304L 6.35*1mm wasambazaji wa neli zilizosongwa za chuma cha pua, Onyesho la boriti kali ya lithiamu kwa ajili ya kuzalisha neutroni za moja kwa moja zinazopigika.

Asante kwa kutembelea Nature.com.Unatumia toleo la kivinjari lenye uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer).Kwa kuongeza, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Vitelezi vinavyoonyesha makala tatu kwa kila slaidi.Tumia vitufe vya nyuma na vinavyofuata ili kusogeza kwenye slaidi, au vitufe vya kidhibiti cha slaidi mwishoni ili kusogea kwenye kila slaidi.

Kama njia mbadala ya utafiti wa vinu vya nyuklia, jenereta ya nyutroni inayoendeshwa kwa kasi kwa kutumia kiendeshi cha boriti ya lithiamu-ioni inaweza kuwa mwaniaji mzuri kwa sababu hutoa mionzi kidogo isiyohitajika.Hata hivyo, ilikuwa vigumu kutoa boriti kali ya ioni za lithiamu, na matumizi ya vitendo ya vifaa vile ilionekana kuwa haiwezekani.Tatizo kubwa zaidi la mtiririko wa kutosha wa ioni ulitatuliwa kwa kutumia mpango wa moja kwa moja wa upandaji wa plasma.Katika mpango huu, plasma yenye msongamano wa juu inayotokana na uondoaji wa leza ya foil ya chuma ya lithiamu inadungwa kwa ufanisi na kuharakishwa na kichapuzi cha masafa ya juu cha quadrupole (kichapuzi cha RFQ).Tumepata kiwango cha juu cha mkondo cha 35 mA kilichoharakishwa hadi 1.43 MeV, ambayo ni maagizo mawili ya ukubwa wa juu kuliko mifumo ya kawaida ya kuingiza na ya kuongeza kasi inaweza kutoa.
Tofauti na mionzi ya X au chembe zilizochajiwa, neutroni zina kina kikubwa cha kupenya na mwingiliano wa kipekee na maada iliyofupishwa, na kuzifanya uchunguzi mwingi zaidi wa kusoma sifa za nyenzo1,2,3,4,5,6,7.Hasa, mbinu za kutawanya nyutroni hutumiwa kwa kawaida kuchunguza utungaji, muundo, na mikazo ya ndani katika jambo lililofupishwa na inaweza kutoa maelezo ya kina kuhusu misombo ya kufuatilia katika aloi za chuma ambazo ni vigumu kutambua kwa kutumia spectroscopy ya X-ray.Njia hii inachukuliwa kuwa chombo chenye nguvu katika sayansi ya msingi na hutumiwa na watengenezaji wa metali na vifaa vingine.Hivi majuzi, mtengano wa nyutroni umetumika kugundua mikazo iliyobaki katika vipengee vya mitambo kama vile sehemu za reli na ndege9,10,11,12.Neutroni pia hutumika katika visima vya mafuta na gesi kwa sababu hunaswa kwa urahisi na nyenzo zenye protoni13.Mbinu kama hizo pia hutumiwa katika uhandisi wa kiraia.Upimaji wa nyutroni usio na uharibifu ni chombo madhubuti cha kugundua makosa yaliyofichwa katika majengo, vichuguu na madaraja.Matumizi ya mihimili ya nutroni inatumika kikamilifu katika utafiti wa kisayansi na tasnia, ambayo nyingi zimetengenezwa kihistoria kwa kutumia vinu vya nyuklia.
Hata hivyo, kwa makubaliano ya kimataifa juu ya kutoeneza kwa nyuklia, kujenga vinu vidogo kwa madhumuni ya utafiti kunazidi kuwa vigumu.Zaidi ya hayo, ajali ya hivi majuzi ya Fukushima imefanya ujenzi wa vinu vya nyuklia kuwa karibu kukubalika kijamii.Kuhusiana na mwelekeo huu, mahitaji ya vyanzo vya neutroni kwenye viongeza kasi yanaongezeka2.Kama mbadala wa vinu vya nyuklia, vyanzo kadhaa vikubwa vya nyutroni vinavyopasua kichapuzi tayari vinafanya kazi14,15.Hata hivyo, kwa ajili ya matumizi bora zaidi ya mali ya mihimili ya neutroni, ni muhimu kupanua matumizi ya vyanzo vya kompakt kwenye accelerators, 16 ambayo inaweza kuwa ya taasisi za utafiti wa viwanda na chuo kikuu.Vyanzo vya nyutroni vya kuongeza kasi vimeongeza uwezo na utendakazi mpya pamoja na kutumika kama mbadala wa vinu vya nyuklia14.Kwa mfano, jenereta inayoendeshwa na linac inaweza kuunda mkondo wa neutroni kwa urahisi kwa kudhibiti boriti ya gari.Mara baada ya kutolewa, neutroni ni vigumu kudhibiti na vipimo vya mionzi ni vigumu kuchanganua kutokana na kelele inayotengenezwa na nyutroni za nyuma.Neutroni zinazopigika zinazodhibitiwa na kichapuzi huepuka tatizo hili.Miradi kadhaa kulingana na teknolojia ya kuongeza kasi ya protoni imependekezwa kote ulimwenguni17,18,19.Miitikio 7Li(p, n)7Be na 9Be(p, n)9B hutumiwa mara nyingi zaidi katika jenereta za nyutroni za kompakt zinazoendeshwa na protoni kwa sababu ni athari za endothermic20.Mionzi ya ziada na taka zenye mionzi zinaweza kupunguzwa ikiwa nishati iliyochaguliwa kusisimua boriti ya protoni iko juu kidogo ya thamani ya kizingiti.Hata hivyo, wingi wa kiini cha lengo ni kubwa zaidi kuliko ile ya protoni, na neutroni zinazosababisha hutawanyika pande zote.Utoaji wa karibu wa isotropiki wa flux ya nyutroni huzuia usafirishaji mzuri wa neutroni hadi kwenye kitu cha utafiti.Kwa kuongeza, ili kupata kipimo kinachohitajika cha neutroni kwenye eneo la kitu, ni muhimu kuongeza kwa kiasi kikubwa idadi ya protoni zinazohamia na nishati zao.Kama matokeo, viwango vikubwa vya miale ya gamma na neutroni zitaenea kupitia pembe kubwa, na kuharibu faida ya athari za mwisho wa joto.Jenereta ya kawaida ya neutroni inayoendeshwa kwa kichapishi inayoendeshwa na protoni ina kinga kali ya mionzi na ndiyo sehemu kubwa zaidi ya mfumo.Haja ya kuongeza nishati ya protoni za kuendesha kawaida inahitaji ongezeko la ziada la saizi ya kituo cha kuongeza kasi.
