ionization energy (122.4 eV).Gisulayan namon ang paggamit sa laser ablation aron makahimo og taas nga temperatura nga plasma.Kini nga matang sa tinubdan sa laser ion dili kasagarang gigamit sa pagmugna og mga lithium ion beam tungod kay ang lithium metal reaktibo ug nagkinahanglan og espesyal nga pagdumala.Naghimo kami usa ka target nga sistema sa pagkarga aron maminusan ang kaumog ug kontaminasyon sa hangin kung nag-instalar sa lithium foil sa vacuum laser interaction chamber.Ang tanan nga mga pag-andam sa mga materyales gihimo sa usa ka kontrolado nga palibot sa uga nga argon.Human ma-install ang lithium foil sa laser target chamber, ang foil gi-irradiated sa pulsed Nd:YAG laser radiation sa enerhiya nga 800 mJ kada pulso.Sa pagtutok sa target, ang laser power density gibanabana nga mga 1012 W/cm2.Ang plasma gihimo kung ang usa ka pulsed laser makaguba sa usa ka target sa usa ka vacuum.Atol sa tibuok 6 ns laser pulse, ang plasma nagpadayon sa pagpainit, nag-una tungod sa reverse bremsstrahlung nga proseso.Tungod kay walay pagkupot sa gawas nga natad nga gigamit sa panahon sa pagpainit nga hugna, ang plasma nagsugod sa pagpalapad sa tulo ka dimensyon.Kung ang plasma nagsugod sa pagpalapad sa ibabaw sa target nga nawong, ang sentro sa masa sa plasma nakakuha usa ka tulin nga patindog sa target nga nawong nga adunay kusog nga 600 eV / n.Human sa pagpainit, ang plasma nagpadayon sa paglihok sa axial nga direksyon gikan sa target, pagpalapad sa isotropically.
Ingon sa gipakita sa Figure 2, ang ablation plasma molapad ngadto sa usa ka vacuum volume nga gilibutan sa usa ka metal nga sudlanan nga adunay sama nga potensyal sa target.Sa ingon, ang plasma nag-anod sa wala’y uma nga rehiyon padulong sa RFQ accelerator.Usa ka axial magnetic field ang gipadapat sa taliwala sa laser irradiation chamber ug sa RFQ linac pinaagi sa usa ka solenoid coil nga samad sa palibot sa vacuum chamber.Gipugngan sa magnetic field sa solenoid ang radial nga pagpalapad sa drifting plasma aron mapadayon ang taas nga density sa plasma sa panahon sa paghatud sa RFQ aperture.Sa laing bahin, ang plasma nagpadayon sa pagpalapad sa axial nga direksyon sa panahon sa pag-anod, nga nahimong usa ka elongated plasma.Ang taas nga boltahe nga bias gipadapat sa metal nga sudlanan nga adunay plasma sa atubangan sa exit port sa RFQ inlet.Ang bias nga boltahe gipili aron mahatagan ang gikinahanglan nga 7Li3+ nga rate sa pag-injection para sa hustong pagpatulin sa RFQ linac.
Ang resulta nga ablation plasma naglangkob dili lamang sa 7Li3+, kondili usab lithium sa ubang mga estado sa pag-charge ug mga elemento sa pollutant, nga dungan nga gidala ngadto sa RFQ linear accelerator.Sa wala pa ang gipadali nga mga eksperimento gamit ang RFQ linac, usa ka offline nga time-of-flight (TOF) nga pagtuki gihimo aron tun-an ang komposisyon ug pag-apod-apod sa enerhiya sa mga ion sa plasma.Ang detalyado nga analytical setup ug naobserbahan nga state-of-charge nga mga distribusyon gipatin-aw sa seksyon sa Mga Pamaagi.Ang pag-analisa nagpakita nga ang 7Li3+ ions mao ang nag-unang mga partikulo, nga nagkantidad ug mga 54% sa tanang partikulo, sama sa gipakita sa Fig. 3. Sumala sa pagtuki, ang 7Li3+ ion nga kasamtangan sa ion beam output point gibanabana sa 1.87 mA.Atol sa gipadali nga mga pagsulay, usa ka 79 mT solenoid field ang gipadapat sa nagkalapad nga plasma.Ingon nga resulta, ang 7Li3+ nga kasamtangan nga gikuha gikan sa plasma ug naobserbahan sa detector misaka sa usa ka hinungdan sa 30.
Mga tipik sa mga ion sa plasma nga gihimo sa laser nga nakuha pinaagi sa pagtuki sa oras sa paglupad.Ang 7Li1+ ug 7Li2+ ions naglangkob sa 5% ug 25% sa ion beam, matag usa.Ang nakit-an nga tipik sa 6Li nga mga partikulo nahiuyon sa natural nga sulud sa 6Li (7.6%) sa target sa lithium foil sulod sa eksperimento nga sayup.Ang usa ka gamay nga kontaminasyon sa oxygen (6.2%) naobserbahan, nag-una O1 + (2.1%) ug O2 + (1.5%), nga mahimong tungod sa oksihenasyon sa nawong sa target sa lithium foil.
