Импульс - ионный ток
Cтраница 2
Предельное значение составляет 35 10 - 3 Н - с. Импульс отдачи нарастает в процессе взаимодействия протонного пучка с алюминиевой преградой, при этом амплитуда давления, начиная с t - 15 не и до конца импульса ионного тока, уменьшается. [17]
На рис. 4.20 приведен профиль плотности поглотителя в момент времени 35 не. Основной вынос массы из первоначально занимаемой фольгой области ( она обозначена штриховыми линиями) происходит с тыльной стороны и в радиальном направлении. К моменту окончания импульса ионного тока перераспределение энергии пучка по различным каналам имеет следующие пропорции: - 60 % релаксиру-ет во внутреннюю энергию вещества, - 20 % - в кинетическую, - 20 % - уносится из системы излучением. Далее потери на излучение возрастают и к 65 не достигают величины 30 %, продолжается процесс релаксации внутренней энергии мишени в кинетическую. При временах - 100 не уменьшение внутренней энергии приводит к снижению интенсивности излучения. [19]
Спектр пучка восстанавливается по активационным выходам из стопы тонких пленок. При известном спектре, амплитудно-временных параметрах импульса ионного тока и ускоряющего напряжения, для умеренной плотности ионного тока, которая не должна превышать верхней границы применимости методики расчета ( см. предыдущий раздел), вычисляется соответствующее значение РСж - При этой же плотности тока регистрируется сигнал с датчика и вычисляется коэффициент пропорциональности k РСЖ / А, который является характеристикой датчика и принимается постоянным во всем исследуемом диапазоне плотностей тока. Поскольку формирование электрического сигнала происходит при влиянии всех конструктивных особенностей датчика, то определяемый коэффициент является величиной, учитывающей все возможные искажения профиля волны при ее прохождении по мишени и в объем пьезопреобразователя. Величина k для указанных ранее параметров пучка составила 0 15 - Ь 70 17 кбар / В. [20]
 |
Амплитуда давления ( Мбар во фронте ударной волны в различные моменты времени для различных плотностей тока протонного. [21] |
Численный эксперимент показывает, что при плотности тока протонного пучка 1 МА / см2 с энергией 1 5 МэВ, воздействие на поверхность металла вызывает формирование ударной волны, распространяющейся вглубь твердой фазы со скоростью до 1 1 106 см / с. Ее формирование заканчивается к моменту времени t 15 не после начала взаимодействия пучка с поверхностью. В последующие моменты времени, до окончания импульса ионного тока ( t - 50 не) и далее, по мере движения ударной волны по объему твердой фазы амплитуда давления в ее фронте падает. К моменту окончания импульса тока амплитуда уменьшается в 1 5 - г2 раза, при этом скорость распространения ударной волны так же падает и приближается к звуковой. [22]
Импульсы ионного тока на зонд при различном его удалении от оси коронирующего провода т сдвинуты во времени друг относительно друга. С увеличением г момент начала импульсов tn сдвигается в сторону больших значений времени при одновременном уменьшении амплитуды импульса и крутизны его фронта. Точка tn начала импульсов ионного тока соответствует по времени моменту прихода в данную точку пространства волны объемного заряда, создаваемого в зоне ионизации у поверхности провода. [23]
Плазмообразование на поверхности полубесконечной мишени, облучаемой импульсным пучком заряженных частиц, приводит к формированию газо-плазменного облака. В процессе взаимодействия оно начинает расширяться навстречу пучку. Избыток давления, образующийся в области термализации частиц пучка, разгружается в двух направлениях - в направлении облучаемой поверхности и навстречу пучку. Таким образом, поверхность мишени в течение импульса ионного тока и после него испытывает действие силы, приобретая импульс. [24]
Наличие углеродной компоненты пучка способствует интенсификации этого процесса, образуется своеобразный экран. К моменту времени 30 не структура плазменного факела характеризуется наличием двух областей с повышенной тормозной способностью. На рис. 3.26 приведены профили энерговыделения пучков на оси симметрии ( г 0) в различные моменты времени. Первая область, расположенная у облучаемой поверхности, образована потерями энергии протонной компоненты, а вторая - на расстоянии 130 мкм от поверхности - углеродной компоненты смешанного пучка. В случае моносоставного пучка образуется один экран, граничащий с областью низкой степени ионизации. При временах t - 20 Ч-30 не формирование второго экранирующего слоя заканчивается и поглощение энергии смешанного пучка происходит селективно до окончания импульса ионного тока. Следствием этого является дополнительная экранировка поверхности облучаемой преграды и уменьшение эффективности передачи энергии пучка конденсированной фазе мишени. [25]
Существенной особенностью рассматриваемой совокупности процессов является то, что они развиваются и проходят на фоне гораздо более длительного механического нагружения материала у облучаемой поверхности. Объем, прилегающий к ней, находится в напряженно-деформированном состоянии в течение времен, характерных для выравнивания образующегося при воздействии пучка температурного поля. При значении температуры порядка нескольких сотен градусов и скорости охлаждения 107 К / с для исчезновения значительных температурных градиентов и, соответственно, снятия напряженно-деформированного состояния требуется не менее 1 мкс. На рис. 3.12 приведен профиль поля механических напряжений у облучаемой поверхности. Амплитуда напряжения составляет 180 МН / м2 в момент времени t 326 не, к которому процесс отражения акустического импульса практически завершился. В течение сотен наносекунд распределение напряжений по глубине у облучаемой поверхности существенно не меняется. В течение импульса ионного тока их амплитуда нарастает, достигая 220 МН / м2, а затем падает. [26]
Страницы: 1 2