Ili kuondokana na mapungufu ya jumla ya vyanzo vya kawaida vya nyutroni compact katika accelerators, inversion-kinematic mmenyuko mpango ilipendekezwa21.Katika mpango huu, boriti nzito ya lithiamu-ioni hutumiwa kama boriti ya mwongozo badala ya boriti ya protoni, ikilenga nyenzo zenye hidrojeni kama vile plastiki za hidrokaboni, hidridi, gesi ya hidrojeni, au plazima ya hidrojeni.Njia mbadala zimezingatiwa, kama vile mihimili inayoendeshwa na ioni ya berili, hata hivyo, beriliamu ni dutu yenye sumu inayohitaji uangalifu maalum katika kushughulikia.Kwa hiyo, boriti ya lithiamu ndiyo inayofaa zaidi kwa mipango ya majibu ya inversion-kinematic.Kwa kuwa kasi ya viini vya lithiamu ni kubwa kuliko ile ya protoni, katikati ya migongano ya nyuklia inasonga mbele kila wakati, na neutroni pia hutolewa mbele.Kipengele hiki huondoa kwa kiasi kikubwa miale ya gamma isiyotakikana na utoaji wa neutroni wa pembe ya juu22.Ulinganisho wa kisa cha kawaida cha injini ya protoni na hali ya kinematiki kinyume imeonyeshwa kwenye Mchoro 1.
Mchoro wa pembe za uzalishaji wa nutroni kwa mihimili ya protoni na lithiamu (iliyochorwa kwa Adobe Illustrator CS5, 15.1.0, https://www.adobe.com/products/illustrator.html).(a) Neutroni zinaweza kutolewa upande wowote kama matokeo ya athari kutokana na ukweli kwamba protoni zinazosonga hugonga atomi nzito zaidi ya lengo la lithiamu.(b) Kinyume chake, ikiwa kiendeshi cha lithiamu-ioni kinalenga shabaha yenye utajiri wa hidrojeni, neutroni huzalishwa kwa koni nyembamba kuelekea mbele kutokana na kasi ya juu ya kituo cha wingi cha mfumo.
Hata hivyo, ni jenereta chache tu za kinematiki za neutroni zinazobadilika kutokana na ugumu wa kuzalisha mtiririko unaohitajika wa ioni nzito na chaji ya juu ikilinganishwa na protoni.Mimea hii yote hutumia vyanzo hasi vya ioni za sputter pamoja na vichapuzi vya sanjari vya kielektroniki.Aina zingine za vyanzo vya ioni zimependekezwa ili kuongeza ufanisi wa kuongeza kasi ya boriti26.Kwa hali yoyote, sasa boriti ya lithiamu-ioni inapatikana ni 100 µA.Imependekezwa kutumia 1 mA ya Li3 + 27, lakini sasa boriti ya ion hii haijathibitishwa na njia hii.Kwa upande wa ukubwa, vichapuzi vya boriti ya lithiamu haviwezi kushindana na vichapuzi vya boriti ya protoni ambayo sasa ya kilele cha protoni inazidi 10 mA28.
Ili kutekeleza jenereta ya nyutroni ya kompakt kulingana na boriti ya lithiamu-ioni, ni faida kutoa nguvu ya juu bila ioni.Ioni huharakishwa na kuongozwa na nguvu za sumakuumeme, na kiwango cha juu cha chaji husababisha kuongeza kasi kwa ufanisi zaidi.Madereva ya boriti ya Li-ion yanahitaji mikondo ya kilele cha Li3+ zaidi ya 10 mA.
Katika kazi hii, tunaonyesha uharakishaji wa mihimili ya Li3+ na mikondo ya kilele hadi 35 mA, ambayo inalinganishwa na vichapuzi vya juu vya protoni.Boriti ya awali ya ioni ya lithiamu iliundwa kwa kutumia uondoaji wa leza na Mpango wa Upandikizaji wa Moja kwa Moja wa Plasma (DPIS) uliotengenezwa awali ili kuharakisha C6+.Redio ya quadrupole linac (RFQ linac) iliyoundwa maalum iliundwa kwa kutumia muundo wa resonant wa fimbo nne.Tumethibitisha kuwa boriti inayoongeza kasi ina nishati iliyohesabiwa ya boriti ya usafi wa hali ya juu.Pindi boriti ya Li3+ inaponaswa kwa ufanisi na kuharakishwa na kichapuzi cha masafa ya redio (RF), sehemu inayofuata ya linac (kichapuzi) hutumika kutoa nishati inayohitajika kuzalisha mtiririko wa nyutroni wenye nguvu kutoka kwa lengo.
Kuongeza kasi ya ioni za utendaji wa juu ni teknolojia iliyoanzishwa vizuri.Kazi iliyobaki ya kutambua jenereta mpya ya nyutroni kompakt yenye ufanisi mkubwa ni kutoa idadi kubwa ya ioni za lithiamu zilizovuliwa kabisa na kuunda muundo wa nguzo unaojumuisha msururu wa mipigo ya ioni iliyosawazishwa na mzunguko wa RF kwenye kichapuzi.Matokeo ya majaribio yaliyoundwa ili kufikia lengo hili yameelezwa katika vifungu vitatu vifuatavyo: (1) kizazi cha boriti isiyo na lithiamu-ioni, (2) kuongeza kasi ya boriti kwa kutumia linac ya RFQ iliyoundwa mahususi, na (3) kuongeza kasi ya uchanganuzi. ya boriti ili kuangalia yaliyomo.Katika Maabara ya Kitaifa ya Brookhaven (BNL), tuliunda usanidi wa majaribio ulioonyeshwa kwenye Mchoro 2.
Muhtasari wa usanidi wa majaribio wa uchanganuzi ulioharakishwa wa mihimili ya lithiamu (iliyoonyeshwa na Inkscape, 1.0.2, https://inkscape.org/).Kutoka kulia kwenda kushoto, plasma ya leza-ablative huzalishwa katika chumba cha mwingiliano wa leza-lengwa na kuwasilishwa kwa linac ya RFQ.Baada ya kuingia kwenye kichapuzi cha RFQ, ioni hutenganishwa na plasma na hudungwa kwenye kichapuzi cha RFQ kupitia uwanja wa umeme wa ghafla unaoundwa na tofauti ya voltage ya 52 kV kati ya electrode ya uchimbaji na electrode ya RFQ katika eneo la drift.Ioni zilizotolewa huharakishwa kutoka 22 keV/n hadi 204 keV/n kwa kutumia elektrodi za RFQ zenye urefu wa mita 2.Transfoma ya sasa (CT) iliyowekwa kwenye pato la linac ya RFQ hutoa kipimo kisicho na uharibifu cha sasa ya boriti ya ion.Boriti inalenga sumaku tatu za quadrupole na kuelekezwa kwa sumaku ya dipole, ambayo hutenganisha na kuelekeza boriti ya Li3 + kwenye detector.Nyuma ya mpasuko huo, scintillator ya plastiki inayoweza kutolewa tena na kikombe cha Faraday (FC) chenye upendeleo wa hadi -400 V hutumiwa kugundua boriti inayoongeza kasi.