Sama sa nahisgotan na, ang lithium plasma nag-anod sa usa ka rehiyon nga wala’y uma sa wala pa mosulod sa RFQ linac.Ang input sa RFQ linac adunay 6 mm diameter nga lungag sa usa ka metal nga sudlanan, ug ang bias nga boltahe mao ang 52 kV.Bisan tuod ang RFQ electrode boltahe paspas nga kausaban ± 29 kV sa 100 MHz, ang boltahe hinungdan axial acceleration tungod kay ang RFQ accelerator electrodes adunay usa ka average nga potensyal sa zero.Tungod sa kusog nga electric field nga namugna sa 10 mm nga gintang tali sa aperture ug sa ngilit sa RFQ electrode, ang positibo nga mga plasma ions lamang ang makuha gikan sa plasma sa aperture.Sa tradisyonal nga mga sistema sa paghatod sa ion, ang mga ion gibulag gikan sa plasma pinaagi sa usa ka electric field sa layo nga gilay-on atubangan sa RFQ accelerator ug dayon gipunting sa RFQ aperture pinaagi sa usa ka elemento nga nagpunting sa beam.Bisan pa, alang sa grabe nga bug-at nga mga sagbayan sa ion nga gikinahanglan alang sa usa ka grabe nga gigikanan sa neutron, ang mga non-linear nga repulsive nga pwersa tungod sa mga epekto sa pagsingil sa wanang mahimong mosangput sa hinungdanon nga pagkawala sa karon nga sinag sa sistema sa transportasyon sa ion, nga naglimitahan sa peak nga karon nga mahimong mapadali.Sa among DPIS, ang mga high-intensity ion gidala ingon usa ka drifting plasma direkta sa exit point sa RFQ aperture, mao nga walay pagkawala sa ion beam tungod sa space charge.Atol niini nga demonstrasyon, ang DPIS gipadapat sa usa ka lithium-ion beam sa unang higayon.
Ang istruktura sa RFQ gimugna alang sa pag-focus ug pagpadali sa ubos nga enerhiya nga taas nga kasamtangan nga ion beam ug nahimo nga sumbanan alang sa first order acceleration.Gigamit namo ang RFQ aron mapadali ang 7Li3+ ions gikan sa implant energy nga 22 keV/n ngadto sa 204 keV/n.Bisan kung ang lithium ug uban pang mga partikulo nga adunay gamay nga bayad sa plasma gikuha usab gikan sa plasma ug gi-inject sa RFQ aperture, ang RFQ linac nagpadali lamang sa mga ion nga adunay ratio nga bayad-sa-masa (Q / A) duol sa 7Li3+.
Sa fig.Ang Figure 4 nagpakita sa mga waveform nga nakita sa kasamtangan nga transformer (CT) sa output sa RFQ linac ug sa Faraday cup (FC) human sa pag-analisar sa magnet, sama sa gipakita sa fig.2. Ang pagbalhin sa oras tali sa mga signal mahimong hubaron nga ang kalainan sa oras sa paglupad sa lokasyon sa detector.Ang peak ion nga kasamtangan nga gisukod sa CT mao ang 43 mA.Sa posisyon sa RT, ang rehistradong beam mahimong maglangkob dili lamang sa mga ions nga gipadali sa kalkulado nga enerhiya, kondili usab sa mga ion gawas sa 7Li3+, nga dili igo nga gipadali.Bisan pa, ang pagkaparehas sa mga porma sa karon nga ion nga nakit-an pinaagi sa QD ug PC nagpakita nga ang karon nga ion nag-una nga gilangkoban sa gipadali nga 7Li3 +, ug ang pagkunhod sa peak nga kantidad sa karon sa PC tungod sa pagkawala sa sinag sa panahon sa pagbalhin sa ion tali sa QD ug PC.Mga Kapildihan Gipamatud-an usab kini sa simulation sa sobre.Aron tukma nga sukdon ang 7Li3+ beam nga kasamtangan, ang beam gisusi gamit ang dipole magnet sama sa gihulagway sa sunod nga seksyon.
Ang mga oscillograms sa accelerated beam nga natala sa detector positions CT (black curve) ug FC (red curve).Kini nga mga pagsukod na-trigger sa pagkakita sa laser radiation pinaagi sa usa ka photodetector sa panahon sa paghimo sa laser plasma.Ang itom nga kurba nagpakita sa waveform nga gisukod sa usa ka CT konektado sa RFQ linac output.Tungod sa kaduol niini sa RFQ linac, ang detector mikuha sa 100 MHz RF noise, mao nga ang usa ka 98 MHz low pass FFT filter gipadapat aron makuha ang 100 MHz resonant RF signal nga gipatong sa detection signal.Ang pula nga kurba nagpakita sa waveform sa FC human ang analytical magnet nagdumala sa 7Li3+ ion beam.Niini nga magnetic field, gawas sa 7Li3+, ang N6+ ug O7+ mahimong madala.
Ang ion beam pagkahuman sa RFQ linac gipunting sa usa ka serye sa tulo ka quadrupole nga nagpunting sa mga magnet ug dayon gisusi sa mga dipole magnet aron mahimulag ang mga hugaw sa ion beam.Usa ka magnetic field nga 0.268 T ang nagdumala sa 7Li3+ beams ngadto sa FC.Ang detection waveform niini nga magnetic field gipakita ingon nga pula nga curve sa Figure 4. Ang peak beam current moabot sa 35 mA, nga labaw pa sa 100 ka pilo nga mas taas kay sa usa ka tipikal nga Li3 + beam nga gihimo sa kasamtangan nga conventional electrostatic accelerators.Ang gilapdon sa beam pulse mao ang 2.0 µs sa bug-os nga gilapdon sa tunga sa maximum.Ang pagkakita sa usa ka 7Li3+ beam nga adunay dipole magnetic field nagpaila sa malampuson nga bunching ug beam acceleration.Ang ion beam nga kasamtangan nga nakit-an sa FC sa dihang ang pag-scan sa magnetic field sa dipole gipakita sa Fig. 5. Usa ka limpyo nga single peak ang naobserbahan, maayo nga nahimulag gikan sa ubang mga peak.Tungod kay ang tanan nga mga ion nga gipadali sa disenyo nga enerhiya sa RFQ linac adunay parehas nga katulin, ang mga ion beam nga adunay parehas nga Q / A lisud nga mabulag pinaagi sa dipole magnetic field.Busa, dili nato mailhan ang 7Li3+ gikan sa N6+ o O7+.Bisan pa, ang kantidad sa mga hugaw mahimong mabanabana gikan sa mga silingan nga estado sa bayad.Pananglitan, ang N7+ ug N5+ daling mabulag, samtang ang N6+ mahimong bahin sa kahugawan ug gilauman nga anaa sa halos parehas nga kantidad sa N7+ ug N5+.Ang gibanabana nga lebel sa polusyon mga 2%.
Beam component spectra nga nakuha pinaagi sa pag-scan sa usa ka dipole magnetic field.Ang peak sa 0.268 T katumbas sa 7Li3+ ug N6+.Ang peak width nagdepende sa gidak-on sa beam sa slit.Bisan pa sa lapad nga mga taluktok, ang 7Li3+ maayo nga nagbulag gikan sa 6Li3+, O6+, ug N5+, apan dili maayo nga nagbulag gikan sa O7+ ug N6+.
Sa lokasyon sa FC, ang profile sa beam gipamatud-an sa usa ka plug-in scintillator ug girekord sa usa ka paspas nga digital camera sama sa gipakita sa Figure 6. Ang 7Li3 + pulsed beam nga adunay kasamtangan nga 35 mA gipakita nga gipadali sa usa ka kalkulado nga RFQ kusog sa 204 keV/n, nga katumbas sa 1.4 MeV, ug gipasa sa FC detector.
Ang profile sa beam naobserbahan sa pre-FC scintillator screen (koloran sa Fiji, 2.3.0, https://imagej.net/software/fiji/).Ang magnetic field sa analytical dipole magnet gipunting aron idirekta ang pagpadali sa Li3 + ion beam sa disenyo nga enerhiya RFQ.Ang mga asul nga tuldok sa berde nga lugar tungod sa depekto nga materyal sa scintillator.
Nakab-ot namo ang henerasyon sa 7Li3+ nga mga ion pinaagi sa laser ablation sa nawong sa usa ka solid lithium foil, ug ang usa ka taas nga kasamtangan nga ion beam nakuha ug gipadali sa usa ka espesyal nga gidisenyo nga RFQ linac gamit ang DPIS.Sa usa ka beam energy nga 1.4 MeV, ang peak current sa 7Li3+ nakaabot sa FC human sa pagtuki sa magnet mao ang 35 mA.Kini nagpamatuod nga ang labing importante nga bahin sa pagpatuman sa usa ka neutron tinubdan uban sa inverse kinematics gipatuman eksperimento.Niini nga bahin sa papel, ang tibuok nga disenyo sa usa ka compact neutron source pagahisgotan, lakip na ang high energy accelerators ug neutron target stations.Ang disenyo gibase sa mga resulta nga nakuha sa kasamtangan nga mga sistema sa among laboratoryo.Kinahanglang matikdan nga ang peak current sa ion beam mahimong madugangan pa pinaagi sa pagpamubo sa gilay-on tali sa lithium foil ug sa RFQ linac.bugas.7 naghulagway sa tibuok nga konsepto sa gisugyot nga compact neutron nga tinubdan sa accelerator.
