Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.வரையறுக்கப்பட்ட CSS ஆதரவுடன் உலாவிப் பதிப்பைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள்.சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கப் பயன்முறையை முடக்கவும்).கூடுதலாக, தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, தளத்தை பாணிகள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் காட்டுகிறோம்.
ஒரு ஸ்லைடிற்கு மூன்று கட்டுரைகளைக் காட்டும் ஸ்லைடர்கள்.ஸ்லைடுகளின் வழியாக செல்ல பின் மற்றும் அடுத்த பட்டன்களைப் பயன்படுத்தவும் அல்லது ஒவ்வொரு ஸ்லைடையும் நகர்த்த இறுதியில் ஸ்லைடு கன்ட்ரோலர் பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும்.
துருப்பிடிக்காத ஸ்டீல் சுருள் குழாய் தரநிலை விவரக்குறிப்பு
304L 6.35*1mm துருப்பிடிக்காத எஃகு சுருள் குழாய் சப்ளையர்கள்
| தரநிலை | ASTM A213 (சராசரி சுவர்) மற்றும் ASTM A269 |
| துருப்பிடிக்காத எஃகு சுருள் குழாய் வெளிப்புற விட்டம் | 1/16" முதல் 3/4" வரை |
| துருப்பிடிக்காத எஃகு சுருள் குழாய் தடிமன் | .010″ மூலம் .083” |
| துருப்பிடிக்காத எஃகு சுருள் குழாய்கள் தரங்கள் | SS 201, SS 202, SS 304, SS 304L, SS 309, SS 310, SS 316, SS 316L, SS 317L, SS 321, SS 347, SS 904L |
| அளவு Rnage | 5/16, 3/4, 3/8, 1-1/2, 1/8, 5/8, 1/4, 7/8, 1/2, 1, 3/16 அங்குலம் |
| கடினத்தன்மை | மைக்ரோ மற்றும் ராக்வெல் |
| சகிப்புத்தன்மை | D4/T4 |
| வலிமை | வெடிப்பு மற்றும் இழுவை |
துருப்பிடிக்காத ஸ்டீல் சுருள் குழாய்கள் சமமான தரங்கள்
| தரநிலை | வெர்க்ஸ்டாஃப் NR. | யுஎன்எஸ் | JIS | BS | GOST | AFNOR | EN |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| எஸ்எஸ் 304 | 1.4301 | S30400 | SUS 304 | 304S31 | 08Х18N10 | Z7CN18-09 | X5CrNi18-10 |
| SS 304L | 1.4306 / 1.4307 | S30403 | SUS 304L | 3304S11 | 03Х18N11 | Z3CN18-10 | X2CrNi18-9 / X2CrNi19-11 |
| எஸ்எஸ் 310 | 1.4841 | S31000 | SUS 310 | 310S24 | 20Ch25N20S2 | – | X15CrNi25-20 |
| எஸ்எஸ் 316 | 1.4401 / 1.4436 | S31600 | SUS 316 | 316S31 / 316S33 | – | Z7CND17-11-02 | X5CrNiMo17-12-2 / X3CrNiMo17-13-3 |
| SS 316L | 1.4404 / 1.4435 | எஸ் 31603 | SUS 316L | 316S11 / 316S13 | 03Ch17N14M3 / 03Ch17N14M2 | Z3CND17‐11‐02 / Z3CND18‐14‐03 | X2CrNiMo17-12-2 / X2CrNiMo18-14-3 |
| SS 317L | 1.4438 | S31703 | SUS 317L | – | – | – | X2CrNiMo18-15-4 |
| எஸ்எஸ் 321 | 1.4541 | S32100 | SUS 321 | – | – | – | X6CrNiTi18-10 |
| எஸ்எஸ் 347 | 1.4550 | S34700 | SUS 347 | – | 08Ch18N12B | – | X6CrNiNb18-10 |
| SS 904L | 1.4539 | N08904 | SUS 904L | 904S13 | STS 317J5L | Z2 NCDU 25-20 | X1NiCrMoCu25-20-5 |
SS சுருள் குழாய் வேதியியல் கலவை
| தரம் | C | Mn | Si | P | S | Cr | Mo | Ni | N | Ti | Fe | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SS 304 சுருள் குழாய் | நிமிடம் | 18.0 | 8.0 | |||||||||
| அதிகபட்சம் | 0.08 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 20.0 | 10.5 | 0.10 | ||||
| SS 304L சுருள் குழாய் | நிமிடம் | 18.0 | 8.0 | |||||||||
| அதிகபட்சம் | 0.030 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 20.0 | 12.0 | 0.10 | ||||
| SS 310 சுருள் குழாய் | 0.015 அதிகபட்சம் | 2 அதிகபட்சம் | 0.015 அதிகபட்சம் | 0.020 அதிகபட்சம் | 0.015 அதிகபட்சம் | 24.00 26.00 | 0.10 அதிகபட்சம் | 19.00 21.00 | 54.7 நிமிடம் | |||
| SS 316 சுருள் குழாய் | நிமிடம் | 16.0 | 2.03.0 | 10.0 | ||||||||
| அதிகபட்சம் | 0.035 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 18.0 | 14.0 | |||||
| SS 316L சுருள் குழாய் | நிமிடம் | 16.0 | 2.03.0 | 10.0 | ||||||||
| அதிகபட்சம் | 0.035 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 18.0 | 14.0 | |||||
| SS 317L சுருள் குழாய் | 0.035 அதிகபட்சம் | 2.0 அதிகபட்சம் | 1.0 அதிகபட்சம் | 0.045 அதிகபட்சம் | 0.030 அதிகபட்சம் | 18.00 20.00 | 3.00 4.00 | 11.00 15.00 | 57.89 நிமிடம் | |||
| SS 321 சுருள் குழாய் | 0.08 அதிகபட்சம் | 2.0 அதிகபட்சம் | 1.0 அதிகபட்சம் | 0.045 அதிகபட்சம் | 0.030 அதிகபட்சம் | 17.00 19.00 | 9.00 12.00 | 0.10 அதிகபட்சம் | 5(C+N) 0.70 அதிகபட்சம் | |||
| SS 347 சுருள் குழாய் | 0.08 அதிகபட்சம் | 2.0 அதிகபட்சம் | 1.0 அதிகபட்சம் | 0.045 அதிகபட்சம் | 0.030 அதிகபட்சம் | 17.00 20.00 | 9.0013.00 | |||||
| SS 904L சுருள் குழாய் | நிமிடம் | 19.0 | 4.00 | 23.00 | 0.10 | |||||||
| அதிகபட்சம் | 0.20 | 2.00 | 1.00 | 0.045 | 0.035 | 23.0 | 5.00 | 28.00 | 0.25 | |||
துருப்பிடிக்காத எஃகு சுருள் இயந்திர பண்புகள்
| தரம் | அடர்த்தி | உருகுநிலை | இழுவிசை வலிமை | மகசூல் வலிமை (0.2% ஆஃப்செட்) | நீட்டுதல் |
|---|---|---|---|---|---|
| SS 304/ 304L சுருள் குழாய் | 8.0 கிராம்/செமீ3 | 1400 °C (2550 °F) | Psi 75000, MPa 515 | Psi 30000, MPa 205 | 35 % |
| SS 310 சுருள் குழாய் | 7.9 கிராம்/செமீ3 | 1402 °C (2555 °F) | Psi 75000, MPa 515 | Psi 30000, MPa 205 | 40 % |
| SS 306 சுருள் குழாய் | 8.0 கிராம்/செமீ3 | 1400 °C (2550 °F) | Psi 75000, MPa 515 | Psi 30000, MPa 205 | 35 % |
| SS 316L சுருள் குழாய் | 8.0 கிராம்/செமீ3 | 1399 °C (2550 °F) | Psi 75000, MPa 515 | Psi 30000, MPa 205 | 35 % |
| SS 321 சுருள் குழாய் | 8.0 கிராம்/செமீ3 | 1457 °C (2650 °F) | Psi 75000, MPa 515 | Psi 30000, MPa 205 | 35 % |
| SS 347 சுருள் குழாய் | 8.0 கிராம்/செமீ3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi 75000, MPa 515 | Psi 30000, MPa 205 | 35 % |
| SS 904L சுருள் குழாய் | 7.95 கிராம்/செமீ3 | 1350 °C (2460 °F) | Psi 71000, MPa 490 | Psi 32000, MPa 220 | 35 % |
அணு உலைகளின் ஆய்வுக்கு மாற்றாக, லித்தியம்-அயன் கற்றை இயக்கியைப் பயன்படுத்தி ஒரு சிறிய முடுக்கி-உந்துதல் நியூட்ரான் ஜெனரேட்டர் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளராக இருக்கலாம், ஏனெனில் அது தேவையற்ற கதிர்வீச்சை உருவாக்குகிறது.இருப்பினும், லித்தியம் அயனிகளின் தீவிர கற்றை வழங்குவது கடினமாக இருந்தது, மேலும் அத்தகைய சாதனங்களின் நடைமுறை பயன்பாடு சாத்தியமற்றதாகக் கருதப்பட்டது.நேரடி பிளாஸ்மா பொருத்துதல் திட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் போதுமான அயனி ஓட்டத்தின் மிகக் கடுமையான பிரச்சனை தீர்க்கப்பட்டது.இந்தத் திட்டத்தில், லித்தியம் உலோகத் தகட்டின் லேசர் நீக்கம் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட உயர் அடர்த்தி துடிப்புள்ள பிளாஸ்மா, உயர் அதிர்வெண் கொண்ட குவாட்ரூபோல் முடுக்கி (RFQ முடுக்கி) மூலம் திறமையாக செலுத்தப்பட்டு முடுக்கிவிடப்படுகிறது.1.43 MeV க்கு முடுக்கப்பட்ட 35 mA இன் பீக் பீம் மின்னோட்டத்தை நாங்கள் அடைந்துள்ளோம், இது வழக்கமான உட்செலுத்தி மற்றும் முடுக்கி அமைப்புகள் வழங்கக்கூடிய அளவை விட இரண்டு ஆர்டர்கள் அதிகமாகும்.