Ili kuzalisha ioni za lithiamu zilizo na ionized kikamilifu (Li3+), ni muhimu kuunda plasma yenye joto zaidi ya nishati yake ya tatu ya ionization (122.4 eV).Tulijaribu kutumia uondoaji wa leza ili kutoa plasma yenye halijoto ya juu.Aina hii ya chanzo cha ioni ya leza haitumiwi kwa kawaida kutengeneza mihimili ya ioni ya lithiamu kwa sababu chuma cha lithiamu ni tendaji na kinahitaji utunzaji maalum.Tumeunda mfumo lengwa wa upakiaji ili kupunguza unyevu na uchafuzi wa hewa wakati wa kusakinisha karatasi ya lithiamu kwenye chumba cha mwingiliano wa leza ya utupu.Maandalizi yote ya vifaa yalifanyika katika mazingira yaliyodhibitiwa ya argon kavu.Baada ya foil ya lithiamu kusakinishwa kwenye chumba lengwa la leza, foili hiyo iliwashwa na mionzi ya leza ya Nd:YAG iliyopigwa kwa nishati ya 800 mJ kwa kila mpigo.Katika kuzingatia lengo, msongamano wa nguvu za leza unakadiriwa kuwa takriban 1012 W/cm2.Plasma huundwa wakati laser ya pulsed inaharibu lengo katika utupu.Wakati wa mapigo yote ya laser 6 ns, plasma inaendelea joto, hasa kutokana na mchakato wa reverse bremsstrahlung.Kwa kuwa hakuna shamba la nje la kufungwa linatumika wakati wa awamu ya joto, plasma huanza kupanua kwa vipimo vitatu.Wakati plasma inapoanza kupanua juu ya uso unaolengwa, katikati ya wingi wa plasma hupata kasi ya perpendicular kwa uso unaolengwa na nishati ya 600 eV / n.Baada ya kupokanzwa, plasma inaendelea kuhamia mwelekeo wa axial kutoka kwa lengo, kupanua isotropically.
Kama inavyoonyeshwa katika Mchoro 2, plasma ya ablation hupanuka hadi kiasi cha utupu kilichozungukwa na chombo cha chuma chenye uwezo sawa na lengo.Kwa hivyo, plasma huteleza kupitia eneo lisilo na uwanja kuelekea kiongeza kasi cha RFQ.Sehemu ya sumaku ya axial inawekwa kati ya chemba ya miale ya leza na linac ya RFQ kwa njia ya jeraha la coil ya solenoid kuzunguka chumba cha utupu.Uga wa sumaku wa solenoid hukandamiza upanuzi wa radial wa plazima inayopeperushwa ili kudumisha msongamano mkubwa wa plazima wakati wa kuwasilisha kwenye tundu la RFQ.Kwa upande mwingine, plasma inaendelea kupanua katika mwelekeo wa axial wakati wa drift, na kutengeneza plasma ndefu.Upendeleo wa voltage ya juu hutumiwa kwenye chombo cha chuma kilicho na plasma mbele ya mlango wa kutokea kwenye ingizo la RFQ.Voltage ya upendeleo ilichaguliwa kutoa kiwango cha sindano cha 7Li3+ kinachohitajika ili kuongeza kasi ifaayo na linac ya RFQ.
Plasma ya ablation inayotokana haina 7Li3+ tu, lakini pia lithiamu katika majimbo mengine ya malipo na vitu vichafuzi, ambavyo husafirishwa kwa wakati mmoja hadi kwa kichapuzi cha mstari cha RFQ.Kabla ya majaribio yaliyoharakishwa kwa kutumia linac ya RFQ, uchanganuzi wa muda wa safari ya nje ya mtandao (TOF) ulifanywa ili kuchunguza muundo na usambazaji wa nishati ya ayoni kwenye plazima.Usanidi wa kina wa uchanganuzi na usambazaji wa hali ya malipo unaozingatiwa umeelezewa katika sehemu ya Mbinu.Uchanganuzi ulionyesha kuwa ioni 7Li3+ zilikuwa chembe kuu, zikichukua karibu 54% ya chembe zote, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3. Kulingana na uchambuzi, sasa ioni ya 7Li3+ kwenye sehemu ya pato la boriti ya ion inakadiriwa kuwa 1.87 mA.Wakati wa vipimo vya kasi, uwanja wa solenoid wa 79 mT hutumiwa kwenye plasma ya kupanua.Kama matokeo, sasa 7Li3+ iliyotolewa kutoka kwa plasma na kuzingatiwa kwenye kigunduzi iliongezeka kwa sababu ya 30.
Sehemu za ioni katika plasma inayozalishwa na laser iliyopatikana kwa uchambuzi wa wakati wa kukimbia.Ioni 7Li1+ na 7Li2+ hufanya 5% na 25% ya boriti ya ioni, mtawaliwa.Sehemu iliyogunduliwa ya chembechembe 6Li inakubaliana na maudhui asilia ya 6Li (7.6%) katika shabaha ya foili ya lithiamu ndani ya hitilafu ya majaribio.Ukolezi mdogo wa oksijeni (6.2%) ulionekana, hasa O1+ (2.1%) na O2+ (1.5%), ambayo inaweza kuwa kutokana na oxidation ya uso wa lengo la lithiamu foil.