Ang konsepto nga disenyo sa gisugyot nga compact neutron nga tinubdan sa accelerator (gikuha ni Freecad, 0.19, https://www.freecadweb.org/).Gikan sa tuo ngadto sa wala: tinubdan sa laser ion, solenoid magnet, RFQ linac, medium energy beam transfer (MEBT), IH linac, ug interaction chamber alang sa neutron generation.Ang panalipod sa radyasyon gihatag sa panguna sa direksyon sa unahan tungod sa pig-ot nga direksyon nga kinaiya sa gihimo nga neutron beam.
Pagkahuman sa RFQ linac, ang dugang nga pagpadali sa Inter-digital H-structure (IH linac)30 linac giplano.Ang IH linacs naggamit ug π-mode drift tube structure aron makahatag ug taas nga electric field gradients sa usa ka sukod sa gikusgon.Ang konsepto nga pagtuon gihimo base sa 1D longitudinal dynamics simulation ug 3D shell simulation.Gipakita sa mga kalkulasyon nga ang usa ka 100 MHz IH linac nga adunay makatarunganon nga drift tube nga boltahe (ubos sa 450 kV) ug usa ka lig-on nga magnet nga nagpunting nga makapadali sa usa ka 40 mA beam gikan sa 1.4 hangtod 14 MeV sa gilay-on nga 1.8 m.Ang pag-apod-apod sa enerhiya sa katapusan sa kadena sa accelerator gibanabana sa ± 0.4 MeV, nga dili kaayo makaapekto sa spectrum sa enerhiya sa mga neutron nga gihimo sa target sa pagkakabig sa neutron.Dugang pa, ang beam emissivity igo nga ubos aron ma-focus ang beam ngadto sa mas gamay nga beam spot kay sa kasagarang gikinahanglan alang sa medium nga kusog ug gidak-on nga quadrupole magnet.Sa medium energy beam (MEBT) transmission sa taliwala sa RFQ linac ug sa IH linac, ang beamforming resonator gigamit sa pagpadayon sa beamforming structure.Tulo ka quadrupole magnet ang gigamit aron makontrol ang gidak-on sa side beam.Kini nga estratehiya sa disenyo gigamit sa daghang mga accelerators31,32,33.Ang kinatibuk-ang gitas-on sa tibuok nga sistema gikan sa tinubdan sa ion ngadto sa target nga lawak gibanabana nga ubos pa sa 8 m, nga mahimong mohaum sa usa ka standard nga semi-trailer nga trak.
Ang target sa pagkakabig sa neutron i-install direkta pagkahuman sa linear accelerator.Atong hisgotan ang mga disenyo sa target nga istasyon base sa nangaging mga pagtuon gamit ang inverse kinematic scenario23.Ang gikataho nga mga target sa pagkakabig naglakip sa solid nga mga materyales (polypropylene (C3H6) ug titanium hydride (TiH2)) ug mga gas nga target nga sistema.Ang matag tumong adunay mga bentaha ug mga disbentaha.Gitugotan sa mga solidong target ang tukma nga pagkontrol sa gibag-on.Ang nipis nga target, mas tukma ang spatial nga kahikayan sa produksiyon sa neutron.Bisan pa, ang ingon nga mga target mahimo nga adunay pipila nga lebel sa dili gusto nga mga reaksyon sa nukleyar ug radiation.Sa laing bahin, ang target sa hydrogen makahatag ug mas limpyo nga palibot pinaagi sa pagwagtang sa produksyon sa 7Be, ang nag-unang produkto sa nukleyar nga reaksyon.Bisan pa, ang hydrogen adunay huyang nga abilidad sa babag ug nanginahanglan usa ka dako nga pisikal nga gilay-on alang sa igo nga pagpagawas sa enerhiya.Kini gamay nga dili maayo alang sa pagsukod sa TOF.Dugang pa, kung ang usa ka manipis nga pelikula gigamit sa pag-seal sa usa ka target sa hydrogen, kinahanglan nga tagdon ang pagkawala sa enerhiya sa gamma rays nga nahimo sa manipis nga pelikula ug ang insidente sa lithium beam.
Ang LICORNE naggamit sa polypropylene nga mga target ug ang target nga sistema gi-upgrade ngadto sa hydrogen cells nga gitakpan sa tantalum foil.Sa pag-ingon nga ang usa ka beam nga kasamtangan nga 100 nA alang sa 7Li34, ang duha nga target nga mga sistema makahimo og hangtod sa 107 n / s / sr.Kung atong ipadapat kining giangkon nga neutron yield conversion sa atong gisugyot nga neutron source, nan ang lithium-driven beam nga 7 × 10-8 C mahimong makuha para sa matag laser pulse.Kini nagpasabot nga ang pagpabuto sa laser kaduha lang kada segundo makagama ug 40% nga mas daghang neutron kay sa LICORNE nga mahimo sa usa ka segundo nga adunay padayon nga sinag.Ang kinatibuk-ang flux mahimong dali nga madugangan pinaagi sa pagdugang sa frequency sa pagpukaw sa laser.Kung atong hunahunaon nga adunay usa ka 1 kHz laser system sa merkado, ang kasagaran nga neutron flux dali nga mapataas sa mga 7 × 109 n / s / sr.
