Способ получения электромагнитного излучения

Патент 758933

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

(>i) 758933

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Нл (22) Заявлено 26.04. 79 (21) 2759085/18-25 с присоединением заявки Ио

G 21 К 1/06

Н 05 Н 7/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 537.5313

:621.384. . 6 (088. 8) Опубликовано 070981. Бюллетень Мо 33

Дата опубликования описания 07. 09.81 (72) Авторы изобретения

A.Н. Диденко, С.A. Воробьев, В.В. Каплин, Г.И. Савельев и Е.И. Розум

Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С.М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОИАГНИТНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области радиационной физики и может использоваться для получения жесткого ультрафиолетового и рентгеновского излучения.

Известен способ получения ультрафиолетового излучения, заключающийся в том, что сцинтиллятор, например кристаллы Na J(CS), облучают ионизирующим излучением, в результате чего возбужденный сцинтиллятор испускает излучение в ультрафиолетовой области (1) .

Такой способ .не пригоден для получения жесткого ультрафиолетового и рентгеновского излучения, а также. он не позволяет изменять спектральный состав излучения .беэ замены материала, на который направляют возбуждающее излучение.

Известен способ получения рентгеновского излучения в линейных ускорителях, согласно которому ускоренный пучок электронов направляют на мишень, установленную на выходе ускорители (2) .

Известен способ получения рентге.вЂ” .новского излучения, заключающийся в том, что пучок электронов направ- 30 ляют на монокристаллический анод, ориентированный одним из главных кристаллографических направлений параллельно пучку электронов (3 1.

Наиболее близким техническим решением является способ получения рентгеновского излучения, заключающийся в том, что на монокристаллическую мишень направляют пучок заряженных частиц и отбирают излучение с обратной стороны мишени в направлениях аномального прохождения рентгеновского излучения с заданной длиной волны (4 ).

5 Известные способы (2-4)позволяют получить излучение только в рентгеновском диапазоне длин волн. Кроме того, интенсивность монохроматического излучения, получаемого в способе (4), мала из-за неэффективного использования получаемого прн торможении электронов на аноде спект.ра.

Цель из обретения з аключае тся в том, чтобы расширить частотный диапазон и повысить интенсивность отбираемого излучения.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что s способе получения электромагнитного

758933 излучения, заключающемся н том, что на монокристаллическую мишень направляют пучок заряженных частиц и отбирают излучение с обратной стороны мишени, в качестве последней используют монокристалл с изогнутыми кристаллографическими плоскостями и направляют пучок релятивистских заряженных частиц над углом каналирования относительно поверхности монокристалла. 10

При этом энергию отбираемого излучения задают кривизной кристаллографических плоскостей монокристаллической мишени.

При этом используют монокрисгалл с кристаллографическими плоскостями, 15 составляющими угол от 30 до 80 с его поверхностью, на которую напранляют пучок заряженных частиц.

Способ реализуют следующим образом. 20

Рэлятивисткий пучок электронов или позитронов направляют на мишень изогнутый монокристалл вЂ” по касательной к какой-либо изогнутой главной кристаллографической плоскости. При таких условиях пучок заряженных частиц захватывается н режим каналиронания и движется вдоль этих изогнутых кристаллографических плоскостей.

Движение по искривленной траектории вызывает электромагнитное излучение, максимум которого в спектре приходится на частоту (6с = 3/2 Ч - Я

-1 где V вЂ” скорость заряженной частицы;

R вЂ” радиус кривизны кристалла, =(4-P2) ".Частоту электромагнитного излучения регулируют путем или простого механического изменения радиуса изгиба кристалла при постоянной энергии, или изменения энергии электронов при постоянном радиусе изгиба.

Диапазон получаемых частот лежит от жесткого ультрафиолетоного до рентгеновского излучения. Анализ условий каналиронания дает требуемую величину радиуса кринизны RfcM)7i10 4Е МэВ) и толщины кристаллической пластины д см) «10 Е(МэВ) при ограничении на угловой разброс па ающ го пучка ,электронов дч %1 / Е МэВ) . Интенсивность получаемого излучения 50 е .с

2/3 - вЂ „ у тем больше, чем меньше радиус кривизны кристалла.

Кристаллическую пластину необходимо вырезать так, чтобы кристаллографические плоскости составляли с ее поверхностью угол 8 от 30 до 80

Нижняя граница угла 30О ограничена большим эффектом отражения падающего пуЧка от пластины при скользящем падении. Верхняя граница 80 выбрана 60 из условия получения изогнутых кристаллографических направлений, так как это возможно лишь при 8 < 90О.

Отбор получаемого ультрафиолетового или рентгеновского излучения б5 производят со стороны выходной поверхности монокристалла в растворе угла, образованного касательными к изогнутым кристаллографическим плоскостям н точках их пересечения с поверхностью монокристалла.

Пример осуществления способа.

Для релятивистского пучка позитронов при каналиронании в плоскостном режиме в кристалле кремния минимальный радиус кривизны изгиба кристалла, для которого еще возможен эффект каналиронания, составляет

Я мин = E d p/2Uo где dp ме* В плоскостное расстояние 2,0 А для канала (001); О<, - максимальная величина усредненного потенциала плоскости (001)=2 6.2 1 п< .агф50 эВ, где Z вЂ” порядковый номер = 14; ( заряд электрона; np - плотность атомов в плоскости (001); ат ф вЂ” радиус экранирования Томаса-Ферми 0,2.

Для энергии частиц Е = 10 ГэВ и

Е = 100 ГэВ максимум интенсивности приходится на Я = 10- R.„„,-1то составит 10 см и 1 м соответственно.

Частоты этих максимумов излучения равны И/в 10 и 10 с " и лежат

25 -1 в области рентгеновского и гаммадиапазонов.

Использование способа получения ультрафиолетового и рентгеновского излучения по сравнению с известными способами обеспечивает следующие преимущества: возможность изменения н более широком диапазоне частоты получаемого излучения простым механическим изменением радиуса изгиба кристалла; вЂ” повышение интенсивности получаевЂ” мого излучения> возможность применения изогнутого монокристалла как приставки к выводным каналам любых ускоряющих устройств, в том числе и линейных, что по сравнению с синхрогронным и ондуляторнцм излучением значительно удешевит источник за счет исключения дорогостоящей и сложной магнитной системы.

Формула изобретения

1. Способ получения электромагнитного излучения, заключающийся в том, что на монокристаллическую мишень направляют пучок заряженных частиц и отбирают излучение с обратной стороны мишени, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения интенсивности отбираемого излучения, н качестве мишени используют монокристалл с изогнутыми кристаллографическими плоскостями и направляют пучок релятивистских заряженных частиц под углом каналирова758933

Составитель К. Кононов

Техред A. Бабинец . Коррегтор С. Шекмар

Редактор З. Ходакова

Заказ 6749/64

Тираж 47 6 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ния относительно поверхности монокристалла.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что энергию отбирае.мого излучения задают кривизной кристаллографических плоскостей моно- 5 кристаллической мишени.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем,,что используют монокристалл с кристаллографическими плоскостями, составляющими угол от

30 до 80 с его поверхностью, на которую направляют пучок заряженных частиц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 326084Г>, кл. 250-77, опублик. 1966.

2. Заявка Франции М 2176)U5, ..л. Н 05 Н 9/00, опублнк. 1973.

3. Патент США М 3160779, кл. 313-330, опублик. 1964.

4. Заявка Японии У 49-43830, кл. 100 А 101, опублик. 1974 (прототип).