எக்ஸ்-கதிர்கள் அல்லது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களைப் போலல்லாமல், நியூட்ரான்கள் ஒரு பெரிய ஊடுருவல் ஆழம் மற்றும் அமுக்கப்பட்ட பொருளுடன் தனித்துவமான தொடர்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை பொருட்களின் பண்புகளை ஆய்வு செய்வதற்கான மிகவும் பல்துறை ஆய்வுகளாக ஆக்குகின்றன.குறிப்பாக, நியூட்ரான் சிதறல் நுட்பங்கள் பொதுவாக அமுக்கப்பட்ட பொருளின் கலவை, கட்டமைப்பு மற்றும் உள் அழுத்தங்களைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் எக்ஸ்-ரே ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி 8 ஐப் பயன்படுத்தி கண்டறிய கடினமாக இருக்கும் உலோகக் கலவைகளில் உள்ள சுவடு கலவைகள் பற்றிய விரிவான தகவல்களை வழங்க முடியும்.இந்த முறை அடிப்படை அறிவியலில் ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகக் கருதப்படுகிறது மற்றும் உலோகங்கள் மற்றும் பிற பொருட்களின் உற்பத்தியாளர்களால் பயன்படுத்தப்படுகிறது.மிக சமீபத்தில், ரயில் மற்றும் விமான பாகங்கள்9,10,11,12 போன்ற இயந்திர கூறுகளில் எஞ்சிய அழுத்தங்களைக் கண்டறிய நியூட்ரான் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பயன்படுத்தப்படுகிறது.நியூட்ரான்கள் எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு கிணறுகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை புரோட்டான் நிறைந்த பொருட்களால் எளிதில் கைப்பற்றப்படுகின்றன.சிவில் பொறியியலிலும் இதே போன்ற முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.அழிவில்லாத நியூட்ரான் சோதனையானது கட்டிடங்கள், சுரங்கங்கள் மற்றும் பாலங்களில் மறைந்திருக்கும் தவறுகளைக் கண்டறிவதற்கான ஒரு சிறந்த கருவியாகும்.நியூட்ரான் கற்றைகளின் பயன்பாடு அறிவியல் ஆராய்ச்சி மற்றும் தொழில்துறையில் தீவிரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவற்றில் பல வரலாற்று ரீதியாக அணு உலைகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டுள்ளன.
இருப்பினும், அணுஆயுத பரவல் தடை குறித்த உலகளாவிய ஒருமித்த கருத்துடன், ஆராய்ச்சி நோக்கங்களுக்காக சிறிய உலைகளை உருவாக்குவது கடினமாகி வருகிறது.மேலும், சமீபத்திய ஃபுகுஷிமா விபத்து அணு உலைகளைக் கட்டுவதை சமூகத்தால் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடியதாக ஆக்கியுள்ளது.இந்த போக்கு தொடர்பாக, முடுக்கிகளில் நியூட்ரான் மூலங்களுக்கான தேவை அதிகரித்து வருகிறது2.அணு உலைகளுக்கு மாற்றாக, பல பெரிய முடுக்கி-பிளவு நியூட்ரான் மூலங்கள் ஏற்கனவே செயல்பாட்டில் உள்ளன14,15.இருப்பினும், நியூட்ரான் கற்றைகளின் பண்புகளை மிகவும் திறமையான பயன்பாட்டிற்கு, முடுக்கிகளில் சிறிய மூலங்களின் பயன்பாட்டை விரிவாக்குவது அவசியம்.முடுக்கி நியூட்ரான் மூலங்கள் அணு உலைகளுக்குப் பதிலாக புதிய திறன்களையும் செயல்பாடுகளையும் சேர்த்துள்ளன14.எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு லினாக்-உந்துதல் ஜெனரேட்டர், டிரைவ் பீமைக் கையாளுவதன் மூலம் நியூட்ரான்களின் ஸ்ட்ரீமை எளிதாக உருவாக்க முடியும்.ஒருமுறை வெளியேற்றப்பட்டால், நியூட்ரான்களைக் கட்டுப்படுத்துவது கடினம் மற்றும் பின்னணி நியூட்ரான்களால் உருவாக்கப்பட்ட சத்தம் காரணமாக கதிர்வீச்சு அளவீடுகளை பகுப்பாய்வு செய்வது கடினம்.முடுக்கி மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படும் துடிப்புள்ள நியூட்ரான்கள் இந்தப் பிரச்சனையைத் தவிர்க்கின்றன.புரோட்டான் முடுக்கி தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட பல திட்டங்கள் உலகம் முழுவதும் முன்மொழியப்பட்டுள்ளன17,18,19.7Li(p, n)7Be மற்றும் 9Be(p, n)9B ஆகிய வினைகள் புரோட்டானால் இயக்கப்படும் காம்பாக்ட் நியூட்ரான் ஜெனரேட்டர்களில் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை எண்டோடெர்மிக் எதிர்வினைகள்20.புரோட்டான் கற்றையைத் தூண்டுவதற்குத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஆற்றல் வாசல் மதிப்பை விட சற்று அதிகமாக இருந்தால், அதிகப்படியான கதிர்வீச்சு மற்றும் கதிரியக்கக் கழிவுகளைக் குறைக்கலாம்.இருப்பினும், இலக்கு அணுக்கருவின் நிறை புரோட்டான்களை விட மிகப் பெரியது, இதன் விளைவாக நியூட்ரான்கள் எல்லா திசைகளிலும் சிதறுகின்றன.நியூட்ரான் ஃப்ளக்ஸின் ஐசோட்ரோபிக் உமிழ்வுக்கு நெருக்கமானது, ஆய்வுப் பொருளுக்கு நியூட்ரான்களின் திறமையான போக்குவரத்தைத் தடுக்கிறது.கூடுதலாக, பொருளின் இடத்தில் நியூட்ரான்களின் தேவையான அளவைப் பெற, நகரும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் அவற்றின் ஆற்றல் இரண்டையும் கணிசமாக அதிகரிக்க வேண்டியது அவசியம்.இதன் விளைவாக, பெரிய அளவிலான காமா கதிர்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் பெரிய கோணங்களில் பரவி, எண்டோடெர்மிக் எதிர்வினைகளின் நன்மையை அழிக்கும்.ஒரு பொதுவான முடுக்கி-உந்துதல் சிறிய புரோட்டான் அடிப்படையிலான நியூட்ரான் ஜெனரேட்டர் வலுவான கதிர்வீச்சுக் கவசத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அமைப்பின் மிகப்பெரிய பகுதியாகும்.டிரைவிங் புரோட்டான்களின் ஆற்றலை அதிகரிப்பதற்கான தேவை பொதுவாக முடுக்கி வசதியின் அளவைக் கூடுதலாக அதிகரிக்க வேண்டும்.
முடுக்கிகளில் வழக்கமான காம்பாக்ட் நியூட்ரான் மூலங்களின் பொதுவான குறைபாடுகளை சமாளிக்க, ஒரு தலைகீழ்-இயக்க எதிர்வினை திட்டம் முன்மொழியப்பட்டது21.இந்தத் திட்டத்தில், ஹைட்ரோகார்பன் பிளாஸ்டிக், ஹைட்ரைடுகள், ஹைட்ரஜன் வாயு அல்லது ஹைட்ரஜன் பிளாஸ்மா போன்ற ஹைட்ரஜன் நிறைந்த பொருட்களைக் குறிவைத்து, ஒரு கனமான லித்தியம்-அயன் கற்றை புரோட்டான் கற்றைக்குப் பதிலாக வழிகாட்டி கற்றையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.பெரிலியம் அயனியால் இயக்கப்படும் கற்றைகள் போன்ற மாற்று வழிகள் கருதப்படுகின்றன, இருப்பினும், பெரிலியம் ஒரு நச்சுப் பொருளாகும், கையாளுதலில் சிறப்பு கவனம் தேவைப்படுகிறது.எனவே, தலைகீழ்-இயக்க எதிர்வினை திட்டங்களுக்கு லித்தியம் கற்றை மிகவும் பொருத்தமானது.லித்தியம் கருக்களின் வேகம் புரோட்டான்களை விட அதிகமாக இருப்பதால், அணுக்கரு மோதல்களின் வெகுஜன மையம் தொடர்ந்து முன்னோக்கி நகர்கிறது, மேலும் நியூட்ரான்களும் முன்னோக்கி உமிழப்படுகின்றன.இந்த அம்சம் தேவையற்ற காமா கதிர்கள் மற்றும் உயர் கோண நியூட்ரான் உமிழ்வுகளை பெரிதும் நீக்குகிறது22.ஒரு புரோட்டான் இயந்திரத்தின் வழக்கமான வழக்கு மற்றும் தலைகீழ் இயக்கவியல் காட்சியின் ஒப்பீடு படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
புரோட்டான் மற்றும் லித்தியம் கற்றைகளுக்கான நியூட்ரான் உற்பத்தி கோணங்களின் விளக்கம் (Adobe Illustrator CS5, 15.1.0, https://www.adobe.com/products/illustrator.html உடன் வரையப்பட்டது).(அ) லித்தியம் இலக்கின் அதிக கனமான அணுக்களை நகரும் புரோட்டான்கள் தாக்குவதால் ஏற்படும் எதிர்வினையின் விளைவாக நியூட்ரான்கள் எந்த திசையிலும் வெளியேற்றப்படலாம்.(ஆ) மாறாக, ஒரு லித்தியம்-அயன் இயக்கி ஹைட்ரஜன் நிறைந்த இலக்கை குண்டுவீசித் தாக்கினால், அமைப்பின் வெகுஜன மையத்தின் அதிக வேகத்தின் காரணமாக முன்னோக்கி திசையில் ஒரு குறுகிய கூம்பில் நியூட்ரான்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன.
இருப்பினும், ஒரு சில தலைகீழ் இயக்கவியல் நியூட்ரான் ஜெனரேட்டர்கள் மட்டுமே உள்ளன, ஏனெனில் புரோட்டான்களுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக மின்னூட்டத்துடன் கனரக அயனிகளின் தேவையான ஃப்ளக்ஸ் உருவாக்குவதில் சிரமம் உள்ளது.இந்த தாவரங்கள் அனைத்தும் டேன்டெம் எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் முடுக்கிகளுடன் இணைந்து எதிர்மறை ஸ்பட்டர் அயனி மூலங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.பீம் முடுக்கத்தின் செயல்திறனை அதிகரிக்க மற்ற வகை அயனி மூலங்கள் முன்மொழியப்பட்டுள்ளன.எவ்வாறாயினும், கிடைக்கக்கூடிய லித்தியம்-அயன் கற்றை மின்னோட்டம் 100 µA ஆக வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.Li3+27 இன் 1 mA ஐப் பயன்படுத்த முன்மொழியப்பட்டது, ஆனால் இந்த அயன் கற்றை மின்னோட்டம் இந்த முறையால் உறுதிப்படுத்தப்படவில்லை.தீவிரத்தன்மையின் அடிப்படையில், லித்தியம் கற்றை முடுக்கிகள் புரோட்டான் கற்றை முடுக்கிகளுடன் போட்டியிட முடியாது, அதன் உச்ச புரோட்டான் மின்னோட்டம் 10 mA28 ஐ விட அதிகமாக உள்ளது.
