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《氢原子的x射线新谱系的实验观测及其解释》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第17卷第9期强激光与粒子束Vol.17,No.92005年9月HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMSSep.,2005文章编号:100124322(2005)09213352063氢原子的X射线新谱系的实验观测及其解释12王大伦,张信威(1.中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621900;2.北京应用物理与计算数学研究所,北京100088)摘要:引出氢(氘)气放电产生的射线和粒子流打在非晶聚氘乙烯C2D4和有机玻璃C5H8O2等靶上,测得其散射谱上有多条尖锐的X谱线,其中除一条外都是(不经散射的
2、)原始谱中没有的。经反复证认,这些谱线不是靶中元素(如C或O)和可能包含的杂质元素的特征X射线,也不是原始谱中X射线的衍射线,更不可能是低能电子的轫致辐射经吸收后形成的峰,认为该谱线很可能是前所未知的一类新的原子态的X射线新谱系的一部分。用曾提出的一个“小氢原子”理论模型予以解释,即认为氢(氘)气放电中产生了“小氢原子”,其(在基态)电子轨道半径约为普通氢原子的玻尔半径的1/274,该小氢原子能级之间的跃迁能够很好地解释所测到的X射线新谱系。关键词:氢气放电;特征谱线;新原子态中图分类号:O461.1;O562.1文献标识码:A1
3、实验装置氢气放电源打靶的实验装置如图1所示。石英放电室,采用钽(Ta)电极,充流动氢气(或氘气)在7.0kV/50Hz交流电压和10～40Pa气压下放电。Ta电极呈片状,围以石英碗以改善聚焦;在放电室轴线中点处对称地开两个长230mm,内径<26mm的石英引导管,两引导管末端都接有机玻璃(C5H8O2)连接套和测量管,其中一根管中安装C2D4,C5H8O2等靶,入射角约为22.5°,另一根叉管直接通向探测器。有机玻璃管末端都以30μm的铍(Be)膜封真空。以一台机械泵(8L/min)和一台分子泵抽真空,用热偶真空计测量气压。真空泵
4、、热偶计和放电室以内径<9mm的真空橡皮管相连。Fig.1Apparatusofhydrogengasdischargesourcebombardtarget图1氢气放电源打靶装置放电产生的粒子和射线经由90°方向的引出管进入靶室轰击C2D4等靶。在引出管中间加0.08T磁场偏转掉电子,使其不能进入靶室轰击靶产生轫致辐射X射线。用Si(Li)探测器或高纯锗谱仪(HPGeIGLET2X211145)在45°方向的叉管末端密封真空室的铍膜外测量低能X射线。在放电室对称的另一侧有一个相似的3收稿日期:2005209206;修订日期:20
5、05209211基金项目:国家自然科学基金资助项目(10145005)作者简介:王大伦(1937—),男,研究员,从事实验核物理研究;四川绵阳9192213信箱;E2mail:sting_g@sohu.com。张信威(1938—),男,研究员,从事理论物理研究;北京8009信箱;E2mail:zhang_xinwei@iapcm.ac.cn。编者按:王2张两位研究员多年来一直从事氢气放电异常现象研究,本文所报道的实验观测和试探性理论解释都是极为新颖的,本刊将其发表出来,以期引起国内外有关学者的检验和评论。©1995-2005Tsi
6、nghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.1336强激光与粒子束第17卷90°方向的石英引出管,用于同时测量未经散射的X射线原始谱,所测到的能谱见图2,图3。不放电时的本底-1-1谱计数率很低,Si(Li)为0.1s,HpGe为1s(0.5～10keV)。交流放电时在探测器前用较厚的衰减片(例如3mm石英)阻挡,计数率即降为本底,这表明探测过程不受放电产生的电磁干扰的影响。原始谱中唯一尖锐的谱线是Si的Kα线(1.74keV)。2实验新发现用氢气放电源打聚氘乙烯靶,打靶实验
7、测出的聚氘乙烯(C2D4)靶散射的X射线谱见图4,图5。Si(Li)探测器所测谱中的四个峰就是四条X射线谱线,宽度约为250eV,正好是Si(Li)探测器固有的能量分辨率,其中1.71keV这个峰主要是原始谱中Si的Kα线在C2D4上散射留下来的,它可以作为标识线。HPGe测到三条谱线,半宽度约为210eV,也是HPGe的能量分辨半宽度。因为HPGe谱仪中设有叠加剔除线路和自身的吸收低能光子的死层,没法显示低能信号,所以1.71keV的那条线没测到。在误差范围内,两个谱仪测得的谱线的位置(能量)和相对强度上是一致的。作为对比,采用
8、有机玻璃靶在去掉电子偏转磁场的Fig.6X2rayspectrum(Si(Li))ofC5H8O2target条件下,测得散射的X射线能谱见图6。图6有机玻璃靶散射的X射线能谱(Si(Li))因为未加横向磁场,电子未偏转掉,电子的轫致辐射造成很大的