Kama ilivyotajwa hapo awali, plasma ya lithiamu huteleza katika eneo lisilo na shamba kabla ya kuingia kwenye linac ya RFQ.Pembejeo ya linac ya RFQ ina shimo la kipenyo cha 6 mm kwenye chombo cha chuma, na voltage ya upendeleo ni 52 kV.Ingawa volteji ya elektrodi ya RFQ hubadilika kwa kasi ±29 kV kwa 100 MHz, volteji husababisha kuongeza kasi ya axia kwa sababu elektrodi za kichapuzi cha RFQ zina uwezo wa wastani wa sifuri.Kutokana na uwanja wenye nguvu wa umeme unaozalishwa katika pengo la mm 10 kati ya aperture na makali ya electrode ya RFQ, ioni za plasma pekee hutolewa kutoka kwa plasma kwenye shimo.Katika mifumo ya kitamaduni ya uwasilishaji wa ayoni, ayoni hutenganishwa na plazima na uwanja wa umeme kwa umbali mkubwa mbele ya kichapuzi cha RFQ na kisha kulenga kwenye kipenyo cha RFQ kwa kipengele kinacholenga boriti.Hata hivyo, kwa mihimili mikali ya ioni inayohitajika kwa chanzo kikubwa cha nyutroni, nguvu zisizo za mstari za kukataa kutokana na athari za malipo ya nafasi zinaweza kusababisha hasara kubwa za sasa za boriti katika mfumo wa usafiri wa ioni, na kupunguza kilele cha sasa ambacho kinaweza kuharakishwa.Katika DPIS yetu, ayoni zenye nguvu ya juu husafirishwa kama plasma inayopeperushwa moja kwa moja hadi sehemu ya kutoka ya tundu la RFQ, kwa hivyo hakuna hasara ya boriti ya ayoni kutokana na malipo ya nafasi.Wakati wa maandamano haya, DPIS ilitumika kwa boriti ya lithiamu-ion kwa mara ya kwanza.
Muundo wa RFQ ulitengenezwa kwa ajili ya kulenga na kuongeza kasi ya mihimili ya ioni ya juu ya nishati ya chini na imekuwa kiwango cha kuongeza kasi ya agizo la kwanza.Tulitumia RFQ kuongeza kasi ya ioni 7Li3+ kutoka kwa nishati ya kupandikiza ya 22 keV/n hadi 204 keV/n.Ijapokuwa lithiamu na chembe nyingine zilizo na chaji ya chini katika plazima pia hutolewa kutoka kwa plazima na kudungwa kwenye tundu la RFQ, linac ya RFQ huharakisha ayoni tu kwa uwiano wa chaji-kwa-misa (Q/A) karibu na 7Li3+.
Kwenye mtini.Mchoro wa 4 unaonyesha muundo wa mawimbi uliogunduliwa na kibadilishaji cha sasa (CT) kwenye pato la RFQ linac na kikombe cha Faraday (FC) baada ya kuchambua sumaku, kama inavyoonyeshwa kwenye tini.2. Mabadiliko ya wakati kati ya ishara yanaweza kufasiriwa kama tofauti ya wakati wa kukimbia kwenye eneo la detector.Kilele cha ioni cha sasa kilichopimwa katika CT kilikuwa 43 mA.Katika nafasi ya RT, boriti iliyosajiliwa haiwezi kuwa na ions tu iliyoharakishwa kwa nishati iliyohesabiwa, lakini pia ions nyingine zaidi ya 7Li3+, ambazo hazijaharakishwa vya kutosha.Hata hivyo, kufanana kwa fomu za sasa za ion zinazopatikana kwa njia ya QD na PC zinaonyesha kuwa sasa ya ion hasa ina kasi ya 7Li3+, na kupungua kwa thamani ya kilele cha sasa kwenye PC husababishwa na hasara za boriti wakati wa uhamisho wa ion kati ya QD na QD. Kompyuta.Hasara Hii pia inathibitishwa na simulation ya bahasha.Ili kupima kwa usahihi sasa boriti ya 7Li3+, boriti inachambuliwa kwa sumaku ya dipole kama ilivyoelezwa katika sehemu inayofuata.
Oscillograms ya boriti ya kasi iliyorekodiwa katika nafasi za detector CT (curve nyeusi) na FC (curve nyekundu).Vipimo hivi vinachochewa na ugunduzi wa mionzi ya laser na kigundua picha wakati wa kizazi cha plasma ya laser.Mviringo mweusi unaonyesha umbo la mawimbi lililopimwa kwenye CT iliyounganishwa kwenye pato la linac ya RFQ.Kwa sababu ya ukaribu wake na linac ya RFQ, kigunduzi huchukua kelele ya 100 MHz RF, kwa hivyo kichujio cha FFT cha pasi ya 98 MHz kilitumiwa ili kuondoa mawimbi ya RF ya resonant 100 MHz iliyowekwa juu juu ya mawimbi ya kugundua.Mviringo mwekundu unaonyesha umbo la wimbi katika FC baada ya sumaku ya uchanganuzi kuelekeza boriti ya ioni ya 7Li3+.Katika uwanja huu wa sumaku, mbali na 7Li3+, N6+ na O7+ zinaweza kusafirishwa.
Boriti ya ioni baada ya linac ya RFQ inalenga mfululizo wa sumaku tatu zinazolenga quadrupole na kisha kuchambuliwa na sumaku za dipole ili kutenga uchafu katika boriti ya ioni.Sehemu ya sumaku ya 0.268 T inaelekeza mihimili ya 7Li3+ kwenye FC.Mtindo wa wimbi la ugunduzi wa uga huu wa sumaku unaonyeshwa kama mkunjo mwekundu katika Mchoro 4. Kilele cha mkondo wa boriti hufikia 35 mA, ambayo ni zaidi ya mara 100 kuliko boriti ya kawaida ya Li3+ inayozalishwa katika vichapuzi vya kawaida vya tuli.Upana wa mpigo wa boriti ni 2.0 µs kwa upana kamili katika nusu ya juu zaidi.Ugunduzi wa boriti ya 7Li3+ yenye uwanja wa sumaku wa dipole unaonyesha mafanikio ya kuunganisha na kuongeza kasi ya boriti.Sasa boriti ya ion iliyogunduliwa na FC wakati wa skanning shamba la magnetic ya dipole inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 5. Upeo mmoja safi ulionekana, ukitenganishwa vizuri na vilele vingine.Kwa kuwa ayoni zote zinazoharakishwa hadi nishati ya muundo na linac ya RFQ zina kasi sawa, mihimili ya ioni yenye Q/A sawa ni vigumu kutenganishwa na sehemu za sumaku za dipole.Kwa hiyo, hatuwezi kutofautisha 7Li3+ kutoka N6+ au O7+.Hata hivyo, kiasi cha uchafu kinaweza kukadiriwa kutoka mataifa jirani ya malipo.Kwa mfano, N7+ na N5+ zinaweza kutenganishwa kwa urahisi, ilhali N6+ inaweza kuwa sehemu ya uchafu na inatarajiwa kuwepo kwa takriban kiasi sawa na N7+ na N5+.Kiwango kinachokadiriwa cha uchafuzi wa mazingira ni karibu 2%.
Muonekano wa sehemu ya boriti uliopatikana kwa kuchanganua uwanja wa sumaku wa dipole.Upeo wa 0.268 T unafanana na 7Li3 + na N6 +.Upana wa kilele hutegemea saizi ya boriti kwenye mpasuko.Licha ya vilele vipana, 7Li3+ hutengana vyema na 6Li3+, O6+, na N5+, lakini hutenganisha vibaya na O7+ na N6+.
