北京慢正电子强束流的研究进展.pdfVIP

北京慢正电子强束流研究进展 中国群笋院高脂勿窟厉口礴分折左次重卢实脸室，光京918首落.100039 王宝义，曹兴忠，于润升，马创新，魏龙，张天保 龙.京嵌岔脱天大学 光庆 100080 王天民，陈强 滑华丈学用子叙立毋匆理系北京 100080 二‘ 郁伟中，何元金 中国滇子凳0学研一究脂撰匆R)Ilf一究厉，A102413 朱升云 慢正电子束流技术作为研究辐照、离子注入、半导体辐照缺陷、各种生长薄膜、半 导体界面的重要方法，在材料科学研究与发展中起到了重要作用。中国科学院高能物理 所及合作单位于2000年开始在北京正负电子对撞机电子直线加速器上建立北京慢正电 子强束流系统，在加速器完成注入后的 “剩余时间”内产生高强度和高亮度的低能单色 正电子束流，预计2002年内完成束流线的建设工作并能够开展多普勒展宽谱的测量。 北京慢正电子强束流系统的设计指标:在现有对撞机工作模式下，慢正电子束流强 度达到106/s;在加速器改造后的专用模式下，慢正电子束流强度达到10$/s，慢正电子能 量从10030keV连续可调;靶室和输运管道设计真空度为10-Pa，样品室和Penning-trap 管道设计真空度为10Pa，以满足各学科研究的需要和正电子贮存与直流化的要求。 北京低能正电子强束流由初级高能电子束，正电子转换靶，正电子慢化器，束流输 运管道及磁场，脉冲正电子直流化，辐射屏蔽和各测量控制系统组成，先期可以开展的 测量方法是Doppler展宽测量和二维Doppler符合测量技术，并且逐步实现正电子湮没寿 命测量、正电子俄歇能谱TOF测量等实验站。 正电子靶采用15mm厚度的通水冷却Ta靶，正电子慢化器采用多层W网以提高慢 化效率，慢正电子的输运采用螺线管和空心线圈磁场以及巾63的真空管道，输运管道全 长约 15米。能量选择采用曲率半径400mm直角的弯转方法。样品室、靶室和输运线分 段进行真空抽气，样品室的真空度可达到1护Pa。慢正电子束流线功能上类似于同步辐 射的光束线，分岔进入不同的样品室，为相关的慢正电子实验提供束流。 应用EGS4程序对强束流正电子源进行了模拟计算，对正电子产额、能谱分布、角分 布、转换靶中能量的沉积及冷却分别进行了模拟，对靶材料、靶厚、冷却水流量的选取 给出了定量的结果。通过对高能电子在转换靶、转换靶与屏蔽墙之间的空气、屏蔽墙、 屏蔽墙外的空气这几部分的能量沉积的计算，以求使得屏蔽墙外的辐射剂量达到安全标 准。对慢正电子的输运磁场进行了计算。 本文就北京慢正电子强束流系统物理设计和实际设计中的一些结果和两年来的项目 的研究进展进行了介绍。