Kung mogamit kita og mga sistema sa taas nga repetition rate nga adunay plastik nga mga target, gikinahanglan nga kontrolon ang heat generation sa mga target tungod kay, pananglitan, ang polypropylene adunay ubos nga pagtunaw nga punto sa 145-175 °C ug ubos nga thermal conductivity nga 0.1-0.22 W / m/K.Para sa 14 MeV lithium-ion beam, ang 7 µm nga gibag-on nga polypropylene target igo na aron makunhuran ang enerhiya sa beam sa reaction threshold (13.098 MeV).Giisip ang kinatibuk-ang epekto sa mga ion nga namugna sa usa ka laser shot sa target, ang pagpagawas sa enerhiya sa mga lithium ions pinaagi sa polypropylene gibanabana sa 64 mJ/pulse.Sa paghunahuna nga ang tanan nga enerhiya gibalhin sa usa ka lingin nga adunay diyametro nga 10 mm, ang matag pulso katumbas sa pagtaas sa temperatura nga gibana-bana nga 18 K / pulso.Ang pagpagawas sa enerhiya sa mga target nga polypropylene gibase sa yano nga pangagpas nga ang tanan nga pagkawala sa enerhiya gitipigan isip kainit, nga walay radiation o uban pang pagkawala sa kainit.Tungod kay ang pagdugang sa gidaghanon sa mga pulso kada segundo nagkinahanglan sa pagwagtang sa init nga pagtukod, mahimo natong gamiton ang mga target sa strip aron malikayan ang pagpagawas sa enerhiya sa samang punto23.Sa pag-ingon nga ang 10 mm beam spot sa usa ka target nga adunay laser repetition rate nga 100 Hz, ang scanning speed sa polypropylene tape mahimong 1 m/s.Posible ang mas taas nga rate sa pagbalik-balik kung gitugotan ang pagsapaw sa beam spot.
Gisusi usab namo ang mga target nga adunay mga baterya sa hydrogen, tungod kay ang mas lig-on nga mga drive beam mahimong magamit nga dili makadaot sa target.Ang neutron beam dali nga ma-tono pinaagi sa pag-usab sa gitas-on sa gas chamber ug sa hydrogen pressure sa sulod.Ang nipis nga metal nga mga foil kanunay nga gigamit sa mga accelerator aron mabulag ang gas nga rehiyon sa target gikan sa vacuum.Busa, gikinahanglan nga madugangan ang kusog sa insidente nga lithium-ion beam aron mabayran ang pagkawala sa enerhiya sa foil.Ang target nga asembliya nga gihulagway sa taho 35 naglangkob sa usa ka sudlanan nga aluminyo nga 3.5 cm ang gitas-on nga adunay presyur sa gas nga H2 nga 1.5 atm.Ang 16.75 MeV lithium ion beam mosulod sa baterya pinaagi sa air-cooled 2.7 µm Ta foil, ug ang kusog sa lithium ion beam sa tumoy sa baterya gipahinay ngadto sa reaction threshold.Aron madugangan ang beam energy sa lithium-ion nga mga baterya gikan sa 14.0 MeV ngadto sa 16.75 MeV, ang IH linac kinahanglang lugwayan ug mga 30 cm.
Gitun-an usab ang pagpagawas sa mga neutron gikan sa mga target sa gas cell.Alang sa nahisgutan nga mga target sa gas sa LICORNE, ang mga simulation sa GEANT436 nagpakita nga ang mga neutron nga adunay taas nga oriented gihimo sa sulod sa kono, ingon sa gipakita sa Figure 1 sa [37].Ang reperensiya 35 nagpakita sa sakup sa enerhiya gikan sa 0.7 ngadto sa 3.0 MeV nga adunay kinatas-ang pag-abli sa cone nga 19.5° kalabot sa direksyon sa pagpadaghan sa nag-unang sinag.Highly oriented neutrons mahimo kamahinungdanon pagpakunhod sa kantidad sa panagang nga materyal sa kadaghanan sa mga anggulo, pagkunhod sa gibug-aton sa istruktura ug paghatag ug mas dako nga pagka-flexible sa pag-instalar sa mga kagamitan sa pagsukod.Gikan sa punto sa panglantaw sa pagpanalipod sa radyasyon, dugang pa sa mga neutron, kining gas nga target nagpagawas ug 478 keV gamma rays isotropically sa centroid coordinate system38.Kini nga mga γ-ray gihimo isip resulta sa 7Be decay ug 7Li deexcitation, nga mahitabo kung ang nag-unang Li beam moigo sa input window nga Ta.Bisan pa, pinaagi sa pagdugang sa usa ka baga nga 35 Pb / Cu cylindrical collimator, ang background mahimong makunhuran pag-ayo.
