304L 6.35 * 1mm موردي أنابيب ملفوفة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، عرض لشعاع الليثيوم المكثف لتوليد نيوترونات مباشرة نابضة

شكرا لكم لزيارة Nature.com.أنت تستخدم إصدار متصفح مع دعم محدود لـ CSS.للحصول على أفضل تجربة، نوصي باستخدام متصفح محدث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer).بالإضافة إلى ذلك، ولضمان الدعم المستمر، نعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
أشرطة التمرير تعرض ثلاث مقالات لكل شريحة.استخدم زري الرجوع والتالي للتنقل عبر الشرائح، أو أزرار التحكم في الشرائح الموجودة في النهاية للتنقل خلال كل شريحة.

كبديل لدراسة المفاعلات النووية، قد يكون مولد النيوترونات المدمج الذي يحركه المعجل باستخدام محرك شعاع الليثيوم أيون مرشحًا واعدًا لأنه ينتج القليل من الإشعاع غير المرغوب فيه.ومع ذلك، كان من الصعب توصيل شعاع مكثف من أيونات الليثيوم، وكان التطبيق العملي لمثل هذه الأجهزة يعتبر مستحيلاً.تم حل المشكلة الأكثر حدة المتمثلة في عدم كفاية تدفق الأيونات من خلال تطبيق نظام زرع البلازما المباشر.في هذا المخطط، يتم حقن البلازما النابضة عالية الكثافة الناتجة عن الاجتثاث بالليزر لرقائق معدن الليثيوم بكفاءة وتسريعها بواسطة مسرع رباعي الأقطاب عالي التردد (مسرع RFQ).لقد حققنا تيار شعاع ذروة يبلغ 35 مللي أمبير متسارعًا إلى 1.43 ميجا فولت، وهو أعلى بمرتين من أنظمة الحاقن والمسرعات التقليدية التي يمكن أن توفرها.
على عكس الأشعة السينية أو الجسيمات المشحونة، تتمتع النيوترونات بعمق اختراق كبير وتفاعل فريد مع المادة المكثفة، مما يجعلها مجسات متعددة الاستخدامات للغاية لدراسة خصائص المواد 1،2،3،4،5،6،7.على وجه الخصوص، تُستخدم تقنيات تشتت النيوترونات بشكل شائع لدراسة التركيب والبنية والضغوط الداخلية في المادة المكثفة، ويمكن أن توفر معلومات مفصلة عن المركبات النزرة في السبائك المعدنية التي يصعب اكتشافها باستخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية.تعتبر هذه الطريقة أداة قوية في العلوم الأساسية وتستخدم من قبل الشركات المصنعة للمعادن والمواد الأخرى.في الآونة الأخيرة، تم استخدام حيود النيوترونات للكشف عن الضغوط المتبقية في المكونات الميكانيكية مثل أجزاء السكك الحديدية والطائرات9،10،11،12.تُستخدم النيوترونات أيضًا في آبار النفط والغاز؛ لأنه يسهل التقاطها بواسطة المواد الغنية بالبروتونات.وتستخدم أساليب مماثلة أيضا في الهندسة المدنية.يعد اختبار النيوترونات غير المدمر أداة فعالة للكشف عن العيوب الخفية في المباني والأنفاق والجسور.يُستخدم استخدام حزم النيوترونات بشكل نشط في البحث العلمي والصناعة، وقد تم تطوير العديد منها تاريخيًا باستخدام المفاعلات النووية.
ولكن في ظل الإجماع العالمي على منع الانتشار النووي، أصبح بناء مفاعلات صغيرة لأغراض البحث أمراً متزايد الصعوبة.فضلاً عن ذلك فإن حادث فوكوشيما الأخير جعل بناء المفاعلات النووية أمراً مقبولاً اجتماعياً تقريباً.وفيما يتعلق بهذا الاتجاه، يتزايد الطلب على مصادر النيوترونات في المسرعات2.كبديل للمفاعلات النووية، هناك العديد من مصادر النيوترونات الكبيرة التي تعمل على تقسيم المعجل قيد التشغيل بالفعل 14،15.ومع ذلك، من أجل استخدام أكثر كفاءة لخصائص حزم النيوترونات، من الضروري التوسع في استخدام المصادر المدمجة في المسرعات، 16 والتي قد تنتمي إلى مؤسسات البحوث الصناعية والجامعية.أضافت مصادر النيوترونات المسرّعة قدرات ووظائف جديدة بالإضافة إلى كونها بديلاً للمفاعلات النووية.على سبيل المثال، يمكن للمولد الذي يعمل بالليناك أن ينشئ بسهولة تيارًا من النيوترونات عن طريق معالجة شعاع المحرك.بمجرد انبعاثها، يصعب التحكم في النيوترونات ويصعب تحليل قياسات الإشعاع بسبب الضوضاء الناتجة عن نيوترونات الخلفية.النيوترونات النبضية التي يتحكم فيها المسرع تتجنب هذه المشكلة.تم اقتراح العديد من المشاريع القائمة على تقنية مسرع البروتون حول العالم 17،18،19.يتم استخدام التفاعلات 7Li(p, n)7Be و9Be(p, n)9B بشكل متكرر في مولدات النيوترونات المدمجة التي يحركها البروتون لأنها تفاعلات ماصة للحرارة.يمكن تقليل الإشعاع الزائد والنفايات المشعة إلى الحد الأدنى إذا كانت الطاقة المختارة لإثارة شعاع البروتون أعلى قليلاً من قيمة العتبة.ومع ذلك، فإن كتلة النواة المستهدفة أكبر بكثير من كتلة البروتونات، وتنتشر النيوترونات الناتجة في كل الاتجاهات.مثل هذا القرب من الانبعاث المتناحي لتدفق النيوترونات يمنع النقل الفعال للنيوترونات إلى موضوع الدراسة.بالإضافة إلى ذلك، للحصول على الجرعة المطلوبة من النيوترونات في موقع الجسم، من الضروري زيادة عدد البروتونات المتحركة وطاقتها بشكل كبير.ونتيجة لذلك، فإن جرعات كبيرة من أشعة جاما والنيوترونات سوف تنتشر عبر زوايا كبيرة، مما يؤدي إلى تدمير ميزة التفاعلات الماصة للحرارة.يتمتع مولد النيوترونات المدمج القائم على البروتون والذي يعمل بالمسرع بدرع إشعاعي قوي وهو الجزء الأكبر في النظام.إن الحاجة إلى زيادة طاقة البروتونات الدافعة تتطلب عادة زيادة إضافية في حجم منشأة المسرع.
