Исследование спектра ядер атома Ве с помощью лазерно-

“Young Scientist”
. 
#3 (137)
. 
January 2017
13
Physics
руются электроны, многозарядные ионы, нейтроны, излу-
чения в широком диапазоне спектра. Однако спектры ядер 
атомов различных элементов слабо изучены. Исследования 
спектров ядер атомов особенно легких элементов в зависи-
мости от плотности мощности излучения лазера и состава 
мишени, представляют значительный интерес для пони-
мания физики формирования их спектров и создания ла-
зеров на многозарядных переходах, нелинейно оптических 
сред. Кроме того, потребность в эффективном источнике 
многозарядных ионов и ядер значительно возросла из-за 
интенсивного развития экспериментальных работ по про-
грамме тяжелоионного инерциального синтеза.
Для регистрации и исследования спектра ядер Ве был 
использован твердотельный неодимовый лазер, работа-
ющий в моноимпульсном режиме. Лазер имел следующие 
параметры: E
max
=5,0 Дж, t
дл..иим. 
= 50 нс, 
λ
=1,06 мкм, 
q=10
9
¸10
12 
Вт/см
2
, ~a=18
0
относительно нормали ми-
шени, когда работал в однолучевом режиме. С помощью 
эксперимента получены экспериментальные данные 
о спектрах ядер атома Ве в зависимости от параметров 
излучения лазера и атомной массы мишени. Был уста-
новлен ряд особенностей формирования спектра ядер Ве 
в исследуемом интервале параметров излучения лазера 
и атомной массы мишени.
Известно, что регистрация и идентификация масс- 
зарядовых спектров лазерной плазмы способствуют опре-
делению интенсивности (количества), длительности, ско-
рости, массы, кратности заряда, энергетического спектра 
как многозарядных ионов, так и ядер полностью ионизо-
ванных атомов твердых тел. Экспериментально получен 
пакет масс-зарядовых спектров ядер 
Ве
(а также и мно-
гозарядных ионов) в широком интервале плотности мощ-
ности излучения лазера и атомной массы мишени.
Идентификация полученных масс-зарядовых спек-
тров по массам и кратностям заряда позволила выя-
вить, начиная с определенной плотности мощности излу-
чения лазера, наряду со спектрами многозарядных ионов 
и спектры ядер Ве
4+
лазерной плазмы. На рис. 1 приве-
дены типичные масс-зарядовые спектры многозарядных 
ионов и ядер Ве, полученных с использованием лазер-
но-ионизационной масс-спектрометрии при q =10
11 
Вт/
см
2
для Ве. Здесь отчетливо наблюдаются многозарядные 
ионы Ве
1+
- Ве
3+
лазерной плазмы, а также пучки ядер 
Ве
4+
. Экспериментальные результаты достаточно хорошо 
согласуются с расчетными данными. Время пролета мно-
гозарядных ионов, расположенных на масс-зарядовым 
спектре, обратно пропорционально 
Z
.
Например, при энергии однозарядного иона Ве, равной 
440 эВ, время пролета ионов с Z=1–4 равно 13,6; 9,5; 
7,9; 6,8 мксек соответственно. Длительности ионного 
и ядерного пакетов Ве
1+
и Ве
4+
равны 0,5 и 0,3 мксек со-
ответственно.
Характерно то, что распределения интенсивности мно-
гозарядных ионов 
Ве
подчиняются определенной законо-
мерности, когда они образованы однолучевым излучением 
лазера.
Таким образом, исследованием масс-зарядовых спек-
тров многозарядных ионов и ядер атома Ве в интервале 
плотности мощности излучения лазера q =10
9
¸10
12 
Вт/
см
2
установлено формирование зарядового спектра ядер 
Ве
4+ 
лазерной плазмы. Был установлен ряд особенностей 
в формировании спектра ядер атома Ве, который значи-
тельно зависит от плотности мощности излучения лазера 
и атомной массы мишени.
Изучение масс-зарядовых спектров многозарядных 
ионов и ядер атома 
Ве
, полученных в зависимости от 
плотности мощности излучения лазера, показало, что не 
только многозарядные ионы, но и пучки ядер и их форми-
рование значительно зависят от плотности мощности из-
лучения лазера. При этом увеличение плотности мощ-
ности излучения лазера приводит не только к росту 
кратности заряда высокозарядных ионов, энергетиче-
ского диапазона, интенсивности (количества) ионов, но 
и к формированию спектра ядер атомов элемента. Сле-
довательно, рост 
q
лазера последовательно приводит 
к образованию и формированию от однозарядного иона 
до пучка ядер атомов
 Ве
. На рис. 2 приведены типичные 
масс-зарядовые спектры ионов и ядер Ве в зависимости 
от плотности мощности излучения лазера.
Отсюда видно, что увеличение плотности мощности 
излучения лазера от q=5×10
9
Вт/см
2
(г) до q=10
11 
Вт/
см
2
(а) приводит, последовательно, к образованию ионов 
с кратностью заряда Z=1–4, особенно, пучка ядер Ве
4+
при q =10
11 
Вт/см
2
. Надо заметить, что увеличение q ла-
зера не только приводит к полной ионизации атомов Ве, 
но и к росту интенсивности высокозарядных ионов Ве. Ха-
рактерно то, что формирование потока ядер Ве с помощью 
излучения лазера с высокой степенью «закалки» зависит 
как от атомной массы мишени, так и от различных макси-
мальных значений q лазера.
Рис.

жүктеу/скачать 9,13 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: