Способ получения электромагнитного излучения
Патент 869496
Авторы
Способ получения электромагнитного излучения
Иллюстрации
Реферат
Со;оз Советскнх
Социалистических
Республик
О П И С А Н И Е <)Зб949б
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 758933 (22) Заявлено 25.03.80 (21) 2898928/18-25 (5! ) M.Êë з 6 21 К 1/06
H 05 H 7/12 с присоединен..ем заявкп—
Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.04.82. Бюллетень ¹ 14 (45) Дата опубликования описания 15.04.82 ео делам изобретений и открытий (53) УДК 537.531:
: 621.384.6 (088.8) (72) Авторы изобретения С. А. Воробьев, Е. И. Розум и А. М. Таратин л
k (71) Заявитель Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С. М. Киззова (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Изобретение относится к получению ионизирующего электромагнитного излучения, может быть использовано при создании источников жесткого ультрафиолетового и рентгеновского излучения, применяющихся в радиационной физике и технике для облучения материалов и объектов.
По основному авт. св. № 758933 изве- lo стен способ получения электромагнитного излучения, при котором используют изогнутый кристалл в качестве мишени. Пучок з аряженных релятивистских частиц направляют на него по иасательной к изо. нутым кристаллографическим плоскостям в точке выхода их на облучаемую поверх ность и отбирают ионизирующее электромагнитное излучение за мишенью в направлениях, касательных к этим же изогнутым крисваллографическим плоскостям в точке пересечения их с противоположной поверхностью кристалла. С помощью указанного способа добиваются расширения диапазона частот и увеличения интенсивности получаемого квазимонохроматического излучения f l).
При этом способе во многих случаях затруднительно осуществлять регулирование частоты излучения. Частота максимума спектра излучения а, определяется скоростью заряженной частицы V и радиусом кривизны кристалла R согласно выражению з/ . V P ьуз где у=(1 — P )-, (=1,с, с=3. 1 м/сек
Таким образом, частоту электромагнитного излучения возможно регулировать или путем механического изменения радиуса изгиба кристалла при постоянной энергии, либо изменением энергии заряженных частиц при постоянном радиусе изгиба. Механическое изменение радиуса изгиба кристалла требует использования довольно сложных и прецизионных устройств для его реализации. Кроме того, многократное механическое изгибание кристалла может нарушать его кристаллическую структуру, что приведет к уменьшению интенсивности получаемого электромагнитного излучения н уменьшению эффективности данного способа. Регулирование частоты электро магнитного излучения путем изменения энергии, каналируемых заряженных частиц ограничено параметрами используемых ускорительных установок.
Целью изобретения является упрощение регулирования частоты излучения и
869496
15 0
ЗО
50 расширение диапазона регулируемых „астот.
Это достигается тем, что по предлагаемому способу получения электромагнитного излучения изменяют угол падения заряженных частиц на мишень путем поворота монокристалли1ческой мишени так, что угол между образующей цилиндрической поверхности мишени и направлением пучка заряженных частиц изменяется о г
0 до Ы2.
Положительно заряженные частицы, например позитроны, имеют значительно большие длины каналирования по сравнению с электронами и могут с большей эффективностью быть использованы .-,ля получения квазисинхротронного электромагнитного излучения при каналировании в изогнутых монокристаллах. На фиг. показано сечение монокристаллической мишени плоскостью XOZ; на фиг. 2 — общий вид мишени.
Пучок релятивистских позитронов Р,„, направляю по касательно1 (на фи.". 11 к изогнутым кристаллографическим плоскостям монокристалла кремния в точке выхода их на облучаемую поверхность в пределах критического угла каналирования фр= (Z . e»dp E) — /, где d, --- межплоскостное расстояние, Z — атомный номер кристалла. Минимальный радиус кривизны изгиба кристалла, для которого еще возможен эффект каналирования, составо ляет R„,„„=Е др/ 2 У, где Н, =2,0 А ,для (001) плоскостей кремния, Ь, = 50, эВ— м аксимальная величина усредненного потенциала (001) атомной плоскости крем ния. При та.ких условиях пучок заряэкенных частиц захватывается в режим кавалирования и движется вдоль этих изогнутых кристаллографических плоскостей. Движение по искривленной траектории приводит к отклонению на угол а=//К выходящего из кристалла i „„ пучка п оэитронов, где t — длина кристалла, и сопровождается электромагнитным излучением. Например, для энергии позитронов
Е= 10 ГэВ и радиуоа кривизны кристалла R=10 см частота максимума электромагнитного излучения в, .= 10-" см- лежит в области рентгеновского излучения.
Угол изменения траектории пучка частиц можно регулировать путем поворота изогнутого монокристалла вокруг оси ОХ (фиг. 2) т аким образом, что угол между образующей цилиндрической поверхности и направлением пучка Р будет изменяться в пределах от О до л/2. При этом происходит
«эффективное изменение» радиуса кривизны по закону
r = t si n -1агс coslcos F+ sin -: cos 1 i
Тогда, в нашем примере, для каналируемых в плоскости (001) кремния позитронов с энергией Е= 10 ГэВ частоту максимума спектра излучения можно регулировать от величины со, =10 см — вплоть до ro, =10" см — для реальной величины (=30, т. е. ретулирование от рентгеновского до оптического диапазона.
Нижняя граница угла (=30 ограничена большим эффектом отражения падающего пучка от мишени при скользящем падении. Однако в случае необходимости получения очень мягкого электромагнитного излучения возможно поворачивать кри сталл вплоть до величин, близких к =.=0 .
Использование предлагаемого способа получения источника электромагнитного излучения по сравнению с прототипом обеспечит следующие преимущества: возможность регулирования частоты получаемого излучения без изменения радиуса изгиба кристалла, что значительно упрощает регулировку; расширение диапазона регулирования частоты электромагнитного излу чения.
Формула изобретения
Способ получения электромагнитного излучения по авт. св. М 758933, о тл ич аю щи йс я тем, что, с целью упрощения регулирования частоты излучения и расширения диапазона регулируемых частот, изменяют угол падения заряженных частиц на мишень путем поворота монокристалли1ческой мишени так, что угол между образующей цилиндрической поверхности мишени и направлением пучка заряженных частиц изменяется от 0 до л/2.
Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство ЛЬ 758933, кл. G 21 К 1/06, 1979 (прототип), 869496
Фиг. f
Составитель Т. Владимирова
Техред И. Пенчко Корректор И. Осиповская
Редактор И. Гохфельд
Заказ 361/272 Изд. Мз 130 Тираж 450 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»