للتغلب على أوجه القصور العامة في مصادر النيوترونات المدمجة التقليدية في المسرعات، تم اقتراح مخطط التفاعل الحركي الانعكاسي.في هذا المخطط، يتم استخدام شعاع أيون الليثيوم الأثقل كشعاع توجيه بدلاً من شعاع البروتون، لاستهداف المواد الغنية بالهيدروجين مثل البلاستيك الهيدروكربوني، أو الهيدريدات، أو غاز الهيدروجين، أو بلازما الهيدروجين.وقد تم النظر في البدائل، مثل الحزم التي تحركها أيونات البريليوم، ومع ذلك، البريليوم مادة سامة تتطلب عناية خاصة في التعامل معها.ولذلك، فإن شعاع الليثيوم هو الأكثر ملاءمة لمخططات التفاعل الحركي الانعكاسي.وبما أن زخم نوى الليثيوم أكبر من زخم البروتونات، فإن مركز كتلة الاصطدامات النووية يتحرك باستمرار للأمام، وتنبعث النيوترونات أيضًا للأمام.تعمل هذه الميزة على التخلص بشكل كبير من أشعة جاما غير المرغوب فيها وانبعاثات النيوترونات ذات الزاوية العالية.يظهر الشكل 1 مقارنة بين الحالة المعتادة لمحرك البروتون وسيناريو الحركية العكسية.
رسم توضيحي لزوايا إنتاج النيوترونات لحزم البروتون والليثيوم (مرسوم باستخدام Adobe Illustrator CS5، 15.1.0، https://www.adobe.com/products/illustrator.html).(أ) يمكن قذف النيوترونات في أي اتجاه نتيجة للتفاعل بسبب اصطدام البروتونات المتحركة بذرات الليثيوم الأثقل بكثير.(ب) على العكس من ذلك، إذا قصف محرك أيون الليثيوم هدفًا غنيًا بالهيدروجين، تتولد النيوترونات في مخروط ضيق في الاتجاه الأمامي بسبب السرعة العالية لمركز كتلة النظام.
ومع ذلك، لا يوجد سوى عدد قليل من مولدات النيوترونات الحركية العكسية بسبب صعوبة توليد التدفق المطلوب من الأيونات الثقيلة ذات الشحنة العالية مقارنة بالبروتونات.تستخدم جميع هذه المصانع مصادر الأيونات السالبة بالاشتراك مع المسرعات الكهروستاتيكية الترادفية.تم اقتراح أنواع أخرى من مصادر الأيونات لزيادة كفاءة تسريع الشعاع .على أية حال، يقتصر تيار شعاع الليثيوم أيون المتوفر على 100 ميكرو أمبير.لقد تم اقتراح استخدام 1 مللي أمبير من Li3+27، ولكن لم يتم تأكيد تيار الشعاع الأيوني بهذه الطريقة.من حيث الكثافة، لا يمكن لمسرعات شعاع الليثيوم التنافس مع مسرعات شعاع البروتون التي يتجاوز تيار البروتون الذروة فيها 10 مللي أمبير.
لتنفيذ مولد نيوتروني مدمج عملي يعتمد على شعاع أيونات الليثيوم، من المفيد توليد طاقة عالية الكثافة خالية تمامًا من الأيونات.يتم تسريع الأيونات وتوجيهها بواسطة القوى الكهرومغناطيسية، ويؤدي مستوى الشحن الأعلى إلى تسارع أكثر كفاءة.تتطلب محركات شعاع Li-ion تيارات Li3+ الذروة التي تزيد عن 10 مللي أمبير.
في هذا العمل، نعرض تسارع حزم Li3+ مع تيارات ذروة تصل إلى 35 مللي أمبير، وهو ما يشبه مسرعات البروتون المتقدمة.تم إنشاء شعاع أيون الليثيوم الأصلي باستخدام الاستئصال بالليزر ونظام زرع البلازما المباشر (DPIS) الذي تم تطويره في الأصل لتسريع C6+.تم تصنيع خط رباعي الترددات الراديوية مصمم خصيصًا (RFQ linac) باستخدام هيكل رنين رباعي القضبان.لقد تحققنا من أن الشعاع المتسارع لديه طاقة شعاع عالية النقاء محسوبة.بمجرد التقاط شعاع Li3+ وتسريعه بشكل فعال بواسطة مسرع التردد الراديوي (RF)، يتم استخدام قسم linac (المسرع) اللاحق لتوفير الطاقة اللازمة لتوليد تدفق نيوتروني قوي من الهدف.
يعد تسريع الأيونات عالية الأداء تقنية راسخة.تتمثل المهمة المتبقية لإنشاء مولد نيوتروني مدمج جديد عالي الكفاءة في توليد عدد كبير من أيونات الليثيوم المجردة بالكامل وتشكيل بنية عنقودية تتكون من سلسلة من نبضات الأيونات المتزامنة مع دورة التردد اللاسلكي في المسرع.تم وصف نتائج التجارب المصممة لتحقيق هذا الهدف في الأقسام الفرعية الثلاثة التالية: (1) توليد شعاع خالي تمامًا من شعاع أيون الليثيوم، (2) تسريع الشعاع باستخدام خط عرض عرض الأسعار المصمم خصيصًا، و (3) تسريع التحليل للشعاع للتحقق من محتوياته.في مختبر بروكهافن الوطني (BNL)، قمنا ببناء الإعداد التجريبي الموضح في الشكل 2.
نظرة عامة على الإعداد التجريبي للتحليل المتسارع لحزم الليثيوم (موضح بواسطة Inkscape، 1.0.2، https://inkscape.org/).من اليمين إلى اليسار، يتم إنشاء البلازما الليزرية في غرفة التفاعل مع هدف الليزر ويتم تسليمها إلى خط عرض الأسعار (RFQ).عند دخول مسرع RFQ، يتم فصل الأيونات عن البلازما وحقنها في مسرع RFQ من خلال مجال كهربائي مفاجئ تم إنشاؤه بواسطة فرق جهد 52 كيلو فولت بين قطب الاستخراج وقطب RFQ في منطقة الانجراف.يتم تسريع الأيونات المستخرجة من 22 كيلو إلكترون فولت/ن إلى 204 كيلو إلكترون فولت/ن باستخدام أقطاب RFQ بطول 2 متر.يوفر محول التيار (CT) المثبت عند مخرج RFQ linac قياسًا غير مدمر لتيار الحزمة الأيونية.يتم تركيز الشعاع بواسطة ثلاثة مغناطيسات رباعية الأقطاب وتوجيهه إلى مغناطيس ثنائي القطب، الذي يفصل ويوجه شعاع Li3+ إلى الكاشف.خلف الشق، يتم استخدام وميض بلاستيكي قابل للسحب وكوب فاراداي (FC) بتحيز يصل إلى -400 فولت للكشف عن الشعاع المتسارع.