ஒரு லித்தியம்-அயன் கற்றை அடிப்படையிலான ஒரு நடைமுறைச் சுருக்கமான நியூட்ரான் ஜெனரேட்டரைச் செயல்படுத்த, அயனிகள் இல்லாத உயர்-தீவிரத்தை உருவாக்குவது சாதகமானது.அயனிகள் மின்காந்த சக்திகளால் துரிதப்படுத்தப்பட்டு வழிநடத்தப்படுகின்றன, மேலும் அதிக மின்சுமை நிலை மிகவும் திறமையான முடுக்கத்தில் விளைகிறது.Li-ion கற்றை இயக்கிகளுக்கு 10 mA க்கும் அதிகமான Li3+ உச்ச மின்னோட்டங்கள் தேவை.
இந்த வேலையில், மேம்பட்ட புரோட்டான் முடுக்கிகளுடன் ஒப்பிடக்கூடிய 35 mA வரையிலான உச்ச மின்னோட்டத்துடன் Li3+ கற்றைகளின் முடுக்கத்தை நாங்கள் நிரூபிக்கிறோம்.அசல் லித்தியம் அயன் கற்றை லேசர் நீக்கம் மற்றும் நேரடி பிளாஸ்மா உள்வைப்பு திட்டம் (DPIS) பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டது, முதலில் C6+ ஐ விரைவுபடுத்த உருவாக்கப்பட்டது.தனிப்பயன்-வடிவமைக்கப்பட்ட ரேடியோ அதிர்வெண் குவாட்ரூபோல் லினாக் (RFQ லினாக்) நான்கு தடி அதிர்வு கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்தி புனையப்பட்டது.ஆக்சிலரேட்டிங் பீம் கணக்கிடப்பட்ட உயர் தூய்மை பீம் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது என்பதை நாங்கள் சரிபார்த்துள்ளோம்.ரேடியோ அதிர்வெண் (RF) முடுக்கி மூலம் Li3+ கற்றை திறம்பட கைப்பற்றப்பட்டு முடுக்கிவிட்டால், இலக்கிலிருந்து வலுவான நியூட்ரான் பாய்ச்சலை உருவாக்கத் தேவையான ஆற்றலை வழங்க அடுத்தடுத்த லினாக் (முடுக்கி) பிரிவு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
உயர் செயல்திறன் அயனிகளின் முடுக்கம் நன்கு நிறுவப்பட்ட தொழில்நுட்பமாகும்.ஒரு புதிய மிகவும் திறமையான சிறிய நியூட்ரான் ஜெனரேட்டரை உருவாக்குவதற்கான மீதமுள்ள பணி, முழுவதுமாக அகற்றப்பட்ட லித்தியம் அயனிகளை அதிக எண்ணிக்கையில் உருவாக்குவது மற்றும் முடுக்கியில் RF சுழற்சியுடன் ஒத்திசைக்கப்பட்ட தொடர்ச்சியான அயன் பருப்புகளைக் கொண்ட ஒரு கிளஸ்டர் கட்டமைப்பை உருவாக்குவது ஆகும்.இந்த இலக்கை அடைய வடிவமைக்கப்பட்ட சோதனைகளின் முடிவுகள் பின்வரும் மூன்று உட்பிரிவுகளில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன: (1) முற்றிலும் லித்தியம்-அயன் கற்றை உருவாக்கம், (2) சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட RFQ லினாக்கைப் பயன்படுத்தி பீம் முடுக்கம் மற்றும் (3) பகுப்பாய்வின் முடுக்கம் அதன் உள்ளடக்கங்களை சரிபார்க்க கற்றை.புரூக்ஹேவன் தேசிய ஆய்வகத்தில் (பிஎன்எல்), படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ள சோதனை அமைப்பை நாங்கள் உருவாக்கினோம்.
லித்தியம் கற்றைகளின் விரைவுபடுத்தப்பட்ட பகுப்பாய்விற்கான சோதனை அமைப்பின் மேலோட்டம் (Inkscape, 1.0.2, https://inkscape.org/ மூலம் விளக்கப்பட்டுள்ளது).வலமிருந்து இடமாக, லேசர்-அபிலேடிவ் பிளாஸ்மா லேசர்-இலக்கு தொடர்பு அறையில் உருவாக்கப்பட்டு RFQ லினாக்கிற்கு வழங்கப்படுகிறது.RFQ முடுக்கியில் நுழைந்தவுடன், அயனிகள் பிளாஸ்மாவிலிருந்து பிரிக்கப்பட்டு, சறுக்கல் பகுதியில் உள்ள பிரித்தெடுத்தல் மின்முனைக்கும் RFQ மின்முனைக்கும் இடையே 52 kV மின்னழுத்த வேறுபாட்டால் உருவாக்கப்பட்ட திடீர் மின்சார புலத்தின் மூலம் RFQ முடுக்கியில் செலுத்தப்படுகிறது.பிரித்தெடுக்கப்பட்ட அயனிகள் 2 மீட்டர் நீளமுள்ள RFQ மின்முனைகளைப் பயன்படுத்தி 22 keV/n இலிருந்து 204 keV/n வரை துரிதப்படுத்தப்படுகின்றன.RFQ லினாக்கின் வெளியீட்டில் நிறுவப்பட்ட தற்போதைய மின்மாற்றி (CT) அயன் கற்றை மின்னோட்டத்தின் அழிவில்லாத அளவீட்டை வழங்குகிறது.கற்றை மூன்று நான்குமுனை காந்தங்களால் கவனம் செலுத்தப்பட்டு இருமுனை காந்தத்திற்கு இயக்கப்படுகிறது, இது Li3+ கற்றை டிடெக்டருக்குள் பிரித்து இயக்குகிறது.பிளவுக்குப் பின்னால், உள்ளிழுக்கக்கூடிய பிளாஸ்டிக் சிண்டிலேட்டர் மற்றும் ஒரு ஃபாரடே கப் (எஃப்சி) -400 V வரையிலான சார்பு கொண்ட முடுக்கி விட்டத்தை கண்டறிய பயன்படுத்தப்படுகிறது.
முழுமையாக அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட லித்தியம் அயனிகளை (Li3+) உருவாக்க, அதன் மூன்றாவது அயனியாக்கம் ஆற்றலுக்கு (122.4 eV) மேல் வெப்பநிலையுடன் பிளாஸ்மாவை உருவாக்குவது அவசியம்.உயர் வெப்பநிலை பிளாஸ்மாவை உருவாக்க லேசர் நீக்குதலைப் பயன்படுத்த முயற்சித்தோம்.இந்த வகை லேசர் அயன் மூலமானது லித்தியம் அயன் கற்றைகளை உருவாக்க பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை, ஏனெனில் லித்தியம் உலோகம் வினைத்திறன் கொண்டது மற்றும் சிறப்பு கையாளுதல் தேவைப்படுகிறது.வெற்றிட லேசர் தொடர்பு அறையில் லித்தியம் ஃபாயிலை நிறுவும் போது ஈரப்பதம் மற்றும் காற்று மாசுபாட்டைக் குறைக்க இலக்கு ஏற்றுதல் அமைப்பை உருவாக்கியுள்ளோம்.அனைத்து பொருட்களின் தயாரிப்புகளும் உலர் ஆர்கானின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழலில் மேற்கொள்ளப்பட்டன.லேசர் இலக்கு அறையில் லித்தியம் படலம் நிறுவப்பட்ட பிறகு, படலம் ஒரு துடிப்புக்கு 800 mJ என்ற ஆற்றலில் துடிப்புள்ள Nd:YAG லேசர் கதிர்வீச்சுடன் கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்டது.இலக்கை மையமாக வைத்து, லேசர் ஆற்றல் அடர்த்தி சுமார் 1012 W/cm2 என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.துடிப்புள்ள லேசர் வெற்றிடத்தில் உள்ள இலக்கை அழிக்கும் போது பிளாஸ்மா உருவாகிறது.முழு 6 ns லேசர் துடிப்பின் போது, பிளாஸ்மா தொடர்ந்து வெப்பமடைகிறது, முக்கியமாக தலைகீழ் பிரேம்ஸ்ட்ராஹ்லுங் செயல்முறை காரணமாக.வெப்பமூட்டும் கட்டத்தில் வெளிப்புறப் புலத்தை கட்டுப்படுத்தாததால், பிளாஸ்மா முப்பரிமாணத்தில் விரிவடையத் தொடங்குகிறது.பிளாஸ்மா இலக்கு மேற்பரப்பில் விரிவடையத் தொடங்கும் போது, பிளாஸ்மாவின் நிறை மையம் 600 eV/n ஆற்றலுடன் இலக்கு மேற்பரப்பில் செங்குத்தாக ஒரு வேகத்தைப் பெறுகிறது.சூடாக்கிய பிறகு, பிளாஸ்மா இலக்கிலிருந்து அச்சுத் திசையில் தொடர்ந்து நகர்கிறது, ஐசோட்ரோபிகல் முறையில் விரிவடைகிறது.
படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, நீக்குதல் பிளாஸ்மா ஒரு வெற்றிட தொகுதியாக விரிவடைகிறது, அதைச் சுற்றி ஒரு உலோகக் கொள்கலன் இலக்கின் அதே திறன் கொண்டது.இதனால், பிளாஸ்மா புலம் இல்லாத பகுதி வழியாக RFQ முடுக்கியை நோக்கி நகர்கிறது.லேசர் கதிர்வீச்சு அறைக்கும் RFQ லினாக்கிற்கும் இடையே ஒரு அச்சு காந்தப்புலம் வெற்றிட அறையைச் சுற்றி ஒரு சோலனாய்டு சுருள் மூலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.சோலெனாய்டின் காந்தப்புலம் RFQ துளைக்கு வழங்கும்போது அதிக பிளாஸ்மா அடர்த்தியை பராமரிக்க டிரிஃப்டிங் பிளாஸ்மாவின் ரேடியல் விரிவாக்கத்தை அடக்குகிறது.மறுபுறம், பிளாஸ்மா சறுக்கலின் போது அச்சு திசையில் விரிவடைந்து, ஒரு நீளமான பிளாஸ்மாவை உருவாக்குகிறது.RFQ நுழைவாயிலில் வெளியேறும் துறைமுகத்தின் முன் பிளாஸ்மாவைக் கொண்ட உலோகக் கலத்தில் உயர் மின்னழுத்த சார்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.RFQ லினாக் மூலம் சரியான முடுக்கத்திற்கு தேவையான 7Li3+ ஊசி வீதத்தை வழங்க சார்பு மின்னழுத்தம் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.