Katika eneo la FC, wasifu wa boriti ulithibitishwa kwa scintillator ya programu-jalizi na kurekodiwa kwa kamera ya dijiti yenye kasi kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 6. Boriti ya 7Li3+ yenye mkondo wa 35 mA inaonyeshwa kuharakishwa hadi RFQ iliyokokotwa. nishati ya 204 keV/n, ambayo inalingana na 1.4 MeV, na kupitishwa kwa detector ya FC.
Wasifu wa boriti umezingatiwa kwenye skrini ya kisusi cha kabla ya FC (iliyopakwa rangi na Fiji, 2.3.0, https://imagej.net/software/fiji/).Sehemu ya sumaku ya sumaku ya uchanganuzi ya dipole ilirekebishwa ili kuelekeza kasi ya boriti ya ioni ya Li3+ kwa RFQ ya nishati ya muundo.Dots za bluu katika eneo la kijani husababishwa na nyenzo zenye kasoro za scintillator.
Tulifanikisha uzalishaji wa ioni 7Li3+ kwa upunguzaji wa leza wa uso wa karatasi dhabiti ya lithiamu, na boriti ya juu ya ioni ya sasa ilinaswa na kuharakishwa kwa linac iliyoundwa mahususi ya RFQ kwa kutumia DPIS.Kwa nishati ya boriti ya 1.4 MeV, sasa kilele cha 7Li3 + kilifikia FC baada ya uchambuzi wa sumaku ilikuwa 35 mA.Hii inathibitisha kwamba sehemu muhimu zaidi ya utekelezaji wa chanzo cha neutroni na kinematiki kinyume imetekelezwa kwa majaribio.Katika sehemu hii ya karatasi, muundo mzima wa chanzo cha nyutroni kompakt utajadiliwa, ikijumuisha vichapuzi vya juu vya nishati na vituo vinavyolengwa vya neutroni.Muundo unategemea matokeo yaliyopatikana na mifumo iliyopo katika maabara yetu.Ikumbukwe kwamba sasa kilele cha boriti ya ion inaweza kuongezeka zaidi kwa kufupisha umbali kati ya foil ya lithiamu na linac ya RFQ.Mchele.7 inaonyesha dhana nzima ya chanzo kilichopendekezwa cha nutroni kompakt kwenye kichapuzi.
Muundo wa kimawazo wa chanzo kilichopendekezwa cha nyutroni kompakt kwenye kichapuzi (kilichochorwa na Freecad, 0.19, https://www.freecadweb.org/).Kutoka kulia kwenda kushoto: chanzo cha ioni ya leza, sumaku ya solenoid, RFQ linac, uhamishaji wa boriti ya nishati ya kati (MEBT), IH linac, na chumba cha mwingiliano kwa ajili ya kuzalisha nyutroni.Ulinzi wa mionzi hutolewa hasa katika mwelekeo wa mbele kutokana na asili iliyoelekezwa kwa ufinyu wa mihimili ya neutroni inayozalishwa.
Baada ya linac ya RFQ, kuongeza kasi zaidi ya Inter-digital H-structure (IH linac)30 linac imepangwa.IH linacs hutumia muundo wa bomba la π-mode ya kuteleza ili kutoa gradient za eneo la juu la umeme juu ya anuwai fulani ya kasi.Utafiti wa dhana ulifanywa kulingana na uigaji wa mienendo ya longitudinal ya 1D na uigaji wa ganda la 3D.Mahesabu yanaonyesha kuwa 100 MHz IH linac yenye voltage ya kutosha ya drift tube (chini ya 450 kV) na sumaku yenye kuzingatia yenye nguvu inaweza kuharakisha boriti ya 40 mA kutoka 1.4 hadi 14 MeV kwa umbali wa 1.8 m.Usambazaji wa nishati mwishoni mwa msururu wa kichapuzi unakadiriwa kuwa ± 0.4 MeV, ambayo haiathiri kwa kiasi kikubwa wigo wa nishati ya neutroni zinazozalishwa na lengo la ubadilishaji wa neutroni.Kwa kuongezea, utozaji hewa wa boriti ni wa chini vya kutosha kuelekeza boriti kwenye sehemu ndogo ya boriti kuliko inavyohitajika kwa kawaida kwa nguvu ya wastani na saizi ya sumaku ya quadrupole.Katika upitishaji wa boriti ya nishati ya kati (MEBT) kati ya linac ya RFQ na IH linac, resonator ya kutengeneza beamforming hutumiwa kudumisha muundo wa beamforming.Sumaku tatu za quadrupole hutumiwa kudhibiti ukubwa wa boriti ya upande.Mkakati huu wa kubuni umetumika katika viongeza kasi vingi31,32,33.Urefu wa jumla wa mfumo mzima kutoka chanzo cha ayoni hadi chemba inayolengwa inakadiriwa kuwa chini ya m 8, ambayo inaweza kutoshea kwenye lori la kawaida la semi-trela.
Lengo la ubadilishaji wa neutroni litasakinishwa moja kwa moja baada ya kiongeza kasi cha mstari.Tunajadili miundo ya vituo lengwa kulingana na tafiti za awali kwa kutumia matukio ya kinematiki kinyume23.Malengo ya ugeuzaji yaliyoripotiwa ni pamoja na nyenzo thabiti (polypropen (C3H6) na hidridi ya titan (TiH2)) na mifumo lengwa ya gesi.Kila lengo lina faida na hasara.Malengo thabiti huruhusu udhibiti sahihi wa unene.Kadiri lengo lilivyo nyembamba, ndivyo mpangilio sahihi zaidi wa anga wa uzalishaji wa nyutroni.Walakini, shabaha kama hizo bado zinaweza kuwa na kiwango fulani cha athari na mionzi ya nyuklia isiyohitajika.Kwa upande mwingine, shabaha ya hidrojeni inaweza kutoa mazingira safi kwa kuondoa uzalishaji wa 7Be, bidhaa kuu ya mmenyuko wa nyuklia.Hata hivyo, hidrojeni ina uwezo dhaifu wa kizuizi na inahitaji umbali mkubwa wa kimwili kwa kutolewa kwa nishati ya kutosha.Hii ni mbaya kidogo kwa vipimo vya TOF.Kwa kuongeza, ikiwa filamu nyembamba hutumiwa kuziba lengo la hidrojeni, ni muhimu kuzingatia hasara za nishati za mionzi ya gamma inayotokana na filamu nyembamba na boriti ya lithiamu ya tukio.