لتوليد أيونات الليثيوم المؤينة بالكامل (Li3+)، من الضروري إنشاء بلازما بدرجة حرارة أعلى من طاقة التأين الثالثة (122.4 فولت).لقد حاولنا استخدام الاستئصال بالليزر لإنتاج بلازما ذات درجة حرارة عالية.لا يُستخدم هذا النوع من مصادر أيونات الليزر بشكل شائع لتوليد حزم أيونات الليثيوم لأن معدن الليثيوم تفاعلي ويتطلب معالجة خاصة.لقد قمنا بتطوير نظام تحميل مستهدف لتقليل الرطوبة وتلوث الهواء عند تركيب رقائق الليثيوم في غرفة تفاعل الليزر الفراغي.تم تنفيذ جميع الاستعدادات للمواد في بيئة خاضعة للرقابة من الأرجون الجاف.بعد تثبيت رقائق الليثيوم في غرفة الليزر المستهدفة، تم تشعيع الرقاقة باستخدام إشعاع ليزر Nd:YAG النبضي بطاقة 800 مللي جول لكل نبضة.عند التركيز على الهدف، تقدر كثافة طاقة الليزر بحوالي 1012 واط/سم2.يتم إنشاء البلازما عندما يقوم الليزر النبضي بتدمير هدف في الفراغ.خلال كامل نبضة الليزر البالغة 6 نانوثانية، تستمر البلازما في التسخين، ويرجع ذلك أساسًا إلى عملية الكبح العكسي.نظرًا لعدم تطبيق أي مجال خارجي محصور أثناء مرحلة التسخين، تبدأ البلازما في التوسع في ثلاثة أبعاد.عندما تبدأ البلازما بالتمدد فوق السطح المستهدف، يكتسب مركز كتلة البلازما سرعة متعامدة مع السطح المستهدف بطاقة قدرها 600 فولت/ن.بعد التسخين، تستمر البلازما في التحرك في الاتجاه المحوري من الهدف، وتتوسع بشكل متساوي.
كما هو مبين في الشكل 2، تتوسع بلازما الاجتثاث إلى حجم فراغ محاط بحاوية معدنية لها نفس إمكانات الهدف.وهكذا، تنجرف البلازما عبر المنطقة الخالية من المجال نحو مسرع طلب عرض الأسعار.يتم تطبيق مجال مغناطيسي محوري بين غرفة تشعيع الليزر وRFQ linac عن طريق ملف لولبي ملفوف حول غرفة التفريغ.يمنع المجال المغناطيسي للملف اللولبي التمدد الشعاعي للبلازما المنجرفة من أجل الحفاظ على كثافة البلازما العالية أثناء التوصيل إلى فتحة طلب عرض الأسعار.من ناحية أخرى، تستمر البلازما في التوسع في الاتجاه المحوري أثناء الانجراف، وتشكل بلازما ممدودة.يتم تطبيق انحياز الجهد العالي على الوعاء المعدني الذي يحتوي على البلازما أمام منفذ الخروج عند مدخل طلب عرض الأسعار.تم اختيار جهد التحيز لتوفير معدل الحقن المطلوب 7Li3+ من أجل التسارع المناسب بواسطة خط RFQ.
لا تحتوي بلازما الاجتثاث الناتجة على 7Li3+ فحسب، بل تحتوي أيضًا على الليثيوم في حالات الشحن الأخرى والعناصر الملوثة، والتي يتم نقلها في نفس الوقت إلى المسرع الخطي RFQ.قبل التجارب المتسارعة باستخدام RFQ linac، تم إجراء تحليل وقت الرحلة (TOF) دون الاتصال بالإنترنت لدراسة تكوين الأيونات وتوزيع الطاقة في البلازما.تم شرح الإعداد التحليلي التفصيلي وتوزيعات حالة الشحن المرصودة في قسم الأساليب.أظهر التحليل أن أيونات 7Li3+ كانت الجسيمات الرئيسية، حيث تمثل حوالي 54% من جميع الجسيمات، كما هو موضح في الشكل 3. وفقًا للتحليل، يقدر تيار الأيون 7Li3+ عند نقطة خرج شعاع الأيون بـ 1.87 مللي أمبير.أثناء الاختبارات المتسارعة، يتم تطبيق مجال ملف لولبي بقوة 79 طن متري على البلازما المتوسعة.ونتيجة لذلك، زاد تيار 7Li3+ المستخرج من البلازما والملاحظ على الكاشف بمعامل قدره 30.
كسور الأيونات في البلازما المولدة بالليزر تم الحصول عليها عن طريق تحليل وقت الرحلة.تشكل الأيونات 7Li1+ و7Li2+ 5% و25% من الشعاع الأيوني على التوالي.يتوافق الجزء المكتشف من جزيئات 6Li مع المحتوى الطبيعي لـ 6Li (7.6%) في هدف رقائق الليثيوم ضمن الخطأ التجريبي.ولوحظ تلوث طفيف بالأكسجين (6.2%)، بشكل رئيسي O1+ (2.1%) وO2+ (1.5%)، والذي قد يكون بسبب أكسدة سطح هدف رقائق الليثيوم.
كما ذكرنا سابقًا، تنجرف بلازما الليثيوم في منطقة خالية من الحقول قبل الدخول إلى خط RFQ.يحتوي مدخل RFQ linac على فتحة قطرها 6 مم في حاوية معدنية، ويبلغ جهد التحيز 52 كيلو فولت.على الرغم من أن جهد قطب RFQ يتغير بسرعة بمقدار ± 29 كيلو فولت عند 100 ميجاهرتز، إلا أن الجهد يسبب تسارعًا محوريًا لأن أقطاب مسرع RFQ لديها متوسط ​​إمكانات صفر.نظرًا للمجال الكهربائي القوي المتولد في فجوة 10 مم بين الفتحة وحافة قطب RFQ، يتم استخراج أيونات البلازما الموجبة فقط من البلازما عند الفتحة.في أنظمة توصيل الأيونات التقليدية، يتم فصل الأيونات عن البلازما بواسطة مجال كهربائي على مسافة كبيرة أمام مسرع RFQ ثم يتم تركيزها في فتحة RFQ بواسطة عنصر تركيز الشعاع.ومع ذلك، بالنسبة لحزم الأيونات الثقيلة المكثفة المطلوبة لمصدر نيوتروني مكثف، يمكن أن تؤدي القوى التنافرية غير الخطية بسبب تأثيرات الشحنة الفضائية إلى خسائر كبيرة في تيار الحزمة في نظام نقل الأيونات، مما يحد من ذروة التيار التي يمكن تسريعها.في DPIS الخاص بنا، يتم نقل الأيونات عالية الكثافة كبلازما منجرفة مباشرة إلى نقطة الخروج من فتحة RFQ، لذلك لا يوجد فقدان لشعاع الأيونات بسبب الشحن الفضائي.خلال هذا العرض التوضيحي، تم تطبيق DPIS على شعاع أيون الليثيوم لأول مرة.