இதன் விளைவாக ஏற்படும் நீக்குதல் பிளாஸ்மாவில் 7Li3+ மட்டுமின்றி, மற்ற மின்சுமை நிலைகளில் உள்ள லித்தியம் மற்றும் மாசுபடுத்தும் தனிமங்களும் உள்ளன, அவை RFQ நேரியல் முடுக்கிக்கு ஒரே நேரத்தில் கொண்டு செல்லப்படுகின்றன.RFQ லினாக்கைப் பயன்படுத்தி விரைவுபடுத்தப்பட்ட சோதனைகளுக்கு முன், பிளாஸ்மாவில் உள்ள அயனிகளின் கலவை மற்றும் ஆற்றல் விநியோகத்தைப் படிக்க ஆஃப்லைன் நேர-விமானம் (TOF) பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.விரிவான பகுப்பாய்வு அமைப்பு மற்றும் கவனிக்கப்பட்ட நிலை-கட்டண விநியோகங்கள் முறைகள் பிரிவில் விளக்கப்பட்டுள்ளன.படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 7Li3+ அயனிகள் முக்கிய துகள்கள், அனைத்து துகள்களிலும் சுமார் 54% என்று பகுப்பாய்வு காட்டியது. பகுப்பாய்வின்படி, அயன் கற்றை வெளியீட்டு புள்ளியில் 7Li3+ அயன் மின்னோட்டம் 1.87 mA என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.துரிதப்படுத்தப்பட்ட சோதனைகளின் போது, விரிவடையும் பிளாஸ்மாவில் 79 mT சோலனாய்டு புலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.இதன் விளைவாக, பிளாஸ்மாவில் இருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்ட 7Li3+ மின்னோட்டமானது டிடெக்டரில் காணப்பட்டது 30 மடங்கு அதிகரித்துள்ளது.
விமானத்தின் நேர பகுப்பாய்வு மூலம் லேசர்-உருவாக்கப்பட்ட பிளாஸ்மாவில் உள்ள அயனிகளின் பின்னங்கள்.7Li1+ மற்றும் 7Li2+ அயனிகள் முறையே அயன் கற்றை 5% மற்றும் 25% ஆகும்.6Li துகள்களின் கண்டறியப்பட்ட பகுதியானது லித்தியம் ஃபாயில் இலக்கில் உள்ள 6Li (7.6%) இன் இயற்கையான உள்ளடக்கத்துடன் சோதனைப் பிழையில் உடன்படுகிறது.சிறிய ஆக்ஸிஜன் மாசுபாடு (6.2%) காணப்பட்டது, முக்கியமாக O1+ (2.1%) மற்றும் O2+ (1.5%), இது லித்தியம் ஃபாயில் இலக்கின் மேற்பரப்பின் ஆக்சிஜனேற்றம் காரணமாக இருக்கலாம்.
முன்பு குறிப்பிட்டபடி, லித்தியம் பிளாஸ்மா RFQ லினாக்கிற்குள் நுழைவதற்கு முன் புலமற்ற பகுதியில் நகர்கிறது.RFQ லினாக்கின் உள்ளீடு ஒரு உலோக கொள்கலனில் 6 மிமீ விட்டம் கொண்ட துளை உள்ளது, மேலும் சார்பு மின்னழுத்தம் 52 kV ஆகும்.RFQ மின்முனை மின்னழுத்தம் 100 MHz இல் வேகமாக ±29 kV மாறினாலும், RFQ முடுக்கி மின்முனைகள் பூஜ்ஜியத்தின் சராசரி ஆற்றலைக் கொண்டிருப்பதால் மின்னழுத்தம் அச்சு முடுக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.துளை மற்றும் RFQ மின்முனையின் விளிம்பிற்கு இடையே உள்ள 10 மிமீ இடைவெளியில் உருவாக்கப்பட்ட வலுவான மின்சார புலம் காரணமாக, துளையில் உள்ள பிளாஸ்மாவிலிருந்து நேர்மறை பிளாஸ்மா அயனிகள் மட்டுமே பிரித்தெடுக்கப்படுகின்றன.பாரம்பரிய அயனி விநியோக அமைப்புகளில், அயனிகள் பிளாஸ்மாவிலிருந்து RFQ முடுக்கிக்கு முன்னால் கணிசமான தொலைவில் ஒரு மின்சார புலம் மூலம் பிரிக்கப்பட்டு பின்னர் ஒரு பீம் ஃபோகசிங் உறுப்பு மூலம் RFQ துளைக்குள் கவனம் செலுத்துகிறது.இருப்பினும், ஒரு தீவிர நியூட்ரான் மூலத்திற்குத் தேவைப்படும் தீவிர கனமான அயனி கற்றைகளுக்கு, ஸ்பேஸ் சார்ஜ் விளைவுகளின் காரணமாக நேரியல் அல்லாத விரட்டும் சக்திகள் அயனி போக்குவரத்து அமைப்பில் குறிப்பிடத்தக்க கற்றை மின்னோட்ட இழப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும், இது வேகப்படுத்தக்கூடிய உச்ச மின்னோட்டத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது.எங்கள் DPIS இல், உயர்-தீவிர அயனிகள் நேரடியாக RFQ துளையின் வெளியேறும் இடத்திற்கு ஒரு டிரிஃப்டிங் பிளாஸ்மாவாக கொண்டு செல்லப்படுகின்றன, எனவே ஸ்பேஸ் சார்ஜ் காரணமாக அயன் கற்றை இழப்பு ஏற்படாது.இந்த ஆர்ப்பாட்டத்தின் போது, டிபிஐஎஸ் முதன்முறையாக லித்தியம்-அயன் கற்றைக்கு பயன்படுத்தப்பட்டது.
RFQ அமைப்பு குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட உயர் மின்னோட்ட அயன் கற்றைகளை மையப்படுத்துவதற்கும் துரிதப்படுத்துவதற்கும் உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் முதல் வரிசை முடுக்கத்திற்கான தரநிலையாக மாறியுள்ளது.22 keV/n இன் உள்வைப்பு ஆற்றலில் இருந்து 204 keV/n வரை 7Li3+ அயனிகளை துரிதப்படுத்த RFQ ஐப் பயன்படுத்தினோம்.பிளாஸ்மாவில் குறைந்த மின்னேற்றம் கொண்ட லித்தியம் மற்றும் பிற துகள்களும் பிளாஸ்மாவிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்டு RFQ துளைக்குள் செலுத்தப்பட்டாலும், RFQ லினாக் 7Li3+ க்கு அருகில் உள்ள சார்ஜ்-டு-மாஸ் விகிதத்துடன் (Q/A) மட்டுமே அயனிகளை துரிதப்படுத்துகிறது.
அத்திப்பழத்தில்.படம் 4, அத்தியில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, RFQ லினாக் மற்றும் ஃபாரடே கப் (FC) ஆகியவற்றின் வெளியீட்டில் தற்போதைய மின்மாற்றியால் கண்டறியப்பட்ட அலைவடிவங்களைக் காட்டுகிறது.2. சிக்னல்களுக்கிடையேயான நேர மாற்றத்தை டிடெக்டரின் இடத்தில் பறக்கும் நேரத்தின் வித்தியாசமாக விளக்கலாம்.CT இல் அளவிடப்பட்ட உச்ச அயனி மின்னோட்டம் 43 mA ஆகும்.RT நிலையில், பதிவு செய்யப்பட்ட கற்றை கணக்கிடப்பட்ட ஆற்றலுக்கு முடுக்கப்பட்ட அயனிகள் மட்டுமல்ல, 7Li3+ ஐத் தவிர மற்ற அயனிகளையும் கொண்டிருக்க முடியும், அவை போதுமான அளவு முடுக்கம் செய்யப்படவில்லை.இருப்பினும், க்யூடி மற்றும் பிசி மூலம் கண்டறியப்பட்ட அயனி மின்னோட்ட வடிவங்களின் ஒற்றுமை, அயனி மின்னோட்டம் முக்கியமாக முடுக்கப்பட்ட 7Li3+ ஐக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது, மேலும் கணினியில் மின்னோட்டத்தின் உச்ச மதிப்பு குறைவது QD மற்றும் பிசி இடையேயான அயனி பரிமாற்றத்தின் போது பீம் இழப்புகளால் ஏற்படுகிறது. பிசி.இழப்புகள் இது உறை உருவகப்படுத்துதலால் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது.7Li3+ பீம் மின்னோட்டத்தை துல்லியமாக அளவிட, அடுத்த பகுதியில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி கற்றை இருமுனை காந்தம் மூலம் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது.
CT (கருப்பு வளைவு) மற்றும் எஃப்சி (சிவப்பு வளைவு) கண்டறியும் நிலைகளில் பதிவுசெய்யப்பட்ட முடுக்கப்பட்ட கற்றையின் அலைக்கற்றைகள்.இந்த அளவீடுகள் லேசர் பிளாஸ்மா உருவாக்கத்தின் போது ஒரு ஃபோட்டோடெக்டர் மூலம் லேசர் கதிர்வீச்சைக் கண்டறிவதன் மூலம் தூண்டப்படுகிறது.கருப்பு வளைவு RFQ லினாக் வெளியீட்டுடன் இணைக்கப்பட்ட CT இல் அளவிடப்பட்ட அலைவடிவத்தைக் காட்டுகிறது.RFQ லினாக்கிற்கு அருகாமையில் இருப்பதால், டிடெக்டர் 100 MHz RF சத்தத்தை எடுக்கும், எனவே கண்டறிதல் சிக்னலில் மிகைப்படுத்தப்பட்ட 100 MHz அதிர்வு RF சிக்னலை அகற்ற 98 MHz லோ பாஸ் FFT வடிகட்டி பயன்படுத்தப்பட்டது.பகுப்பாய்வு காந்தம் 7Li3+ அயன் கற்றை இயக்கிய பிறகு சிவப்பு வளைவு FC இல் அலைவடிவத்தைக் காட்டுகிறது.இந்த காந்தப்புலத்தில், 7Li3+ தவிர, N6+ மற்றும் O7+ ஆகியவை கடத்தப்படலாம்.