LICORNE hutumia shabaha za polipropen na mfumo lengwa umeboreshwa hadi seli za hidrojeni zilizofungwa kwa karatasi ya tantalum.Kwa kuzingatia sasa ya boriti ya 100 nA kwa 7Li34, mifumo yote inayolengwa inaweza kuzalisha hadi 107 n/s/sr.Ikiwa tutatumia ubadilishaji huu unaodaiwa wa mavuno ya neutroni kwenye chanzo chetu kinachopendekezwa cha neutroni, basi boriti inayoendeshwa na lithiamu ya 7 × 10–8 C inaweza kupatikana kwa kila mpigo wa leza.Hii inamaanisha kuwa kurusha leza mara mbili tu kwa sekunde hutoa nyutroni 40% zaidi kuliko LICORNE inaweza kutoa kwa sekunde moja kwa boriti inayoendelea.Flux jumla inaweza kuongezeka kwa urahisi kwa kuongeza mzunguko wa msisimko wa laser.Ikiwa tutachukulia kuwa kuna mfumo wa leza wa kHz 1 kwenye soko, mtiririko wa wastani wa neutroni unaweza kuongezwa kwa urahisi hadi takriban 7 × 109 n/s/sr.
Tunapotumia mifumo ya kiwango cha juu cha kurudia na malengo ya plastiki, ni muhimu kudhibiti uzalishaji wa joto kwenye malengo kwa sababu, kwa mfano, polypropen ina kiwango cha chini cha kuyeyuka cha 145-175 ° C na conductivity ya chini ya mafuta ya 0.1-0.22 W/ m/K.Kwa boriti ya lithiamu-ioni ya MeV 14, lengo la polipropen 7 µm nene linatosha kupunguza nishati ya boriti kwenye kizingiti cha athari (13.098 MeV).Kwa kuzingatia athari ya jumla ya ioni zinazozalishwa na risasi moja ya laser kwenye lengo, kutolewa kwa nishati ya ioni za lithiamu kupitia polypropen inakadiriwa kuwa 64 mJ/pulse.Kwa kuzingatia kwamba nishati zote huhamishwa kwenye mduara na kipenyo cha mm 10, kila pigo inafanana na ongezeko la joto la takriban 18 K / pulse.Utoaji wa nishati kwenye malengo ya polipropen ni msingi wa dhana rahisi kwamba hasara zote za nishati huhifadhiwa kama joto, bila mionzi au hasara nyingine za joto.Kwa kuwa kuongeza idadi ya mipigo kwa sekunde kunahitaji uondoaji wa mkusanyiko wa joto, tunaweza kutumia shabaha za mikanda ili kuepuka kutolewa kwa nishati katika hatua sawa23.Kwa kuchukulia boriti ya mm 10 kwenye shabaha yenye kasi ya kurudia leza ya Hz 100, kasi ya kuchanganua ya tepi ya polipropen itakuwa 1 m/s.Viwango vya juu vya urudiaji vinawezekana ikiwa muingiliano wa sehemu ya boriti unaruhusiwa.
Pia tulichunguza malengo kwa kutumia betri za hidrojeni, kwa sababu mihimili ya hifadhi yenye nguvu zaidi inaweza kutumika bila kuharibu lengwa.Boriti ya neutroni inaweza kurekebishwa kwa urahisi kwa kubadilisha urefu wa chumba cha gesi na shinikizo la hidrojeni ndani.Foil nyembamba za chuma hutumiwa mara nyingi katika kuongeza kasi ili kutenganisha eneo la gesi la lengo kutoka kwa utupu.Kwa hiyo, ni muhimu kuongeza nishati ya boriti ya lithiamu-ion ya tukio ili kulipa fidia kwa hasara za nishati kwenye foil.Mkusanyiko uliolengwa ulioelezewa katika ripoti ya 35 ulijumuisha kontena la alumini lenye urefu wa sm 3.5 na shinikizo la gesi la H2 la 1.5 atm.Boriti ya ioni ya lithiamu ya 16.75 MeV huingia kwenye betri kupitia foili ya Ta ya 2.7 µm iliyopozwa kwa hewa, na nishati ya boriti ya ioni ya lithiamu iliyo mwishoni mwa betri hupunguzwa kasi hadi kizingiti cha athari.Ili kuongeza nishati ya boriti ya betri za lithiamu-ioni kutoka 14.0 MeV hadi 16.75 MeV, IH linac ilipaswa kurefushwa kwa karibu 30 cm.
Utoaji wa neutroni kutoka kwa shabaha za seli za gesi pia ulichunguzwa.Kwa malengo ya gesi ya LICORNE yaliyotajwa hapo juu, uigaji wa GEANT436 unaonyesha kuwa neutroni zenye mwelekeo wa juu huzalishwa ndani ya koni, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1 katika [37].Rejea 35 inaonyesha kiwango cha nishati kutoka 0.7 hadi 3.0 MeV na ufunguzi wa juu wa koni ya 19.5 ° kuhusiana na mwelekeo wa uenezi wa boriti kuu.Neutroni zenye mwelekeo wa juu zinaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa kiasi cha nyenzo za kukinga katika pembe nyingi, kupunguza uzito wa muundo na kutoa unyumbufu zaidi katika usakinishaji wa vifaa vya kupima.Kutoka kwa mtazamo wa ulinzi wa mionzi, pamoja na neutroni, lengo hili la gesi hutoa miale ya gamma ya 478 keV isotropically katika mfumo wa kuratibu wa centroid38.Miale hii ya γ huzalishwa kutokana na uozo wa 7Be na msisimko wa 7Li, ambao hutokea wakati boriti ya msingi ya Li inapogonga dirisha la ingizo la Ta.Hata hivyo, kwa kuongeza kolimata nene ya 35 Pb/Cu, mandharinyuma inaweza kupunguzwa kwa kiasi kikubwa.
Kama lengo mbadala, mtu anaweza kutumia dirisha la plasma [39, 40], ambayo inafanya uwezekano wa kufikia shinikizo la juu la hidrojeni na eneo ndogo la anga la uzalishaji wa nyutroni, ingawa ni duni kwa malengo thabiti.
Tunachunguza chaguo za kulenga ubadilishaji wa nyutroni kwa usambazaji wa nishati unaotarajiwa na ukubwa wa boriti ya boriti ya ioni ya lithiamu kwa kutumia GEANT4.Uigaji wetu unaonyesha usambazaji thabiti wa nishati ya neutroni na usambazaji wa angular kwa shabaha za hidrojeni katika fasihi iliyo hapo juu.Katika mfumo wowote unaolengwa, nyutroni zenye mwelekeo wa juu zinaweza kuzalishwa na mmenyuko wa kinematic kinyume unaoendeshwa na boriti kali ya 7Li3+ kwenye shabaha yenye utajiri wa hidrojeni.Kwa hiyo, vyanzo vipya vya neutroni vinaweza kutekelezwa kwa kuchanganya teknolojia zilizopo tayari.