تم تطوير هيكل RFQ لتركيز وتسريع الحزم الأيونية ذات التيار العالي منخفضة الطاقة وأصبح المعيار لتسريع الدرجة الأولى.استخدمنا RFQ لتسريع أيونات 7Li3+ من طاقة زرع تبلغ 22 كيلو إلكترون فولت/ن إلى 204 كيلو إلكترون فولت/ن.على الرغم من أن الليثيوم والجسيمات الأخرى ذات الشحنة المنخفضة في البلازما يتم استخلاصها أيضًا من البلازما وحقنها في فتحة RFQ، إلا أن ليناك RFQ يعمل فقط على تسريع الأيونات بنسبة شحن إلى كتلة (Q/A) قريبة من 7Li3+.
على الشكل.يوضح الشكل 4 أشكال الموجات التي اكتشفها محول التيار (CT) عند خرج RFQ linac وكأس فاراداي (FC) بعد تحليل المغناطيس، كما هو موضح في الشكل.2. يمكن تفسير التحول الزمني بين الإشارات على أنه الفرق في زمن الرحلة في موقع الكاشف.كان ذروة أيون التيار المقاس عند CT 43 مللي أمبير.في موضع RT، يمكن أن يحتوي الشعاع المسجل ليس فقط على الأيونات المتسارعة إلى الطاقة المحسوبة، ولكن أيضًا على أيونات أخرى غير 7Li3+، والتي لم يتم تسريعها بشكل كافٍ.ومع ذلك، فإن تشابه أشكال تيار الأيونات التي تم العثور عليها عن طريق QD وPC يشير إلى أن تيار الأيون يتكون بشكل أساسي من 7Li3+ المتسارع، ويعود الانخفاض في قيمة الذروة للتيار على الكمبيوتر الشخصي إلى فقدان الشعاع أثناء نقل الأيونات بين QD وPC. الكمبيوتر.الخسائر وهذا ما تؤكده أيضًا محاكاة المغلف.لقياس تيار الشعاع 7Li3+ بدقة، يتم تحليل الشعاع باستخدام مغناطيس ثنائي القطب كما هو موضح في القسم التالي.
مخططات الذبذبات للحزمة المتسارعة المسجلة في مواقع الكاشف CT (المنحنى الأسود) وFC (المنحنى الأحمر).يتم تشغيل هذه القياسات من خلال الكشف عن إشعاع الليزر بواسطة كاشف ضوئي أثناء توليد بلازما الليزر.يُظهر المنحنى الأسود الشكل الموجي المقاس على جهاز CT متصل بمخرج RFQ linac.ونظرًا لقربه من RFQ linac، يلتقط الكاشف ضوضاء تردد لاسلكي بتردد 100 ميجاهرتز، لذلك تم تطبيق مرشح FFT بتمرير منخفض بتردد 98 ميجاهرتز لإزالة إشارة الترددات اللاسلكية الرنانة بتردد 100 ميجاهرتز المتراكبة على إشارة الكشف.يُظهر المنحنى الأحمر الشكل الموجي عند FC بعد أن يوجه المغناطيس التحليلي شعاع الأيونات 7Li3+.في هذا المجال المغناطيسي، يمكن نقل ما عدا 7Li3+ وN6+ وO7+.
يتم تركيز شعاع الأيونات بعد ليناك RFQ بواسطة سلسلة من ثلاثة مغناطيسات تركيز رباعي ثم يتم تحليلها بواسطة مغناطيس ثنائي القطب لعزل الشوائب في شعاع الأيون.يقوم المجال المغناطيسي البالغ 0.268 T بتوجيه حزم 7Li3+ إلى FC.يظهر الشكل الموجي للكشف عن هذا المجال المغناطيسي في شكل منحنى أحمر في الشكل 4. ويصل تيار شعاع الذروة إلى 35 مللي أمبير، وهو أعلى بأكثر من 100 مرة من شعاع Li3+ النموذجي المنتج في المسرعات الكهروستاتيكية التقليدية الحالية.يبلغ عرض نبضة الشعاع 2.0 ميكروثانية بعرض كامل بنصف الحد الأقصى.يشير اكتشاف شعاع 7Li3+ مع مجال مغناطيسي ثنائي القطب إلى نجاح التجميع وتسريع الشعاع.يظهر في الشكل 5 تيار الحزمة الأيونية الذي اكتشفه FC عند مسح المجال المغناطيسي لثنائي القطب. وقد لوحظت ذروة واحدة نظيفة، منفصلة جيدًا عن القمم الأخرى.نظرًا لأن جميع الأيونات المتسارعة إلى طاقة التصميم بواسطة خط RFQ لها نفس السرعة، فمن الصعب فصل الحزم الأيونية التي لها نفس Q/A بواسطة المجالات المغناطيسية ثنائية القطب.لذلك، لا يمكننا التمييز بين 7Li3+ وN6+ أو O7+.ومع ذلك، يمكن تقدير كمية الشوائب من حالات الشحن المجاورة.على سبيل المثال، يمكن فصل N7+ وN5+ بسهولة، بينما قد يكون N6+ جزءًا من الشوائب ومن المتوقع أن يكون موجودًا بنفس الكمية تقريبًا مثل N7+ وN5+.ويقدر مستوى التلوث بنحو 2%.
أطياف مكون الشعاع التي تم الحصول عليها عن طريق مسح المجال المغناطيسي ثنائي القطب.الذروة عند 0.268 T تقابل 7Li3+ وN6+.يعتمد عرض الذروة على حجم الشعاع الموجود على الشق.على الرغم من القمم الواسعة، فإن 7Li3+ ينفصل جيدًا عن 6Li3+ وO6+ وN5+، ولكنه ينفصل بشكل سيئ عن O7+ وN6+.