RFQ லினாக்கிற்குப் பிறகு உள்ள அயன் கற்றை மூன்று நான்குமுனை குவிப்பு காந்தங்களின் வரிசையால் குவிக்கப்படுகிறது, பின்னர் இருமுனை காந்தங்களால் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டு அயன் கற்றைகளில் உள்ள அசுத்தங்களை தனிமைப்படுத்துகிறது.0.268 T காந்தப்புலம் 7Li3+ கற்றைகளை FCக்குள் செலுத்துகிறது.இந்த காந்தப்புலத்தின் கண்டறிதல் அலைவடிவம் படம் 4 இல் சிவப்பு வளைவாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. பீக் பீம் மின்னோட்டம் 35 mA ஐ அடைகிறது, இது தற்போதுள்ள வழக்கமான மின்னியல் முடுக்கிகளில் உற்பத்தி செய்யப்படும் வழக்கமான Li3+ கற்றை விட 100 மடங்கு அதிகமாகும்.பீம் துடிப்பு அகலம் 2.0 µs முழு அகலத்தில் பாதி அதிகபட்சம்.இருமுனை காந்தப்புலத்துடன் 7Li3+ கற்றை கண்டறிதல் வெற்றிகரமான கொத்து மற்றும் பீம் முடுக்கம் ஆகியவற்றைக் குறிக்கிறது.இருமுனையின் காந்தப்புலத்தை ஸ்கேன் செய்யும் போது FC ஆல் கண்டறியப்பட்ட அயன் கற்றை மின்னோட்டம் படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. மற்ற சிகரங்களிலிருந்து நன்கு பிரிக்கப்பட்ட ஒரு சுத்தமான ஒற்றை உச்சம் காணப்பட்டது.RFQ லினாக்கால் வடிவமைப்பு ஆற்றலுக்கு முடுக்கப்பட்ட அனைத்து அயனிகளும் ஒரே வேகத்தைக் கொண்டிருப்பதால், ஒரே Q/A கொண்ட அயன் கற்றைகளை இருமுனை காந்தப்புலங்களால் பிரிப்பது கடினம்.எனவே, 7Li3+ ஐ N6+ அல்லது O7+ இலிருந்து வேறுபடுத்திப் பார்க்க முடியாது.இருப்பினும், அசுத்தங்களின் அளவை அண்டை மாநிலங்களில் இருந்து மதிப்பிடலாம்.எடுத்துக்காட்டாக, N7+ மற்றும் N5+ ஆகியவற்றை எளிதாகப் பிரிக்கலாம், அதே நேரத்தில் N6+ தூய்மையின் ஒரு பகுதியாக இருக்கலாம் மற்றும் N7+ மற்றும் N5+ போன்ற அளவில் இருக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.மதிப்பிடப்பட்ட மாசு அளவு சுமார் 2% ஆகும்.
இருமுனை காந்தப்புலத்தை ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம் பெறப்பட்ட பீம் கூறு நிறமாலை.0.268 T இல் உச்சம் 7Li3+ மற்றும் N6+ உடன் ஒத்துள்ளது.உச்ச அகலம் பிளவு மீது பீமின் அளவைப் பொறுத்தது.பரந்த சிகரங்கள் இருந்தபோதிலும், 7Li3+ 6Li3+, O6+ மற்றும் N5+ ஆகியவற்றிலிருந்து நன்றாகப் பிரிக்கிறது, ஆனால் O7+ மற்றும் N6+ இலிருந்து மோசமாகப் பிரிக்கிறது.
FC இருக்கும் இடத்தில், பீம் சுயவிவரம் ஒரு பிளக்-இன் சிண்டிலேட்டர் மூலம் உறுதி செய்யப்பட்டது மற்றும் படம் 6 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி வேகமான டிஜிட்டல் கேமரா மூலம் பதிவு செய்யப்பட்டது. 35 mA மின்னோட்டத்துடன் கூடிய 7Li3+ துடிப்புள்ள கற்றை கணக்கிடப்பட்ட RFQ க்கு முடுக்கப்பட்டதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. 204 keV/n ஆற்றல், இது 1.4 MeV க்கு ஒத்திருக்கிறது மற்றும் FC டிடெக்டருக்கு அனுப்பப்படுகிறது.
எஃப்சிக்கு முந்தைய சிண்டிலேட்டர் திரையில் பீம் சுயவிவரம் பார்க்கப்பட்டது (பிஜி, 2.3.0, https://imagej.net/software/fiji/ வண்ணம்).பகுப்பாய்வு இருமுனை காந்தத்தின் காந்தப்புலம், வடிவமைப்பு ஆற்றல் RFQக்கு Li3+ அயன் கற்றையின் முடுக்கத்தை இயக்குவதற்கு டியூன் செய்யப்பட்டது.பச்சைப் பகுதியில் நீலப் புள்ளிகள் குறைபாடுள்ள சிண்டிலேட்டர் பொருளால் ஏற்படுகின்றன.
திடமான லித்தியம் படலத்தின் மேற்பரப்பை லேசர் நீக்கம் செய்வதன் மூலம் 7Li3+ அயனிகளின் தலைமுறையை அடைந்தோம், மேலும் DPIS ஐப் பயன்படுத்தி சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட RFQ லினாக் மூலம் உயர் மின்னோட்ட அயன் கற்றை கைப்பற்றப்பட்டு துரிதப்படுத்தப்பட்டது.1.4 MeV இன் பீம் ஆற்றலில், காந்தத்தின் பகுப்பாய்விற்குப் பிறகு FC இல் 7Li3+ இன் உச்ச மின்னோட்டம் 35 mA ஆக இருந்தது.தலைகீழ் இயக்கவியலுடன் நியூட்ரான் மூலத்தை செயல்படுத்துவதில் மிக முக்கியமான பகுதி சோதனை முறையில் செயல்படுத்தப்பட்டது என்பதை இது உறுதிப்படுத்துகிறது.தாளின் இந்த பகுதியில், உயர் ஆற்றல் முடுக்கிகள் மற்றும் நியூட்ரான் இலக்கு நிலையங்கள் உட்பட ஒரு சிறிய நியூட்ரான் மூலத்தின் முழு வடிவமைப்பும் விவாதிக்கப்படும்.எங்கள் ஆய்வகத்தில் இருக்கும் அமைப்புகளுடன் பெறப்பட்ட முடிவுகளின் அடிப்படையில் வடிவமைப்பு அமைந்துள்ளது.லித்தியம் படலத்திற்கும் RFQ லினாக்கிற்கும் இடையிலான தூரத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் அயன் கற்றையின் உச்ச மின்னோட்டத்தை மேலும் அதிகரிக்க முடியும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.அரிசி.முடுக்கியில் முன்மொழியப்பட்ட காம்பாக்ட் நியூட்ரான் மூலத்தின் முழு கருத்தையும் 7 விளக்குகிறது.
முடுக்கியில் முன்மொழியப்பட்ட காம்பாக்ட் நியூட்ரான் மூலத்தின் கருத்தியல் வடிவமைப்பு (Freecad, 0.19, https://www.freecadweb.org/ வரைந்தது).வலமிருந்து இடமாக: லேசர் அயன் மூலம், சோலனாய்டு காந்தம், RFQ லினாக், நடுத்தர ஆற்றல் கற்றை பரிமாற்றம் (MEBT), IH லினாக் மற்றும் நியூட்ரான் உருவாக்கத்திற்கான தொடர்பு அறை.உற்பத்தி செய்யப்பட்ட நியூட்ரான் கற்றைகளின் குறுகலான இயக்கம் காரணமாக கதிர்வீச்சு பாதுகாப்பு முதன்மையாக முன்னோக்கி திசையில் வழங்கப்படுகிறது.
RFQ லினாக்கிற்குப் பிறகு, இன்டர்-டிஜிட்டல் H-கட்டமைப்பின் (IH லினாக்) 30 லினாக்கின் மேலும் முடுக்கம் திட்டமிடப்பட்டுள்ளது.IH லினாக்ஸ் ஒரு π-முறை டிரிஃப்ட் ட்யூப் கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்தி, ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான வேகத்தில் அதிக மின்சார புல சாய்வுகளை வழங்குகிறது.1D நீளமான இயக்கவியல் உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் 3D ஷெல் உருவகப்படுத்துதல் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் கருத்தியல் ஆய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டது.ஒரு நியாயமான டிரிஃப்ட் டியூப் மின்னழுத்தம் (450 kV க்கும் குறைவானது) மற்றும் ஒரு வலுவான ஃபோகசிங் காந்தம் கொண்ட 100 MHz IH லினாக், 1.8 மீ தொலைவில் 40 mA கற்றை 1.4 முதல் 14 MeV வரை துரிதப்படுத்த முடியும் என்று கணக்கீடுகள் காட்டுகின்றன.முடுக்கி சங்கிலியின் முடிவில் ஆற்றல் விநியோகம் ± 0.4 MeV என மதிப்பிடப்படுகிறது, இது நியூட்ரான் மாற்ற இலக்கால் உற்பத்தி செய்யப்படும் நியூட்ரான்களின் ஆற்றல் நிறமாலையை கணிசமாக பாதிக்காது.கூடுதலாக, பீம் உமிழ்வு ஒரு நடுத்தர வலிமை மற்றும் அளவு நான்குமுனை காந்தத்திற்குத் தேவையானதை விட, பீம் ஒரு சிறிய பீம் ஸ்பாட்டில் கவனம் செலுத்தும் அளவுக்கு குறைவாக உள்ளது.RFQ லினாக் மற்றும் IH லினாக் இடையே நடுத்தர ஆற்றல் கற்றை (MEBT) பரிமாற்றத்தில், பீம்ஃபார்மிங் ரெசனேட்டர் பீம்ஃபார்மிங் கட்டமைப்பைப் பராமரிக்கப் பயன்படுகிறது.பக்கக் கற்றையின் அளவைக் கட்டுப்படுத்த மூன்று நான்குமுனை காந்தங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.இந்த வடிவமைப்பு உத்தி பல முடுக்கிகளில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது31,32,33.அயனி மூலத்திலிருந்து இலக்கு அறை வரையிலான முழு அமைப்பின் மொத்த நீளம் 8 மீட்டருக்கும் குறைவாக இருக்கும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, இது ஒரு நிலையான அரை-டிரெய்லர் டிரக்கில் பொருந்தும்.