Ingon nga usa ka alternatibo nga target, ang usa mahimong mogamit sa usa ka bintana sa plasma [39, 40], nga nagpaposible nga makab-ot ang medyo taas nga presyur sa hydrogen ug usa ka gamay nga spatial nga rehiyon sa henerasyon sa neutron, bisan kung kini ubos sa solid nga mga target.
Gisusi namo ang mga opsyon sa pag-target sa neutron conversion alang sa gipaabot nga pag-apod-apod sa enerhiya ug gidak-on sa beam sa usa ka lithium ion beam gamit ang GEANT4.Gipakita sa among mga simulation ang makanunayon nga pag-apod-apod sa enerhiya sa neutron ug mga pag-apod-apod sa angular alang sa mga target sa hydrogen sa literatura sa ibabaw.Sa bisan unsang target nga sistema, ang mga neutron nga adunay taas nga oryentasyon mahimong magama pinaagi sa usa ka inverse kinematic reaction nga gimaneho sa usa ka kusgan nga 7Li3+ beam sa usa ka target nga puno sa hydrogen.Busa, ang bag-ong mga tinubdan sa neutron mahimong ipatuman pinaagi sa paghiusa sa naa na nga mga teknolohiya.
Ang mga kondisyon sa pag-irradiation sa laser nagbag-o sa mga eksperimento sa paghimo sa ion beam sa wala pa ang gipadali nga demonstrasyon.Ang laser usa ka desktop nanosecond Nd: YAG nga sistema nga adunay laser power density nga 1012 W/cm2, usa ka sukaranan nga wavelength sa 1064 nm, usa ka spot energy nga 800 mJ, ug usa ka gidugayon sa pulso nga 6 ns.Ang spot diameter sa target gibanabana nga 100 µm.Tungod kay ang lithium metal (Alfa Aesar, 99.9% nga puro) humok kaayo, ang tukma nga giputol nga materyal gipugos sa agup-op.Mga sukat sa foil 25 mm × 25 mm, gibag-on 0.6 mm.Ang sama sa crater nga kadaot mahitabo sa ibabaw sa target sa diha nga ang usa ka laser moigo niini, mao nga ang target gipalihok sa usa ka motorized plataporma aron sa paghatag sa usa ka bag-o nga bahin sa nawong sa target sa matag laser shot.Aron malikayan ang pag-recombination tungod sa nahabilin nga gas, ang presyur sa lawak gitipigan ubos sa han-ay sa 10-4 Pa.
Ang inisyal nga gidaghanon sa laser plasma gamay, tungod kay ang gidak-on sa laser spot mao ang 100 μm ug sulod sa 6 ns human sa iyang kaliwatan.Ang gidaghanon mahimong makuha ingon usa ka eksaktong punto ug gipalapdan.Kung ang detector ibutang sa layo nga xm gikan sa target nga nawong, ang nadawat nga signal mosunod sa relasyon: ion current I, ion arrival time t, ug pulse width τ.
Ang namugna nga plasma gitun-an pinaagi sa TOF nga pamaagi sa FC ug usa ka energy ion analyzer (EIA) nga nahimutang sa gilay-on nga 2.4 m ug 3.85 m gikan sa laser target.Ang FC adunay suppressor grid nga biased sa -5 kV aron mapugngan ang mga electron.Ang EIA adunay 90 degree electrostatic deflector nga gilangkuban sa duha ka coaxial metal cylindrical electrodes nga adunay parehas nga boltahe apan kaatbang nga polarity, positibo sa gawas ug negatibo sa sulod.Ang nagpalapad nga plasma gitumong ngadto sa deflector sa luyo sa slot ug gipatipas sa electric field nga moagi sa silindro.Ang mga ion nga nagtagbaw sa relasyon E/z = eKU namatikdan gamit ang Secondary Electron Multiplier (SEM) (Hamamatsu R2362), diin ang E, z, e, K, ug U mao ang ion energy, state of charge, ug charge kay EIA geometric factors .electron, sa tinagsa, ug ang potensyal nga kalainan tali sa mga electrodes.Pinaagi sa pagbag-o sa boltahe sa deflector, makuha sa usa ang pag-apod-apod sa enerhiya ug bayad sa mga ion sa plasma.Ang sweep voltage U/2 EIA naa sa range gikan sa 0.2 V hangtod 800 V, nga katumbas sa usa ka ion energy sa range gikan sa 4 eV hangtod 16 keV kada charge state.