في موقع FC، تم تأكيد ملف تعريف الشعاع باستخدام وميض إضافي وتسجيله باستخدام كاميرا رقمية سريعة كما هو موضح في الشكل 6. ويظهر أن الحزمة النبضية 7Li3+ بتيار 35 مللي أمبير قد تم تسريعها إلى طلب عرض أسعار محسوب طاقة تبلغ 204 كيلو إلكترون فولت/ن، والتي تقابل 1.4 ميجا إلكترون فولت، وتنتقل إلى كاشف FC.
تمت ملاحظة ملف تعريف الشعاع على شاشة وميض ما قبل FC (ملون بواسطة فيجي، 2.3.0، https://imagej.net/software/fiji/).تم ضبط المجال المغناطيسي للمغناطيس ثنائي القطب التحليلي لتوجيه تسارع شعاع Li3 + أيون إلى طاقة التصميم RFQ.النقاط الزرقاء في المنطقة الخضراء ناتجة عن مادة وامضة معيبة.
لقد حققنا توليد أيونات 7Li3+ عن طريق الاجتثاث بالليزر لسطح رقائق الليثيوم الصلبة، وتم التقاط شعاع أيوني عالي التيار وتسريعه باستخدام خط RFQ المصمم خصيصًا باستخدام DPIS.عند طاقة شعاع تبلغ 1.4 MeV، وصل التيار الأقصى البالغ 7Li3+ على FC بعد تحليل المغناطيس إلى 35 مللي أمبير.وهذا يؤكد أن الجزء الأهم من تنفيذ المصدر النيوتروني ذو الكينماتيكا العكسية قد تم تنفيذه تجريبيا.في هذا الجزء من الورقة، سيتم مناقشة التصميم الكامل لمصدر النيوترونات المضغوط، بما في ذلك المسرعات عالية الطاقة ومحطات النيوترونات المستهدفة.يعتمد التصميم على النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام الأنظمة الموجودة في مختبرنا.تجدر الإشارة إلى أنه يمكن زيادة تيار الذروة لشعاع الأيون عن طريق تقصير المسافة بين رقائق الليثيوم وخط RFQ.أرز.يوضح الشكل 7 المفهوم الكامل لمصدر النيوترون المضغوط المقترح في المسرع.
التصميم المفاهيمي لمصدر النيوترون المدمج المقترح في المسرع (رسم بواسطة Freecad، 0.19، https://www.freecadweb.org/).من اليمين إلى اليسار: مصدر أيون الليزر، ومغناطيس الملف اللولبي، وخط RFQ، ونقل شعاع الطاقة المتوسطة (MEBT)، وخط IH، وغرفة التفاعل لتوليد النيوترونات.يتم توفير الحماية من الإشعاع في المقام الأول في الاتجاه الأمامي بسبب الطبيعة الموجهة بشكل ضيق لحزم النيوترونات المنتجة.
بعد خط RFQ، تم التخطيط لمزيد من التسريع للبنية H الرقمية (IH linac) 30 خط.تستخدم IH linacs بنية أنبوب الانجراف ذات الوضع π لتوفير تدرجات عالية للمجال الكهربائي عبر نطاق معين من السرعات.تم إجراء الدراسة المفاهيمية على أساس محاكاة الديناميكيات الطولية أحادية الأبعاد ومحاكاة القشرة ثلاثية الأبعاد.تظهر الحسابات أن خط ليناك IH بتردد 100 ميجا هرتز مع جهد أنبوب انجراف معقول (أقل من 450 كيلو فولت) ومغناطيس تركيز قوي يمكنه تسريع شعاع 40 مللي أمبير من 1.4 إلى 14 ميجا فولت على مسافة 1.8 متر.يُقدر توزيع الطاقة في نهاية سلسلة المعجل بـ ± 0.4 ميجا فولت، وهو ما لا يؤثر بشكل كبير على طيف طاقة النيوترونات التي ينتجها هدف تحويل النيوترونات.بالإضافة إلى ذلك، فإن انبعاثية الشعاع منخفضة بما يكفي لتركيز الشعاع في بقعة شعاع أصغر مما هو مطلوب عادةً لمغناطيس رباعي الأقطاب متوسط ​​القوة والحجم.في نقل حزمة الطاقة المتوسطة (MEBT) بين خط RFQ وخط IH، يتم استخدام مرنان تكوين الشعاع للحفاظ على بنية تكوين الشعاع.يتم استخدام ثلاثة مغناطيسات رباعية الأقطاب للتحكم في حجم الحزمة الجانبية.تم استخدام استراتيجية التصميم هذه في العديد من المسرعات .يُقدر الطول الإجمالي للنظام بأكمله من مصدر الأيونات إلى الحجرة المستهدفة بأقل من 8 أمتار، وهو ما يمكن وضعه في شاحنة نصف مقطورة قياسية.
سيتم تثبيت هدف التحويل النيوتروني مباشرة بعد المسرع الخطي.نناقش تصاميم المحطة المستهدفة استناداً إلى الدراسات السابقة باستخدام السيناريوهات الحركية العكسية.تتضمن أهداف التحويل المبلغ عنها المواد الصلبة (البولي بروبيلين (C3H6) وهيدريد التيتانيوم (TiH2)) والأنظمة المستهدفة الغازية.كل هدف له مزايا وعيوب.تسمح الأهداف الصلبة بالتحكم الدقيق في السُمك.كلما كان الهدف أرق، كلما كان الترتيب المكاني لإنتاج النيوترونات أكثر دقة.ومع ذلك، قد لا تزال هذه الأهداف تحتوي على درجة معينة من التفاعلات النووية والإشعاعات غير المرغوب فيها.من ناحية أخرى، يمكن أن يوفر هدف الهيدروجين بيئة أنظف من خلال القضاء على إنتاج 7Be، المنتج الرئيسي للتفاعل النووي.ومع ذلك، يتمتع الهيدروجين بقدرة حاجز ضعيفة ويتطلب مسافة فيزيائية كبيرة لإطلاق طاقة كافية.وهذا غير مناسب قليلاً لقياسات TOF.بالإضافة إلى ذلك، إذا تم استخدام طبقة رقيقة لإغلاق هدف الهيدروجين، فمن الضروري مراعاة فقدان الطاقة لأشعة جاما الناتجة عن الطبقة الرقيقة وشعاع الليثيوم الساقط.