நேரியல் முடுக்கிக்குப் பிறகு நியூட்ரான் மாற்ற இலக்கு நேரடியாக நிறுவப்படும்.தலைகீழ் இயக்கவியல் காட்சிகளைப் பயன்படுத்தி முந்தைய ஆய்வுகளின் அடிப்படையில் இலக்கு நிலைய வடிவமைப்புகளை நாங்கள் விவாதிக்கிறோம்23.அறிக்கையிடப்பட்ட மாற்ற இலக்குகளில் திடப் பொருட்கள் (பாலிப்ரோப்பிலீன் (C3H6) மற்றும் டைட்டானியம் ஹைட்ரைடு (TiH2)) மற்றும் வாயு இலக்கு அமைப்புகள் ஆகியவை அடங்கும்.ஒவ்வொரு இலக்குக்கும் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் உள்ளன.திடமான இலக்குகள் துல்லியமான தடிமன் கட்டுப்பாட்டை அனுமதிக்கின்றன.இலக்கு மெல்லியதாக, நியூட்ரான் உற்பத்தியின் இடஞ்சார்ந்த அமைப்பு மிகவும் துல்லியமானது.இருப்பினும், அத்தகைய இலக்குகள் இன்னும் சில அளவு தேவையற்ற அணுசக்தி எதிர்வினைகள் மற்றும் கதிர்வீச்சைக் கொண்டிருக்கலாம்.மறுபுறம், ஒரு ஹைட்ரஜன் இலக்கு அணுசக்தி எதிர்வினையின் முக்கிய உற்பத்தியான 7Be இன் உற்பத்தியை நீக்குவதன் மூலம் தூய்மையான சூழலை வழங்க முடியும்.இருப்பினும், ஹைட்ரஜன் ஒரு பலவீனமான தடுப்பு திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் போதுமான ஆற்றல் வெளியீட்டிற்கு ஒரு பெரிய உடல் தூரம் தேவைப்படுகிறது.TOF அளவீடுகளுக்கு இது சற்று பாதகமானது.கூடுதலாக, ஹைட்ரஜன் இலக்கை அடைக்க ஒரு மெல்லிய படலம் பயன்படுத்தப்பட்டால், மெல்லிய படலத்தால் உருவாகும் காமா கதிர்களின் ஆற்றல் இழப்புகள் மற்றும் சம்பவ லித்தியம் கற்றை ஆகியவற்றை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியம்.
LICORNE பாலிப்ரோப்பிலீன் இலக்குகளைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் இலக்கு அமைப்பு டான்டலம் ஃபாயில் மூலம் சீல் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரஜன் செல்களுக்கு மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.7Li34 க்கு 100 nA பீம் மின்னோட்டத்தை வைத்துக் கொண்டால், இரண்டு இலக்கு அமைப்புகளும் 107 n/s/sr வரை உற்பத்தி செய்யலாம்.இந்த உரிமைகோரப்பட்ட நியூட்ரான் விளைச்சல் மாற்றத்தை நாம் முன்மொழியப்பட்ட நியூட்ரான் மூலத்திற்குப் பயன்படுத்தினால், ஒவ்வொரு லேசர் துடிப்புக்கும் 7 × 10–8 C லித்தியத்தால் இயக்கப்படும் கற்றை பெறலாம்.இதன் பொருள், லேசரை ஒரு வினாடிக்கு இரண்டு முறை சுடுவதால், LICORNE ஒரு வினாடியில் ஒரு தொடர்ச்சியான கற்றை உற்பத்தி செய்வதை விட 40% அதிக நியூட்ரான்களை உருவாக்குகிறது.லேசரின் தூண்டுதல் அதிர்வெண்ணை அதிகரிப்பதன் மூலம் மொத்த ஃப்ளக்ஸ் எளிதாக அதிகரிக்க முடியும்.சந்தையில் 1 kHz லேசர் அமைப்பு இருப்பதாக நாம் கருதினால், சராசரி நியூட்ரான் ஃப்ளக்ஸ் எளிதாக 7 × 109 n/s/sr வரை அளவிடப்படும்.
பிளாஸ்டிக் இலக்குகளுடன் கூடிய அதிக மறுநிகழ்வு வீத அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தும் போது, இலக்குகளில் வெப்ப உற்பத்தியைக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியம், ஏனெனில், எடுத்துக்காட்டாக, பாலிப்ரொப்பிலீன் 145-175 °C குறைந்த உருகுநிலை மற்றும் 0.1-0.22 W/ குறைந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் கொண்டது. மீ/கே.14 MeV லித்தியம்-அயன் கற்றைக்கு, 7 µm தடிமன் கொண்ட பாலிப்ரோப்பிலீன் இலக்கு, பீம் ஆற்றலை எதிர்வினை வாசலுக்கு (13.098 MeV) குறைக்க போதுமானது.இலக்கில் ஒரு லேசர் ஷாட் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட அயனிகளின் மொத்த விளைவை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டால், பாலிப்ரோப்பிலீன் மூலம் லித்தியம் அயனிகளின் ஆற்றல் வெளியீடு 64 mJ/துடிப்பு என மதிப்பிடப்படுகிறது.அனைத்து ஆற்றலும் 10 மிமீ விட்டம் கொண்ட ஒரு வட்டத்தில் மாற்றப்படும் என்று வைத்துக் கொண்டால், ஒவ்வொரு துடிப்பும் தோராயமாக 18 K/துடிப்பு வெப்பநிலை உயர்வுக்கு ஒத்திருக்கும்.பாலிப்ரோப்பிலீன் இலக்குகளில் ஆற்றல் வெளியீடு அனைத்து ஆற்றல் இழப்புகளும் கதிர்வீச்சு அல்லது பிற வெப்ப இழப்புகள் இல்லாமல் வெப்பமாக சேமிக்கப்படும் என்ற எளிய அனுமானத்தின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது.ஒரு வினாடிக்கு பருப்புகளின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பதற்கு வெப்ப உருவாக்கத்தை நீக்குவது தேவைப்படுவதால், அதே புள்ளியில் ஆற்றல் வெளியீட்டைத் தவிர்க்க ஸ்ட்ரிப் இலக்குகளைப் பயன்படுத்தலாம்23.100 ஹெர்ட்ஸ் லேசர் மறுநிகழ்வு விகிதத்துடன் இலக்கில் 10 மிமீ பீம் ஸ்பாட் இருந்தால், பாலிப்ரோப்பிலீன் டேப்பின் ஸ்கேனிங் வேகம் 1 மீ/வி ஆக இருக்கும்.பீம் ஸ்பாட் ஒன்றுடன் ஒன்று அனுமதிக்கப்பட்டால், அதிக மறுநிகழ்வு விகிதங்கள் சாத்தியமாகும்.
ஹைட்ரஜன் பேட்டரிகள் மூலம் இலக்குகளை ஆய்வு செய்தோம், ஏனென்றால் இலக்கை சேதப்படுத்தாமல் வலுவான டிரைவ் பீம்கள் பயன்படுத்தப்படலாம்.வாயு அறையின் நீளம் மற்றும் உள்ளே இருக்கும் ஹைட்ரஜன் அழுத்தத்தை மாற்றுவதன் மூலம் நியூட்ரான் கற்றை எளிதாக சரிசெய்ய முடியும்.வெற்றிடத்திலிருந்து இலக்கின் வாயுப் பகுதியைப் பிரிக்க மெல்லிய உலோகத் தகடுகள் பெரும்பாலும் முடுக்கிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.எனவே, படலத்தில் ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்புகளை ஈடுசெய்ய, சம்பவ லித்தியம்-அயன் கற்றையின் ஆற்றலை அதிகரிக்க வேண்டியது அவசியம்.அறிக்கை 35 இல் விவரிக்கப்பட்டுள்ள இலக்கு அசெம்பிளி 3.5 செமீ நீளமுள்ள ஒரு அலுமினிய கொள்கலனைக் கொண்டிருந்தது மற்றும் 1.5 ஏடிஎம் H2 வாயு அழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளது.16.75 MeV லித்தியம் அயன் கற்றை காற்று-குளிரூட்டப்பட்ட 2.7 µm Ta படலம் வழியாக பேட்டரிக்குள் நுழைகிறது, மேலும் பேட்டரியின் முடிவில் உள்ள லித்தியம் அயன் கற்றையின் ஆற்றல் எதிர்வினை வரம்புக்கு குறைக்கப்படுகிறது.லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் பீம் ஆற்றலை 14.0 MeV இலிருந்து 16.75 MeV ஆக அதிகரிக்க, IH லினாக்கை சுமார் 30 செ.மீ நீளமாக்க வேண்டும்.
வாயு செல் இலக்குகளில் இருந்து நியூட்ரான்களின் உமிழ்வு ஆய்வு செய்யப்பட்டது.மேற்கூறிய LICORNE வாயு இலக்குகளுக்கு, GEANT436 உருவகப்படுத்துதல்கள், [37] இல் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கூம்புக்குள் அதிக நோக்குநிலை நியூட்ரான்கள் உருவாகின்றன என்பதைக் காட்டுகின்றன.குறிப்பு 35 ஆனது 0.7 முதல் 3.0 MeV வரையிலான ஆற்றல் வரம்பைக் காட்டுகிறது, இது பிரதான கற்றையின் பரவலின் திசையுடன் தொடர்புடைய அதிகபட்ச கூம்பு திறப்பு 19.5° ஆகும்.அதிக நோக்குநிலை நியூட்ரான்கள், பெரும்பாலான கோணங்களில் கவசப் பொருட்களின் அளவைக் கணிசமாகக் குறைக்கும், கட்டமைப்பின் எடையைக் குறைத்து, அளவீட்டு உபகரணங்களை நிறுவுவதில் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மையை வழங்குகிறது.கதிர்வீச்சு பாதுகாப்பின் பார்வையில், நியூட்ரான்களுடன் கூடுதலாக, இந்த வாயு இலக்கு 478 keV காமா கதிர்களை ஐசோட்ரோபிகல் முறையில் சென்ட்ராய்டு ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பில் வெளியிடுகிறது38.இந்த γ-கதிர்கள் 7Be சிதைவு மற்றும் 7Li deexcitation ஆகியவற்றின் விளைவாக உருவாக்கப்படுகின்றன, இது முதன்மை Li கற்றை உள்ளீட்டு சாளரம் Ta ஐத் தாக்கும் போது ஏற்படுகிறது.இருப்பினும், தடிமனான 35 Pb/Cu உருளை கோலிமேட்டரைச் சேர்ப்பதன் மூலம், பின்னணியை கணிசமாகக் குறைக்கலாம்.