Ang mga pag-apod-apod sa estado sa pag-charge sa mga ion nga gisusi ubos sa mga kondisyon sa laser irradiation nga gihulagway sa seksyon nga "Generation of fully stripped lithium beams" gipakita sa Fig.8.
Pagtuki sa pag-apod-apod sa kahimtang sa bayad sa mga ion.Ania ang ion karon nga density sa oras nga profile nga gisusi sa EIA ug gisukod sa 1 m gikan sa lithium foil gamit ang equation.(1) ug (2).Gamita ang mga kondisyon sa laser irradiation nga gihulagway sa seksyon nga "Paghimo sa usa ka Completely Exfoliated Lithium Beam".Pinaagi sa paghiusa sa matag kasamtangan nga densidad, ang katimbang sa mga ion sa plasma gikalkulo, gipakita sa Figure 3.
Ang mga gigikanan sa laser ion makahatag usa ka grabe nga multi-mA ion beam nga adunay taas nga bayad.Bisan pa, ang paghatud sa sagbayan lisud kaayo tungod sa pagsalikway sa bayad sa wanang, mao nga dili kini kaylap nga gigamit.Sa tradisyonal nga laraw, ang mga ion beam gikuha gikan sa plasma ug gidala sa panguna nga accelerator subay sa usa ka linya sa beam nga adunay daghang mga magnet nga nagpunting aron maporma ang ion beam sumala sa kapabilidad sa pickup sa accelerator.Sa space charge force beams, ang mga beam diverge non-linearly, ug seryoso nga beam loss ang nakita, ilabina sa rehiyon nga ubos ang velocities.Aron mabuntog kini nga problema sa pagpalambo sa mga medikal nga carbon accelerators, usa ka bag-ong DPIS41 beam delivery scheme ang gisugyot.Among gigamit kini nga teknik aron mapadali ang kusog nga lithium-ion beam gikan sa bag-ong tinubdan sa neutron.
Ingon sa gipakita sa fig.4, ang wanang diin ang plasma gihimo ug gipalapad gilibutan sa usa ka sudlanan nga metal.Ang sirado nga wanang moabot sa entrada sa RFQ resonator, lakip ang gidaghanon sa sulod sa solenoid coil.Usa ka boltahe nga 52 kV ang gipadapat sa sudlanan.Sa RFQ resonator, ang mga ion gibira pinaagi sa potensyal pinaagi sa 6 mm diameter nga lungag pinaagi sa pag-ground sa RFQ.Ang mga non-linear repulsive nga pwersa sa linya sa beam giwagtang samtang ang mga ion gidala sa estado sa plasma.Dugang pa, sama sa gihisgutan sa ibabaw, nag-apply kami sa usa ka solenoid field sa kombinasyon sa DPIS aron makontrol ug madugangan ang densidad sa mga ion sa aperture sa pagkuha.
Ang RFQ accelerator naglangkob sa usa ka cylindrical vacuum chamber sama sa gipakita sa fig.9a.Sa sulod niini, upat ka mga rod nga walay oxygen nga tumbaga ang gibutang quadrupole-symmetrically sa palibot sa beam axis (Fig. 9b).Ang 4 nga mga rod ug mga chamber nagporma usa ka resonant RF circuit.Ang naaghat nga RF field nagmugna og usa ka time-varying boltahe tabok sa sungkod.Ang mga ion nga gitanom nga longitudinally sa palibot sa axis gihuptan sa lateral sa quadrupole field.Sa samang higayon, ang tumoy sa sungkod gi-modulate aron makamugna og axial electric field.Ang axial field nagbahin sa gi-inject nga padayon nga beam ngadto sa sunod-sunod nga beam pulses nga gitawag og beam.Ang matag beam naa sa sulod sa usa ka piho nga oras sa siklo sa RF (10 ns).Ang kasikbit nga mga sagbayan gilay-on sumala sa panahon sa frequency sa radyo.Sa RFQ linac, usa ka 2 µs beam gikan sa usa ka laser ion source kay nakabig ngadto sa sunodsunod nga 200 ka beam.Ang sinag dayon gipadali sa kalkulado nga enerhiya.
Linear accelerator RFQ.(a) (wala) Panggawas nga panglantaw sa RFQ linac chamber.(b) (tuo) Upat ka-rod electrode sa lawak.