Masharti ya mionzi ya leza yalizalisha tena majaribio ya kutengeneza boriti ya ioni kabla ya onyesho lililoharakishwa.Laser ni mfumo wa kompyuta wa nanosecond Nd:YAG wenye msongamano wa leza wa 1012 W/cm2, urefu wa msingi wa mawimbi ya 1064 nm, nishati ya doa 800 mJ, na muda wa mpigo wa ns 6.Kipenyo cha doa kwenye lengwa kinakadiriwa kuwa 100 µm.Kwa sababu chuma cha lithiamu (Alfa Aesar, 99.9% safi) ni laini kabisa, nyenzo iliyokatwa kwa usahihi inashinikizwa kwenye ukungu.Vipimo vya foil 25 mm × 25 mm, unene 0.6 mm.Uharibifu unaofanana na kreta hutokea kwenye uso wa lengwa wakati leza inapoigonga, kwa hivyo lengwa husogezwa na jukwaa lenye injini ili kutoa sehemu mpya ya uso wa shabaha kwa kila risasi ya leza.Ili kuepuka recombination kutokana na gesi iliyobaki, shinikizo katika chumba liliwekwa chini ya kiwango cha 10-4 Pa.
Kiasi cha awali cha plasma ya laser ni ndogo, kwani ukubwa wa doa ya laser ni 100 μm na ndani ya 6 ns baada ya kizazi chake.Kiasi kinaweza kuchukuliwa kama hatua halisi na kupanuliwa.Ikiwa detector imewekwa kwa umbali xm kutoka kwa uso unaolengwa, basi ishara iliyopokelewa inatii uhusiano: ion sasa I, ion wakati wa kuwasili t, na upana wa pigo τ.
Plasma iliyozalishwa ilichunguzwa na mbinu ya TOF na FC na kichanganuzi cha ioni ya nishati (EIA) kilicho umbali wa 2.4 m na 3.85 m kutoka kwa lengo la laser.FC ina gridi ya kukandamiza inayopendelea -5 kV ili kuzuia elektroni.EIA ina kigeuza kigeuzi cha kielektroniki cha digrii 90 kinachojumuisha elektrodi mbili za silinda za chuma koaxia zenye voltage sawa lakini polarity iliyo kinyume, chanya kwa nje na hasi ndani.Plasma ya kupanua inaelekezwa kwenye deflector nyuma ya slot na kupotoshwa na uwanja wa umeme unaopita kupitia silinda.Ioni zinazokidhi uhusiano E/z = eKU hutambuliwa kwa kutumia Kizidishi cha Elektroni cha Sekondari (SEM) (Hamamatsu R2362), ambapo E, z, e, K, na U ni nishati ya ioni, hali ya chaji, na chaji ni vipengele vya jiometri vya EIA. .elektroni, kwa mtiririko huo, na tofauti inayoweza kutokea kati ya elektroni.Kwa kubadilisha voltage kwenye deflector, mtu anaweza kupata usambazaji wa nishati na malipo ya ions katika plasma.Voltage ya kufagia U/2 EIA iko katika safu kutoka 0.2 V hadi 800 V, ambayo inalingana na nishati ya ioni katika safu kutoka 4 eV hadi 16 keV kwa kila hali ya malipo.
Usambazaji wa hali ya malipo ya ions iliyochambuliwa chini ya masharti ya mionzi ya laser iliyoelezwa katika sehemu ya "Kizazi cha mihimili ya lithiamu iliyopigwa kikamilifu" imeonyeshwa kwenye Mtini.8.
Uchambuzi wa usambazaji wa hali ya malipo ya ions.Huu hapa ni wasifu wa muda wa msongamano wa ioni uliochanganuliwa na EIA na kuongezwa kwa mita 1 kutoka kwenye karatasi ya lithiamu kwa kutumia mlingano.(1) na (2).Tumia masharti ya mwalisho wa leza yaliyofafanuliwa katika sehemu ya "Uzalishaji wa Boriti ya Lithium Iliyosafishwa Kabisa".Kwa kuunganisha kila msongamano wa sasa, uwiano wa ioni katika plasma ulihesabiwa, inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3.
Vyanzo vya ioni za laser vinaweza kutoa boriti kali ya ioni ya mA nyingi na malipo ya juu.Hata hivyo, utoaji wa boriti ni vigumu sana kutokana na kukataa malipo ya nafasi, kwa hiyo haikutumiwa sana.Katika mpango wa kitamaduni, mihimili ya ioni hutolewa kutoka kwa plazima na kusafirishwa hadi kwenye kichapuzi cha msingi kando ya mstari wa boriti na sumaku kadhaa zinazolenga kuunda boriti ya ioni kulingana na uwezo wa kuchukua kichapuzi.Katika mihimili ya nguvu ya malipo ya nafasi, mihimili inatofautiana isiyo ya mstari, na hasara kubwa za boriti huzingatiwa, hasa katika eneo la kasi ya chini.Ili kuondokana na tatizo hili katika maendeleo ya viongeza kasi vya kaboni ya matibabu, mpango mpya wa utoaji wa boriti wa DPIS41 unapendekezwa.Tumetumia mbinu hii ili kuharakisha boriti ya lithiamu-ioni yenye nguvu kutoka kwa chanzo kipya cha neutroni.
Kama inavyoonyeshwa kwenye mtini.4, nafasi ambayo plasma huzalishwa na kupanuliwa imezungukwa na chombo cha chuma.Nafasi iliyofungwa inaenea hadi kwenye mlango wa resonator ya RFQ, ikiwa ni pamoja na kiasi ndani ya coil ya solenoid.Voltage ya kV 52 iliwekwa kwenye kontena.Katika resonator ya RFQ, ayoni huvutwa kwa uwezo kupitia shimo la kipenyo cha mm 6 kwa kusimamisha RFQ.Vikosi vya kukataa visivyo na mstari kwenye mstari wa boriti huondolewa wakati ioni zinasafirishwa katika hali ya plasma.Kwa kuongezea, kama ilivyotajwa hapo juu, tulitumia uwanja wa solenoid pamoja na DPIS kudhibiti na kuongeza msongamano wa ioni kwenye tundu la uchimbaji.