மாற்று இலக்காக, ஒரு பிளாஸ்மா சாளரத்தை [39, 40] பயன்படுத்தலாம், இது ஒப்பீட்டளவில் அதிக ஹைட்ரஜன் அழுத்தத்தையும் நியூட்ரான் உற்பத்தியின் சிறிய இடஞ்சார்ந்த பகுதியையும் அடைவதை சாத்தியமாக்குகிறது, இருப்பினும் இது திடமான இலக்குகளை விட தாழ்வானது.
GEANT4 ஐப் பயன்படுத்தி லித்தியம் அயன் கற்றையின் எதிர்பார்க்கப்படும் ஆற்றல் விநியோகம் மற்றும் பீம் அளவுக்கான நியூட்ரான் மாற்ற இலக்கு விருப்பங்களை நாங்கள் ஆராய்ந்து வருகிறோம்.எங்கள் உருவகப்படுத்துதல்கள் நியூட்ரான் ஆற்றலின் சீரான விநியோகம் மற்றும் மேலே உள்ள இலக்கியங்களில் ஹைட்ரஜன் இலக்குகளுக்கான கோண விநியோகங்களைக் காட்டுகின்றன.எந்தவொரு இலக்கு அமைப்பிலும், ஹைட்ரஜன் நிறைந்த இலக்கில் வலுவான 7Li3+ கற்றை மூலம் இயக்கப்படும் ஒரு தலைகீழ் இயக்கவியல் எதிர்வினை மூலம் அதிக நோக்குநிலை நியூட்ரான்களை உருவாக்க முடியும்.எனவே, ஏற்கனவே இருக்கும் தொழில்நுட்பங்களை இணைப்பதன் மூலம் புதிய நியூட்ரான் மூலங்களை செயல்படுத்த முடியும்.
லேசர் கதிர்வீச்சு நிலைமைகள் துரிதப்படுத்தப்பட்ட ஆர்ப்பாட்டத்திற்கு முன் அயன் கற்றை உருவாக்க சோதனைகளை மீண்டும் உருவாக்கியது.லேசர் என்பது டெஸ்க்டாப் நானோ விநாடி Nd:YAG அமைப்பாகும், இது 1012 W/cm2 லேசர் ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்டது, 1064 nm இன் அடிப்படை அலைநீளம், 800 mJ இன் ஸ்பாட் ஆற்றல் மற்றும் 6 ns துடிப்பு கால அளவு.இலக்கில் புள்ளி விட்டம் 100 μm என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.லித்தியம் உலோகம் (ஆல்ஃபா ஈசர், 99.9% தூய்மையானது) மிகவும் மென்மையாக இருப்பதால், துல்லியமாக வெட்டப்பட்ட பொருள் அச்சுக்குள் அழுத்தப்படுகிறது.படலம் பரிமாணங்கள் 25 மிமீ × 25 மிமீ, தடிமன் 0.6 மிமீ.ஒரு லேசர் தாக்கும் போது இலக்கின் மேற்பரப்பில் பள்ளம் போன்ற சேதம் ஏற்படுகிறது, எனவே ஒவ்வொரு லேசர் ஷாட் மூலம் இலக்கின் மேற்பரப்பின் புதிய பகுதியை வழங்குவதற்காக இலக்கு ஒரு மோட்டார் பொருத்தப்பட்ட தளத்தால் நகர்த்தப்படுகிறது.எஞ்சிய வாயு காரணமாக மறுசீரமைப்பைத் தவிர்க்க, அறையில் அழுத்தம் 10-4 Pa வரம்பிற்குக் கீழே வைக்கப்படுகிறது.
லேசர் பிளாஸ்மாவின் ஆரம்ப அளவு சிறியது, ஏனெனில் லேசர் புள்ளியின் அளவு 100 μm மற்றும் அதன் தலைமுறைக்கு பிறகு 6 ns க்குள் உள்ளது.தொகுதியை சரியான புள்ளியாக எடுத்து விரிவாக்கலாம்.டிடெக்டர் இலக்கு மேற்பரப்பில் இருந்து xm தொலைவில் வைக்கப்பட்டால், பெறப்பட்ட சமிக்ஞை உறவுக்குக் கீழ்ப்படிகிறது: அயன் மின்னோட்டம் I, அயன் வருகை நேரம் t மற்றும் துடிப்பு அகலம் τ.
உருவாக்கப்பட்ட பிளாஸ்மா, எஃப்சி மற்றும் லேசர் இலக்கிலிருந்து 2.4 மீ மற்றும் 3.85 மீ தொலைவில் அமைந்துள்ள ஆற்றல் அயன் பகுப்பாய்வி (EIA) மூலம் TOF முறை மூலம் ஆய்வு செய்யப்பட்டது.FC ஆனது எலக்ட்ரான்களைத் தடுக்க -5 kV ஆல் சார்புடைய ஒரு அடக்கி கட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது.EIA ஆனது 90 டிகிரி எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் டிஃப்ளெக்டரைக் கொண்டுள்ளது, இதில் இரண்டு கோஆக்சியல் உலோக உருளை மின்முனைகள் ஒரே மின்னழுத்தம் ஆனால் எதிர் துருவமுனைப்பு, வெளியில் நேர்மறை மற்றும் உள்ளே எதிர்மறை.விரிவடையும் பிளாஸ்மா ஸ்லாட்டின் பின்னால் உள்ள டிஃப்ளெக்டருக்குள் செலுத்தப்படுகிறது மற்றும் சிலிண்டர் வழியாக செல்லும் மின்சார புலத்தால் திசைதிருப்பப்படுகிறது.E/z = eKU என்ற உறவை திருப்திப்படுத்தும் அயனிகள் இரண்டாம் நிலை எலக்ட்ரான் பெருக்கி (SEM) (ஹமாமட்சு R2362) ஐப் பயன்படுத்தி கண்டறியப்படுகின்றன, இதில் E, z, e, K மற்றும் U ஆகியவை அயனி ஆற்றல், மின்னேற்ற நிலை மற்றும் சார்ஜ் ஆகியவை EIA வடிவியல் காரணிகளாகும். .எலக்ட்ரான்கள், முறையே, மற்றும் மின்முனைகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு.டிஃப்ளெக்டரில் மின்னழுத்தத்தை மாற்றுவதன் மூலம், பிளாஸ்மாவில் உள்ள அயனிகளின் ஆற்றல் மற்றும் சார்ஜ் விநியோகத்தைப் பெறலாம்.ஸ்வீப் மின்னழுத்தம் U/2 EIA 0.2 V முதல் 800 V வரையிலான வரம்பில் உள்ளது, இது ஒரு சார்ஜ் நிலைக்கு 4 eV முதல் 16 keV வரையிலான வரம்பில் உள்ள அயனி ஆற்றலுக்கு ஒத்திருக்கிறது.
"முழுமையாக அகற்றப்பட்ட லித்தியம் கற்றைகளின் உருவாக்கம்" என்ற பிரிவில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள லேசர் கதிர்வீச்சின் நிலைமைகளின் கீழ் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட அயனிகளின் சார்ஜ் நிலையின் விநியோகங்கள் படம் காட்டப்பட்டுள்ளன.8.
அயனிகளின் சார்ஜ் நிலையின் விநியோகத்தின் பகுப்பாய்வு.இங்கே அயன் மின்னோட்ட அடர்த்தி நேர விவரம் EIA உடன் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டு, சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி லித்தியம் ஃபாயிலில் இருந்து 1 மீ அளவில் அளவிடப்படுகிறது.(1) மற்றும் (2)."முழுமையாக வெளியேற்றப்பட்ட லித்தியம் கற்றை உருவாக்கம்" பிரிவில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள லேசர் கதிர்வீச்சு நிலைமைகளைப் பயன்படுத்தவும்.ஒவ்வொரு தற்போதைய அடர்த்தியையும் ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், பிளாஸ்மாவில் உள்ள அயனிகளின் விகிதம் படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
லேசர் அயனி மூலங்கள் அதிக சார்ஜ் கொண்ட ஒரு தீவிரமான மல்டி-எம்ஏ அயன் கற்றை வழங்க முடியும்.இருப்பினும், ஸ்பேஸ் சார்ஜ் ரிப்பல்ஷன் காரணமாக பீம் டெலிவரி மிகவும் கடினமாக உள்ளது, எனவே இது பரவலாக பயன்படுத்தப்படவில்லை.பாரம்பரிய திட்டத்தில், அயன் கற்றைகள் பிளாஸ்மாவிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்டு, முடுக்கியின் பிக்கப் திறனுக்கு ஏற்ப அயன் கற்றை வடிவமைக்க பல குவிப்பு காந்தங்களுடன் கூடிய கற்றை கோடு வழியாக முதன்மை முடுக்கிக்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது.ஸ்பேஸ் சார்ஜ் ஃபோர்ஸ் பீம்களில், பீம்கள் நேரியல் அல்லாத வகையில் வேறுபடுகின்றன, மேலும் தீவிர கற்றை இழப்புகள் காணப்படுகின்றன, குறிப்பாக குறைந்த வேகம் உள்ள பகுதியில்.மருத்துவ கார்பன் முடுக்கிகளின் வளர்ச்சியில் இந்த சிக்கலை சமாளிக்க, ஒரு புதிய DPIS41 பீம் டெலிவரி திட்டம் முன்மொழியப்பட்டது.புதிய நியூட்ரான் மூலத்திலிருந்து சக்திவாய்ந்த லித்தியம்-அயன் கற்றையை துரிதப்படுத்த இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தியுள்ளோம்.
படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி.4, பிளாஸ்மா உருவாக்கப்பட்டு விரிவடையும் இடம் ஒரு உலோகக் கொள்கலனால் சூழப்பட்டுள்ளது.மூடிய இடம் RFQ ரெசனேட்டரின் நுழைவாயில் வரை நீண்டுள்ளது, இதில் சோலனாய்டு சுருளின் உள்ளே இருக்கும் தொகுதியும் அடங்கும்.கொள்கலனில் 52 kV மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டது.RFQ ரெசனேட்டரில், RFQ ஐ தரையிறக்குவதன் மூலம் 6 மிமீ விட்டம் கொண்ட துளை வழியாக அயனிகள் ஆற்றல் மூலம் இழுக்கப்படுகின்றன.அயனிகள் பிளாஸ்மா நிலையில் கொண்டு செல்லப்படுவதால் பீம் கோட்டில் உள்ள நேரியல் அல்லாத விரட்டும் சக்திகள் அகற்றப்படுகின்றன.கூடுதலாக, மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, பிரித்தெடுத்தல் துளையில் உள்ள அயனிகளின் அடர்த்தியைக் கட்டுப்படுத்தவும் அதிகரிக்கவும் DPIS உடன் இணைந்து ஒரு சோலனாய்டு புலத்தைப் பயன்படுத்தினோம்.
RFQ முடுக்கி படம் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஒரு உருளை வெற்றிட அறையைக் கொண்டுள்ளது.9a.அதன் உள்ளே, ஆக்சிஜன் இல்லாத தாமிரத்தின் நான்கு தண்டுகள் பீம் அச்சைச் சுற்றி நான்குமுனை சமச்சீராக வைக்கப்பட்டுள்ளன (படம் 9b).4 தண்டுகள் மற்றும் அறைகள் ஒரு ஒத்ததிர்வு RF சுற்றுகளை உருவாக்குகின்றன.தூண்டப்பட்ட RF புலம் தடியில் நேரம் மாறுபடும் மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது.அச்சைச் சுற்றி நீளவாக்கில் பொருத்தப்பட்ட அயனிகள் நான்குமுனை புலத்தால் பக்கவாட்டாக வைக்கப்படுகின்றன.அதே நேரத்தில், தடியின் முனை ஒரு அச்சு மின்சார புலத்தை உருவாக்க மாற்றியமைக்கப்படுகிறது.அச்சு புலம் உட்செலுத்தப்பட்ட தொடர்ச்சியான கற்றை ஒரு பீம் எனப்படும் பீம் துடிப்புகளின் தொடராக பிரிக்கிறது.ஒவ்வொரு பீமும் ஒரு குறிப்பிட்ட RF சுழற்சி நேரத்திற்குள் (10 ns) இருக்கும்.ரேடியோ அதிர்வெண் காலத்திற்கு ஏற்ப அருகிலுள்ள கற்றைகள் இடைவெளியில் உள்ளன.RFQ லினாக்கில், லேசர் அயனி மூலத்திலிருந்து 2 µs கற்றை 200 கற்றைகளின் வரிசையாக மாற்றப்படுகிறது.கற்றை பின்னர் கணக்கிடப்பட்ட ஆற்றலுக்கு துரிதப்படுத்தப்படுகிறது.
நேரியல் முடுக்கி RFQ.(அ) (இடது) RFQ லினாக் அறையின் வெளிப்புறக் காட்சி.(ஆ) (வலது) அறையில் நான்கு தடி மின்முனை.
RFQ லினாக்கின் முக்கிய வடிவமைப்பு அளவுருக்கள் தடி மின்னழுத்தம், அதிர்வு அதிர்வெண், பீம் துளை ஆரம் மற்றும் மின்முனை மாடுலேஷன்.கம்பியில் மின்னழுத்தத்தைத் தேர்ந்தெடுக்கவும் ± 29 kV, அதன் மின்சார புலம் மின் முறிவு வாசலுக்குக் கீழே இருக்கும்.குறைந்த அதிர்வு அதிர்வெண், அதிக பக்கவாட்டு குவிப்பு விசை மற்றும் சிறிய சராசரி முடுக்கம் புலம்.பெரிய துளை ஆரங்கள் கற்றை அளவை அதிகரிக்கச் செய்கின்றன, இதன் விளைவாக, சிறிய இடைவெளி மின்னோட்டத்தின் காரணமாக பீம் மின்னோட்டத்தை அதிகரிக்கிறது.மறுபுறம், பெரிய துளை ஆரங்களுக்கு RFQ லினாக்கிற்கு அதிக RF சக்தி தேவைப்படுகிறது.கூடுதலாக, இது தளத்தின் தரத் தேவைகளால் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.இந்த இருப்புகளின் அடிப்படையில், அதிர்வு அதிர்வெண் (100 மெகா ஹெர்ட்ஸ்) மற்றும் துளை ஆரம் (4.5 மிமீ) ஆகியவை உயர் மின்னோட்ட பீம் முடுக்கத்திற்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன.கற்றை இழப்பைக் குறைக்கவும் முடுக்கம் செயல்திறனை அதிகரிக்கவும் பண்பேற்றம் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.2 மீட்டருக்குள் 22 keV/n இலிருந்து 204 keV/n வரை 40 mA இல் 7Li3+ அயனிகளை முடுக்கிவிடக்கூடிய RFQ லினாக் வடிவமைப்பை உருவாக்க வடிவமைப்பு பலமுறை மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.சோதனையின் போது அளவிடப்பட்ட RF சக்தி 77 kW ஆகும்.
RFQ லினாக்ஸ் ஒரு குறிப்பிட்ட Q/A வரம்பில் அயனிகளை துரிதப்படுத்தலாம்.எனவே, ஒரு நேரியல் முடுக்கியின் முடிவில் ஊட்டப்பட்ட ஒரு கற்றை பகுப்பாய்வு செய்யும் போது, ஐசோடோப்புகள் மற்றும் பிற பொருட்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியம்.கூடுதலாக, விரும்பிய அயனிகள், பகுதியளவு முடுக்கி, ஆனால் முடுக்கத்தின் நடுவில் முடுக்கம் நிலைமைகளின் கீழ், இன்னும் பக்கவாட்டு அடைப்பை சந்திக்க முடியும் மற்றும் இறுதிவரை கொண்டு செல்ல முடியும்.பொறிக்கப்பட்ட 7Li3+ துகள்களைத் தவிர மற்ற தேவையற்ற கதிர்கள் அசுத்தங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.எங்கள் சோதனைகளில், 14N6+ மற்றும் 16O7+ அசுத்தங்கள் மிகப்பெரிய கவலையாக இருந்தன, ஏனெனில் லித்தியம் உலோகத் தகடு காற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜனுடன் வினைபுரிகிறது.இந்த அயனிகள் 7Li3+ உடன் துரிதப்படுத்தக்கூடிய Q/A விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளன.RFQ லினாக்கிற்குப் பிறகு பீம் பகுப்பாய்விற்காக வெவ்வேறு தரம் மற்றும் தரம் கொண்ட கற்றைகளை பிரிக்க இருமுனை காந்தங்களைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
RFQ லினாக்கிற்குப் பிறகு உள்ள பீம் லைன், இருமுனை காந்தத்திற்குப் பிறகு FCக்கு முழுமையாக முடுக்கப்பட்ட 7Li3+ கற்றை வழங்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.அயன் கற்றை மின்னோட்டத்தை துல்லியமாக அளவிட கோப்பையில் இரண்டாம் நிலை எலக்ட்ரான்களை அடக்குவதற்கு -400 V சார்பு மின்முனைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.இந்த ஒளியியல் மூலம், அயனிப் பாதைகள் இருமுனைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டு Q/A ஐப் பொறுத்து வெவ்வேறு இடங்களில் குவிக்கப்படுகின்றன.உந்தப் பரவல் மற்றும் ஸ்பேஸ் சார்ஜ் விரட்டல் போன்ற பல்வேறு காரணிகளால், குவியத்தில் உள்ள கற்றை ஒரு குறிப்பிட்ட அகலத்தைக் கொண்டுள்ளது.இரண்டு அயனி இனங்களின் குவிய நிலைகளுக்கு இடையே உள்ள தூரம் கற்றை அகலத்தை விட அதிகமாக இருந்தால் மட்டுமே இனங்கள் பிரிக்கப்படும்.அதிகபட்ச தெளிவுத்திறனைப் பெற, பீம் இடுப்புக்கு அருகில் ஒரு கிடைமட்ட பிளவு நிறுவப்பட்டுள்ளது, அங்கு பீம் நடைமுறையில் குவிந்துள்ளது.செயிண்ட்-கோபைனில் இருந்து ஒரு சிண்டிலேஷன் திரை (CsI(Tl), 40 மிமீ × 40 மிமீ × 3 மிமீ) பிளவு மற்றும் PC க்கு இடையில் நிறுவப்பட்டது.வடிவமைக்கப்பட்ட துகள்கள் உகந்த தெளிவுத்திறனுக்காக கடந்து செல்ல வேண்டிய மிகச்சிறிய பிளவைத் தீர்மானிக்க மற்றும் அதிக மின்னோட்ட கனமான அயன் கற்றைகளுக்கு ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய பீம் அளவுகளை நிரூபிக்க சிண்டிலேட்டர் பயன்படுத்தப்பட்டது.சிண்டிலேட்டரில் உள்ள பீம் படம் ஒரு வெற்றிட சாளரத்தின் வழியாக CCD கேமரா மூலம் பதிவு செய்யப்படுகிறது.முழு பீம் துடிப்பு அகலத்தையும் மறைக்க வெளிப்பாடு நேர சாளரத்தை சரிசெய்யவும்.
தற்போதைய ஆய்வில் பயன்படுத்தப்படும் அல்லது பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட தரவுத்தொகுப்புகள் நியாயமான கோரிக்கையின் பேரில் அந்தந்த ஆசிரியர்களிடமிருந்து கிடைக்கின்றன.
மான்கே, ஐ. மற்றும் பலர்.காந்த களங்களின் முப்பரிமாண இமேஜிங்.தேசிய கம்யூன்.1, 125. https://doi.org/10.1038/ncomms1125 (2010).
ஆண்டர்சன், ஐஎஸ் மற்றும் பலர்.முடுக்கிகளில் கச்சிதமான நியூட்ரான் மூலங்களைப் படிக்கும் சாத்தியக்கூறுகள்.இயற்பியல்.ரெப். 654, 1-58.https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.07.007 (2016).
Urchuoli, A. மற்றும் பலர்.நியூட்ரான்-அடிப்படையிலான கம்ப்யூட்டட் மைக்ரோடோமோகிராபி: ப்ளியோபேட்ஸ் கேடலோனியா மற்றும் பார்பெராபிதேகஸ் ஹுர்செலெரி ஆகியவை சோதனை நிகழ்வுகளாக.ஆம்.ஜே. இயற்பியல்.மானுடவியல்.166, 987–993.https://doi.org/10.1002/ajpa.23467 (2018).
இடுகை நேரம்: மார்ச்-08-2023