Ang nag-unang mga parameter sa disenyo sa RFQ linac mao ang rod voltage, resonant frequency, beam hole radius, ug electrode modulation.Pilia ang boltahe sa rod ± 29 kV aron ang electric field niini ubos sa electrical breakdown threshold.Kon mas ubos ang resonant frequency, mas dako ang lateral focusing force ug mas gamay ang average acceleration field.Ang dako nga aperture radii nagpaposible nga madugangan ang gidak-on sa beam ug, tungod niini, madugangan ang kasamtangan nga beam tungod sa gamay nga pagbalibad sa bayad sa wanang.Sa laing bahin, ang mas dako nga aperture radii nanginahanglan dugang nga gahum sa RF aron magamit ang RFQ linac.Dugang pa, kini limitado sa mga kinahanglanon sa kalidad sa site.Base niini nga mga balanse, ang resonant frequency (100 MHz) ug aperture radius (4.5 mm) gipili alang sa high-current beam acceleration.Gipili ang modulasyon aron maminusan ang pagkawala sa sinag ug mapadako ang kahusayan sa pagpatulin.Ang disenyo gi-optimize sa makadaghang higayon aron makahimo og RFQ linac nga disenyo nga makapadali sa 7Li3+ ions sa 40 mA gikan sa 22 keV/n ngadto sa 204 keV/n sulod sa 2 m.Ang gahum sa RF nga gisukod sa panahon sa eksperimento mao ang 77 kW.
Ang RFQ linacs makapadali sa mga ion nga adunay piho nga Q/A range.Busa, kung ang pag-analisar sa usa ka sinag nga gipakaon sa katapusan sa usa ka linear accelerator, kinahanglan nga tagdon ang mga isotopes ug uban pang mga sangkap.Dugang pa, ang gitinguha nga mga ion, nga partially accelerated, apan mikunsad ubos sa acceleration nga mga kondisyon sa tunga-tunga sa accelerator, mahimo gihapon nga makatagbo sa lateral confinement ug mahimong madala ngadto sa katapusan.Ang dili gusto nga mga silaw gawas sa engineered nga 7Li3+ nga mga partikulo gitawag nga mga hugaw.Sa among mga eksperimento, ang 14N6+ ug 16O7+ nga mga hugaw mao ang labing gikabalak-an, tungod kay ang lithium metal foil mo-react sa oxygen ug nitrogen sa hangin.Kini nga mga ion adunay Q/A ratio nga mahimong mapadali sa 7Li3+.Gigamit namon ang mga dipole magnet aron mabulag ang mga sagbayan nga lainlain ang kalidad ug kalidad alang sa pagtuki sa beam pagkahuman sa RFQ linac.
Ang linya sa beam pagkahuman sa RFQ linac gidisenyo aron ihatud ang hingpit nga gipadali nga 7Li3+ beam sa FC pagkahuman sa dipole magnet.-400 V bias electrodes gigamit sa pagsumpo sa secondary electron sa tasa sa tukma nga pagsukod sa ion beam kasamtangan.Uban niini nga mga optika, ang mga agianan sa ion gibulag sa mga dipoles ug naka-focus sa lainlaing mga lugar depende sa Q / A.Tungod sa lain-laing mga hinungdan sama sa momentum diffusion ug space charge repulsion, ang beam sa focus adunay piho nga gilapdon.Ang mga espisye mahimo lamang mabulag kung ang gilay-on tali sa mga focal nga posisyon sa duha nga espisye sa ion mas dako kaysa sa gilapdon sa sagbayan.Aron makuha ang labing taas nga posible nga resolusyon, usa ka pinahigda nga gilis ang gibutang duol sa hawak sa sagbayan, diin ang sagbayan halos gikonsentrar.Usa ka screen sa scintillation (CsI(Tl) gikan sa Saint-Gobain, 40 mm × 40 mm × 3 mm) ang na-install taliwala sa slit ug sa PC.Ang scintillator gigamit aron mahibal-an ang pinakagamay nga slit nga kinahanglan agian sa gidisenyo nga mga partikulo alang sa labing maayo nga resolusyon ug aron ipakita ang madawat nga mga gidak-on sa beam alang sa taas nga karon nga bug-at nga mga sagbayan sa ion.Ang beam image sa scintillator girekord sa CCD camera pinaagi sa vacuum window.I-adjust ang window sa oras sa exposure aron matabonan ang tibuok gilapdon sa pulso sa beam.
Ang mga datos nga gigamit o gi-analisa sa kasamtangan nga pagtuon anaa gikan sa tagsa-tagsa nga mga tagsulat sa makatarunganon nga hangyo.
Manke, I. et al.Tulo ka dimensiyon nga imaging sa magnetic domain.Nasyonal nga komunidad.1, 125. https://doi.org/10.1038/ncomms1125 (2010).
Anderson, IS ug uban pa.Mga posibilidad sa pagtuon sa mga compact neutron nga gigikanan sa mga accelerator.pisika.Rep. 654, 1-58.https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.07.007 (2016).
Urchuoli, A. ug uban pa.Neutron-based computed microtomography: Pliobates cataloniae ug Barberapithecus huerzeleri isip test cases.Oo.J. Pisika.antropolohiya.166, 987–993.https://doi.org/10.1002/ajpa.23467 (2018).
Oras sa pag-post: Mar-08-2023