وتستخدم شركة ليكورن أهدافًا من مادة البولي بروبيلين وقد تمت ترقية النظام المستهدف إلى خلايا هيدروجينية محكمة الغلق برقائق التنتالوم.بافتراض وجود تيار شعاع يبلغ 100 nA لـ 7Li34، يمكن لكلا النظامين المستهدفين إنتاج ما يصل إلى 107 n/s/sr.إذا طبقنا تحويل إنتاج النيوترونات المزعوم على مصدر النيوترونات المقترح لدينا، فيمكن الحصول على شعاع يحركه الليثيوم بقوة 7 × 10–8 درجة مئوية لكل نبضة ليزر.وهذا يعني أن إطلاق الليزر مرتين فقط في الثانية ينتج نيوترونات أكثر بنسبة 40% مما يمكن أن تنتجه ليكورن في ثانية واحدة باستخدام شعاع مستمر.يمكن زيادة التدفق الإجمالي بسهولة عن طريق زيادة تردد إثارة الليزر.إذا افترضنا أن هناك نظام ليزر بقوة 1 كيلو هرتز في السوق، فيمكن بسهولة زيادة متوسط ​​تدفق النيوترونات إلى حوالي 7 × 109 ن/ث/ث.
عندما نستخدم أنظمة معدل تكرار عالية مع أهداف بلاستيكية، فمن الضروري التحكم في توليد الحرارة على الأهداف لأن مادة البولي بروبيلين، على سبيل المثال، لديها نقطة انصهار منخفضة تبلغ 145-175 درجة مئوية وموصلية حرارية منخفضة تبلغ 0.1-0.22 واط/ م/ك.بالنسبة لشعاع أيون الليثيوم 14 ميجا فولت، يكون هدف البولي بروبيلين بسمك 7 ميكرومتر كافيًا لتقليل طاقة الشعاع إلى عتبة التفاعل (13.098 ميجا فولت).مع الأخذ في الاعتبار التأثير الإجمالي للأيونات الناتجة عن طلقة ليزر واحدة على الهدف، يقدر إطلاق طاقة أيونات الليثيوم من خلال مادة البولي بروبيلين بـ 64 مللي جول/نبضة.بافتراض أن كل الطاقة تنتقل في دائرة يبلغ قطرها 10 ملم، فإن كل نبضة تتوافق مع ارتفاع في درجة الحرارة يبلغ حوالي 18 كلفن/نبضة.يعتمد إطلاق الطاقة على أهداف البولي بروبيلين على افتراض بسيط مفاده أن جميع الطاقة المفقودة يتم تخزينها كحرارة، بدون إشعاع أو فقدان حرارة آخر.وبما أن زيادة عدد النبضات في الثانية يتطلب القضاء على تراكم الحرارة، يمكننا استخدام أهداف الشريط لتجنب إطلاق الطاقة عند نفس النقطة.بافتراض وجود بقعة شعاع 10 مم على هدف بمعدل تكرار ليزر يبلغ 100 هرتز، فإن سرعة المسح لشريط البولي بروبيلين ستكون 1 م/ث.من الممكن تحقيق معدلات تكرار أعلى إذا تم السماح بتداخل بقعة الشعاع.
قمنا أيضًا بدراسة الأهداف باستخدام بطاريات الهيدروجين، لأنه يمكن استخدام حزم دفع أقوى دون الإضرار بالهدف.يمكن ضبط شعاع النيوترونات بسهولة عن طريق تغيير طول غرفة الغاز وضغط الهيدروجين بداخلها.غالبًا ما تُستخدم الرقائق المعدنية الرقيقة في المسرعات لفصل المنطقة الغازية للهدف عن الفراغ.لذلك، من الضروري زيادة طاقة شعاع أيون الليثيوم الساقط من أجل تعويض فقدان الطاقة على الرقاقة.تتكون المجموعة المستهدفة الموصوفة في التقرير 35 من حاوية ألومنيوم بطول 3.5 سم مع ضغط غاز H2 يبلغ 1.5 ضغط جوي.يدخل شعاع أيون الليثيوم بقدرة 16.75 ميجا فولت إلى البطارية من خلال رقاقة تا 2.7 ميكرومتر المبردة بالهواء، ويتم تباطؤ طاقة شعاع أيون الليثيوم في نهاية البطارية إلى عتبة التفاعل.ولزيادة طاقة شعاع بطاريات الليثيوم أيون من 14.0 ميجا فولت إلى 16.75 ميجا فولت، كان لا بد من إطالة الخط اللينك IH بحوالي 30 سم.
كما تمت دراسة انبعاث النيوترونات من أهداف الخلايا الغازية.بالنسبة لأهداف غاز ليكورن المذكورة أعلاه، تظهر عمليات محاكاة GEANT436 أنه يتم توليد نيوترونات عالية التوجه داخل المخروط، كما هو موضح في الشكل 1 في [37].يُظهر المرجع 35 نطاق الطاقة من 0.7 إلى 3.0 ميجا فولت مع فتحة مخروطية قصوى تبلغ 19.5 درجة بالنسبة لاتجاه انتشار الحزمة الرئيسية.يمكن للنيوترونات عالية التوجيه أن تقلل بشكل كبير من كمية مادة التدريع في معظم الزوايا، مما يقلل من وزن الهيكل ويوفر مرونة أكبر في تركيب معدات القياس.من وجهة نظر الحماية من الإشعاع، بالإضافة إلى النيوترونات، يصدر هذا الهدف الغازي 478 كيلو إلكترون فولت من أشعة جاما بشكل متساوي في نظام الإحداثيات النقطية الوسطى.يتم إنتاج أشعة γ هذه نتيجة لاضمحلال 7Be وإلغاء استثارة 7Li، والذي يحدث عندما يضرب شعاع Li الأساسي نافذة الإدخال Ta.ومع ذلك، عن طريق إضافة ميزاء أسطواني سميك 35 Pb/Cu، يمكن تقليل الخلفية بشكل كبير.
كهدف بديل، يمكن استخدام نافذة البلازما [39، 40]، مما يجعل من الممكن تحقيق ضغط هيدروجيني مرتفع نسبيًا ومنطقة مكانية صغيرة لتوليد النيوترونات، على الرغم من أنها أقل شأنا من الأهداف الصلبة.
نحن ندرس خيارات استهداف تحويل النيوترونات لتوزيع الطاقة المتوقع وحجم الشعاع لحزمة أيونات الليثيوم باستخدام GEANT4.تُظهر عمليات المحاكاة لدينا توزيعًا ثابتًا لطاقة النيوترونات والتوزيعات الزاوية لأهداف الهيدروجين في الأدبيات المذكورة أعلاه.في أي نظام مستهدف، يمكن إنتاج نيوترونات عالية التوجه عن طريق تفاعل حركي عكسي مدفوع بشعاع قوي 7Li3+ على هدف غني بالهيدروجين.ولذلك، يمكن تنفيذ مصادر نيوترونية جديدة من خلال الجمع بين التقنيات الموجودة بالفعل.