Kichapuzi cha RFQ kina chemba ya utupu ya silinda kama inavyoonyeshwa kwenye mtini.9a.Ndani yake, vijiti vinne vya shaba isiyo na oksijeni huwekwa quadrupole-symmetrically karibu na mhimili wa boriti (Mchoro 9b).Vijiti 4 na vyumba vinaunda mzunguko wa resonant RF.Sehemu ya RF iliyosababishwa huunda voltage ya kutofautiana kwa muda kwenye fimbo.Ioni zilizopandikizwa kwa muda mrefu kuzunguka mhimili hushikiliwa kando na uwanja wa quadrupole.Wakati huo huo, ncha ya fimbo inarekebishwa ili kuunda uwanja wa umeme wa axial.Uga wa axial hugawanya boriti inayoendelea iliyodungwa katika mfululizo wa mipigo ya boriti inayoitwa boriti.Kila boriti iko ndani ya muda fulani wa mzunguko wa RF (10 ns).Mihimili iliyo karibu imepangwa kulingana na kipindi cha masafa ya redio.Katika linac ya RFQ, boriti ya 2 µs kutoka chanzo cha ioni ya laser inabadilishwa kuwa mlolongo wa mihimili 200.Kisha boriti huharakishwa kwa nishati iliyohesabiwa.
RFQ ya kuongeza kasi ya mstari.(a) (kushoto) Mwonekano wa nje wa chemba ya linac ya RFQ.(b) (kulia) Electrodi ya fimbo nne kwenye chemba.
Vigezo kuu vya muundo wa linac ya RFQ ni voltage ya fimbo, mzunguko wa resonant, radius ya shimo la boriti, na moduli ya electrode.Chagua voltage kwenye fimbo ± 29 kV ili shamba lake la umeme liwe chini ya kizingiti cha kuvunjika kwa umeme.Kadiri mawimbi ya sauti yanapopungua, ndivyo nguvu inayolenga kando inavyokuwa kubwa na ndivyo uga wa wastani wa kuongeza kasi unavyopungua.Radi kubwa ya aperture hufanya iwezekanavyo kuongeza ukubwa wa boriti na, kwa hiyo, kuongeza sasa ya boriti kutokana na kukataa kwa malipo ya nafasi ndogo.Kwa upande mwingine, radii kubwa ya aperture inahitaji nguvu zaidi ya RF ili kuwasha linac ya RFQ.Kwa kuongeza, ni mdogo na mahitaji ya ubora wa tovuti.Kulingana na mizani hii, mzunguko wa resonant (100 MHz) na radius ya kufungua (4.5 mm) ilichaguliwa kwa kuongeza kasi ya boriti ya juu.Urekebishaji huchaguliwa ili kupunguza upotezaji wa boriti na kuongeza ufanisi wa kuongeza kasi.Muundo huo umeboreshwa mara nyingi ili kutoa muundo wa linac wa RFQ ambao unaweza kuongeza kasi ya ioni 7Li3+ kwa 40 mA kutoka 22 keV/n hadi 204 keV/n ndani ya mita 2.Nguvu ya RF iliyopimwa wakati wa jaribio ilikuwa 77 kW.
Linaki za RFQ zinaweza kuongeza kasi ya ayoni kwa safu mahususi ya Q/A.Kwa hivyo, wakati wa kuchambua boriti iliyolishwa hadi mwisho wa kiongeza kasi cha mstari, ni muhimu kuzingatia isotopu na vitu vingine.Kwa kuongezea, ioni zinazohitajika, zilizoharakishwa kwa sehemu, lakini zimeshuka chini ya hali ya kuongeza kasi katikati ya kichochezi, bado zinaweza kukidhi kufungwa kwa upande na zinaweza kusafirishwa hadi mwisho.Mionzi isiyohitajika isipokuwa chembe za 7Li3+ zilizoundwa huitwa uchafu.Katika majaribio yetu, uchafu wa 14N6+ na 16O7+ ulikuwa wa wasiwasi mkubwa, kwani karatasi ya chuma ya lithiamu humenyuka na oksijeni na nitrojeni hewani.Ioni hizi zina uwiano wa Q/A ambao unaweza kuharakishwa kwa 7Li3+.Tunatumia sumaku za dipole kutenganisha mihimili ya ubora na ubora tofauti kwa uchambuzi wa boriti baada ya linac ya RFQ.
Mstari wa boriti baada ya linac ya RFQ imeundwa kutoa boriti iliyoharakishwa kikamilifu ya 7Li3+ kwa FC baada ya sumaku ya dipole.-400 V elektroni za upendeleo hutumiwa kukandamiza elektroni za upili kwenye kikombe ili kupima kwa usahihi mkondo wa boriti ya ioni.Kwa optics hii, trajectories ya ioni hutenganishwa katika dipole na kulenga sehemu tofauti kulingana na Maswali/A.Kutokana na mambo mbalimbali kama vile uenezaji wa kasi na urudishaji wa malipo ya nafasi, boriti inayoangazia ina upana fulani.Spishi hii inaweza tu kutenganishwa ikiwa umbali kati ya nafasi za kuzingatia za spishi mbili za ioni ni kubwa kuliko upana wa boriti.Ili kupata azimio la juu zaidi, mgawanyiko wa usawa umewekwa karibu na kiuno cha boriti, ambapo boriti imejilimbikizia kivitendo.Skrini ya scintillation (CsI(Tl) kutoka Saint-Gobain, 40 mm × 40 mm × 3 mm) ilisakinishwa kati ya mpasuko na Kompyuta.Kisuntilia kilitumiwa kubainisha mpasuko mdogo zaidi ambao chembe zilizoundwa zilipaswa kupita kwa mwonekano bora na kuonyesha saizi zinazokubalika za boriti kwa mihimili ya juu ya ioni nzito ya sasa.Picha ya boriti kwenye scintillator inarekodiwa na kamera ya CCD kupitia dirisha la utupu.Rekebisha kidirisha cha muda wa mfiduo ili kufidia upana wote wa boriti ya mpigo.
Seti za data zilizotumiwa au kuchambuliwa katika utafiti wa sasa zinapatikana kutoka kwa waandishi husika kwa ombi linalofaa.
Manke, I. et al.Upigaji picha wa pande tatu wa vikoa vya sumaku.Jumuiya ya kitaifa.1, 125. https://doi.org/10.1038/ncomms1125 (2010).
Anderson, IS et al.Uwezekano wa kusoma vyanzo vya neutroni kompakt kwenye vichapuzi.fizikia.Rep. 654, 1-58.https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.07.007 (2016).
Urchuoli, A. et al.Mikrotomografia iliyokokotwa ya nyutroni: Pliobates cataloniae na Barberapithecus huerzeleri kama kesi za majaribio.Ndiyo.J. Fizikia.anthropolojia.166, 987–993.https://doi.org/10.1002/ajpa.23467 (2018).