《碰撞電離過程中靶原子內殼層空穴態定向行為研究》是依託西安交通大學，由王興擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：碰撞電離過程中靶原子內殼層空穴態定向行為研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王興
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
碰撞電離導致靶原子內殼層產生空穴的退激過程對應發射特徵X射線或俄歇電子。目前很多領域都迫切需要精確的原子內殼層電離截面數據，而原子內殼層電離截面的測量必須考慮特徵輻射（如X射線）是否是各向同性的。當前對原子空穴態的定向行為有兩種論斷，一種認為被電離電子的空穴態在滿足總角動量量子數j＞1/2時，伴隨空穴衰變發射的特徵輻射或俄歇電子相對於入射束方向而言是各向異性分布和激化的；另一種論斷則認為碰撞電離過程中空穴退激發射X射線和俄歇電子都是各向同性的，與空穴態的總角動量量子數無關，國際上關於空穴態定向行為的實驗研究仍沒有定論。本項目在對當前研究進展進行系統總結的基礎上，著重研究空穴態定向行為與入射離子能量、電荷態和原子序數的關聯程度，完善對空穴態定向行為的論斷。項目研究不僅對原子物理中空穴態定向行為的深入探索具有良好的學術意義，同時在粒子誘發X射線螢光分析方面也有重要的套用指導價值。
結題摘要
在碰撞電離過程中靶原子內殼層會由於電離而產生空穴，空穴退激對應發射特徵X射線或俄歇電子。考慮到原子內殼層電離截面數據在諸多套用領域的重要性，必須澄清特徵輻射是否是各向同性發射。目前對空穴態的定向行為有兩種論斷，一種認為：當被電離原子的空穴態在滿足總角動量量子數j大於1/2時，伴隨空穴衰變的特徵輻射或俄歇電子相對於入射束方向而言是各向異性分布和激化的。而另一種論斷則認為碰撞電離過程中空穴退激發射X射線或俄歇電子都是各向同性的，與空穴態的總角動量量子數無關。近年來空穴態的定向行為尚未被研究清楚。因此依託本項目的資助，課題組已開展粒子束與固體碰撞誘發特徵X射線發射實驗，研究了實驗結果與這兩種理論描述的符合程度。研究過程中通過改變入射粒子能量來考察在碰撞電離過程中入射粒子能量對特徵輻射各向異性參數和定向度的影響。項目組利用X射線源、電子束與離子束分別與Ta，W，Au，Ag，Pb等金屬靶作用，實驗測量碰撞電離過程中不同出射角度下靶原子的特徵輻射譜。（1）光電離：以W靶為例，發現Lα和Lβ2射線呈現出各向異性的角分布，而Lβ1特徵射線則呈現出各向同性發射。這說明特徵輻射的角分布受到被填充空穴態的定向行為所影響（2）電子碰撞電離：在10keV的電子轟擊Ag靶過程中測量了Ag原子的L系特徵譜，並計算得到特徵輻射的強度和微分截面，實驗表明Ag靶只有Lα特徵輻射在空間上是各向異性的，其餘特徵峰都是各向同性發射的。（3）離子碰撞電離：在中國科學院近代物理研究所320kV高壓平台研究了質子入射誘發Cd和In靶特徵輻射的角分布，發現在該能區內，並未發現較強的角相關性，並給出了詳細的物理分析。最後，實驗上驗證了第一種論斷可以準確描述實驗結果。