أعادت ظروف تشعيع الليزر إنتاج تجارب توليد شعاع الأيونات قبل العرض المتسارع.الليزر عبارة عن نظام Nd:YAG نانو ثانية سطح المكتب بكثافة طاقة ليزر تبلغ 1012 وات / سم 2، وطول موجة أساسي يبلغ 1064 نانومتر، وطاقة موضعية تبلغ 800 مللي جول، ومدة نبضة تبلغ 6 نانوثانية.ويقدر قطر البقعة على الهدف بـ 100 ميكرومتر.نظرًا لأن معدن الليثيوم (Alfa Aesar، نقي بنسبة 99.9%) ناعم جدًا، يتم ضغط المادة المقطوعة بدقة في القالب.أبعاد الفويل 25 مم × 25 مم، السمك 0.6 مم.يحدث ضرر يشبه الحفرة على سطح الهدف عندما يضربه الليزر، لذلك يتم تحريك الهدف بواسطة منصة آلية لتوفير جزء جديد من سطح الهدف مع كل طلقة ليزر.لتجنب إعادة التركيب بسبب الغاز المتبقي، تم الحفاظ على الضغط في الغرفة أقل من نطاق 10-4 باسكال.
الحجم الأولي لبلازما الليزر صغير، حيث أن حجم بقعة الليزر هو 100 ميكرومتر وفي غضون 6 نانو ثانية بعد توليدها.يمكن اعتبار الحجم كنقطة محددة وتوسيعه.إذا تم وضع الكاشف على مسافة xm من السطح المستهدف، فإن الإشارة المستقبلة تخضع للعلاقة: تيار الأيون I، وقت وصول الأيون t، وعرض النبض τ.
تمت دراسة البلازما المتولدة بطريقة TOF باستخدام FC ومحلل أيونات الطاقة (EIA) الموجود على مسافة 2.4 متر و3.85 متر من هدف الليزر.يحتوي FC على شبكة كابتة منحازة بمقدار -5 كيلو فولت لمنع الإلكترونات.يحتوي جهاز تقييم الأثر البيئي على عاكس إلكتروستاتيكي بزاوية 90 درجة يتكون من قطبين كهربائيين أسطوانيين معدنيين متحدين المحور لهما نفس الجهد ولكن قطبية معاكسة، موجب من الخارج وسالب من الداخل.يتم توجيه البلازما المتوسعة إلى العاكس الموجود خلف الفتحة ويتم انحرافها بواسطة المجال الكهربائي الذي يمر عبر الأسطوانة.تم الكشف عن الأيونات التي تحقق العلاقة E/z = eKU باستخدام مضاعف الإلكترون الثانوي (SEM) (Hamamatsu R2362)، حيث E وz وe وK وU هي طاقة الأيونات وحالة الشحن والشحن وهي عوامل هندسية لتقييم الأثر البيئي. .الإلكترونات، على التوالي، وفرق الجهد بين الأقطاب الكهربائية.من خلال تغيير الجهد عبر العاكس، يمكن الحصول على توزيع الطاقة والشحن للأيونات في البلازما.يتراوح جهد الاجتياح U / 2 EIA من 0.2 فولت إلى 800 فولت، وهو ما يتوافق مع طاقة أيونية في النطاق من 4 فولت إلى 16 كيلو فولت لكل حالة شحن.
توزيعات حالة شحن الأيونات التي تم تحليلها في ظل ظروف تشعيع الليزر الموصوفة في قسم "توليد حزم الليثيوم المعزولة بالكامل" موضحة في الشكلين.8.
تحليل توزيع حالة شحن الأيونات.هنا هو الملف الزمني لكثافة تيار الأيونات الذي تم تحليله باستخدام تقييم الأثر البيئي وتم قياسه على مسافة 1 متر من رقائق الليثيوم باستخدام المعادلة.(1) و (2).استخدم ظروف تشعيع الليزر الموضحة في قسم "إنشاء شعاع الليثيوم المقشر بالكامل".ومن خلال دمج كل كثافة تيار، تم حساب نسبة الأيونات في البلازما، كما هو موضح في الشكل 3.
يمكن لمصادر أيونات الليزر تقديم شعاع أيوني مكثف متعدد مللي أمبير بشحنة عالية.ومع ذلك، فإن توصيل الشعاع أمر صعب للغاية بسبب تنافر الشحنة الفضائية، لذلك لم يتم استخدامه على نطاق واسع.في المخطط التقليدي، يتم استخراج الحزم الأيونية من البلازما ونقلها إلى المسرع الأساسي على طول خط الشعاع مع العديد من مغناطيسات التركيز لتشكيل الشعاع الأيوني وفقًا لقدرة الالتقاط للمسرع.في حزم قوة الشحنة الفضائية، تتباعد الحزم بشكل غير خطي، ويتم ملاحظة خسائر خطيرة في الحزمة، خاصة في المنطقة ذات السرعات المنخفضة.للتغلب على هذه المشكلة في تطوير مسرعات الكربون الطبية، تم اقتراح مخطط جديد لتوصيل شعاع DPIS41.لقد طبقنا هذه التقنية لتسريع شعاع أيون الليثيوم القوي من مصدر نيوتروني جديد.
كما يظهر في الشكل.4- المساحة التي يتم فيها توليد البلازما وتوسيعها محاطة بحاوية معدنية.وتمتد المساحة المغلقة إلى مدخل مرنان RFQ، بما في ذلك الحجم الموجود داخل ملف الملف اللولبي.تم تطبيق جهد 52 كيلو فولت على الحاوية.في مرنان RFQ، يتم سحب الأيونات بالجهد من خلال فتحة قطرها 6 مم عن طريق تأريض RFQ.يتم التخلص من القوى التنافرية غير الخطية على خط الشعاع عندما يتم نقل الأيونات في حالة البلازما.بالإضافة إلى ذلك، كما هو مذكور أعلاه، قمنا بتطبيق مجال الملف اللولبي مع DPIS للتحكم في كثافة الأيونات وزيادتها في فتحة الاستخراج.
يتكون مسرع RFQ من غرفة مفرغة أسطوانية كما هو موضح في الشكل.9 أ.بداخله، يتم وضع أربعة قضبان من النحاس الخالي من الأكسجين بشكل رباعي بشكل متناظر حول محور الحزمة (الشكل 9 ب).4 قضبان وغرف تشكل دائرة RF رنانة.يخلق مجال التردد اللاسلكي المستحث جهدًا متغيرًا بمرور الوقت عبر القضيب.يتم تثبيت الأيونات المزروعة طوليًا حول المحور بشكل جانبي بواسطة المجال الرباعي.وفي الوقت نفسه، يتم تعديل طرف القضيب لإنشاء مجال كهربائي محوري.يقسم الحقل المحوري الشعاع المستمر المحقون إلى سلسلة من نبضات الشعاع تسمى الشعاع.يتم احتواء كل شعاع خلال فترة زمنية معينة لدورة التردد اللاسلكي (10 نانوثانية).يتم تباعد الحزم المتجاورة وفقًا لفترة التردد الراديوي.في خط RFQ، يتم تحويل شعاع 2 ميكروثانية من مصدر أيون ليزر إلى سلسلة من 200 شعاع.ثم يتم تسريع الشعاع إلى الطاقة المحسوبة.
المسرع الخطي RFQ.( أ ) (يسار) منظر خارجي لغرفة RFQ linac.(ب) (يمين) قطب كهربائي ذو أربعة قضبان في الغرفة.
معلمات التصميم الرئيسية لـ RFQ linac هي جهد القضيب، وتردد الرنين، ونصف قطر ثقب الشعاع، وتعديل القطب الكهربائي.حدد الجهد على القضيب ± 29 كيلو فولت بحيث يكون مجاله الكهربائي أقل من عتبة الانهيار الكهربائي.كلما انخفض تردد الرنين، زادت قوة التركيز الجانبي وقل متوسط ​​مجال التسارع.يتيح نصف قطر الفتحة الكبير زيادة حجم الشعاع، وبالتالي زيادة تيار الشعاع بسبب تنافر الشحنة الفضائية الأصغر.من ناحية أخرى، يتطلب نصف قطر الفتحة الأكبر طاقة تردد راديوي أكبر لتشغيل خط RFQ.بالإضافة إلى ذلك، فهو مقيد بمتطلبات الجودة الخاصة بالموقع.بناءً على هذه التوازنات، تم اختيار تردد الرنين (100 ميجاهرتز) ونصف قطر الفتحة (4.5 مم) لتسريع شعاع التيار العالي.يتم اختيار التعديل لتقليل فقد الشعاع وزيادة كفاءة التسارع.تم تحسين التصميم عدة مرات لإنتاج تصميم RFQ linac الذي يمكنه تسريع أيونات 7Li3+ عند 40 مللي أمبير من 22 كيلو إلكترون فولت/ن إلى 204 كيلو إلكترون فولت/ن خلال 2 متر.كانت قوة التردد اللاسلكي التي تم قياسها أثناء التجربة 77 كيلو واط.
يمكن لـ RFQ linacs تسريع الأيونات بنطاق سؤال/جواب محدد.لذلك، عند تحليل شعاع يتم تغذيته حتى نهاية المسرع الخطي، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار النظائر والمواد الأخرى.بالإضافة إلى ذلك، فإن الأيونات المطلوبة، التي تم تسريعها جزئيًا، ولكنها نزلت تحت ظروف التسارع في منتصف المسرع، لا يزال بإمكانها تلبية الحبس الجانبي ويمكن نقلها إلى النهاية.تسمى الأشعة غير المرغوب فيها بخلاف جزيئات 7Li3+ المهندسة بالشوائب.في تجاربنا، كانت شوائب 14N6+ و16O7+ هي الأكثر إثارة للقلق، حيث أن رقائق معدن الليثيوم تتفاعل مع الأكسجين والنيتروجين في الهواء.تحتوي هذه الأيونات على نسبة Q/A يمكن تسريعها باستخدام 7Li3+.نحن نستخدم مغناطيس ثنائي القطب لفصل الحزم ذات الجودة والنوعية المختلفة لتحليل الشعاع بعد خط RFQ.
تم تصميم خط الشعاع بعد ليناك RFQ لتوصيل شعاع 7Li3+ المتسارع بالكامل إلى FC بعد المغناطيس ثنائي القطب.- يتم استخدام أقطاب كهربائية متحيزة بقوة 400 فولت لقمع الإلكترونات الثانوية في الكوب لقياس تيار شعاع الأيونات بدقة.باستخدام هذه البصريات، يتم فصل مسارات الأيونات إلى ثنائيات أقطاب وتركيزها في أماكن مختلفة اعتمادًا على سؤال/جواب.بسبب عوامل مختلفة مثل انتشار الزخم وتنافر الشحنة الفضائية، يكون للشعاع الموجود في البؤرة عرض معين.لا يمكن فصل الأنواع إلا إذا كانت المسافة بين المواضع البؤرية للنوعين الأيونيين أكبر من عرض الشعاع.للحصول على أعلى دقة ممكنة، يتم تركيب شق أفقي بالقرب من وسط الشعاع، حيث يتركز الشعاع عمليا.تم تركيب شاشة التلألؤ (CsI(Tl) من Saint-Gobain، 40 مم × 40 مم × 3 مم) بين الشق والكمبيوتر.تم استخدام جهاز التلألؤ لتحديد أصغر شق يجب أن تمر به الجسيمات المصممة للحصول على دقة مثالية ولإظهار أحجام الحزمة المقبولة لحزم الأيونات الثقيلة ذات التيار العالي.يتم تسجيل صورة الشعاع الموجودة على جهاز الوميض بواسطة كاميرا CCD من خلال نافذة مفرغة.اضبط نافذة وقت التعرض لتغطية عرض نبض الشعاع بالكامل.
مجموعات البيانات المستخدمة أو التي تم تحليلها في الدراسة الحالية متاحة من المؤلفين المعنيين بناءً على طلب معقول.
مانك، I. وآخرون.التصوير ثلاثي الأبعاد للمجالات المغناطيسية.الكومونة الوطنية.1، 125. https://doi.org/10.1038/ncomms1125 (2010).
أندرسون، IS وآخرون.إمكانية دراسة مصادر النيوترونات المضغوطة في المسرعات.الفيزياء.654، 1-58.https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.07.007 (2016).
أورتشوولي، A. وآخرون.التصوير المقطعي المحوسب القائم على النيوترون: Pliobates cataloniae وBarberapithecus huerzeleri كحالات اختبار.نعم.ي. الفيزياء.الأنثروبولوجيا.166، 987-993.https://doi.org/10.1002/ajpa.23467 (2018).