银吸收边附近X射线衰减系数测量-论文.pdf

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1、第26卷第7期强激光与粒子束Vo1．26，NO．72014年7月HIGHPOWERLASERANDPARTICIEBEAMSJu1．，2O14银吸收边附近X射线衰减系数测量易荣清，马陈燕，樊启文。(1．中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳621900；2．中国科学院高能物理研究所，北京100049；3．中国原子能科学研究院，北京1024l3)摘要：在北京同步辐射装置的4B7A中能x光束线上，光源能区为2．1～6．0keV，能量分辨大于5000，高次谐波小于0．1，光源强度大于1O。光子／s。通过全能区多能点的透过率精确测量A

2、g样品质量厚度，然后采用Ag薄膜对单能x光子的透过率进行测量，给出了Ag薄膜在吸收边(3．4～3．9keV)的衰减系数。建立了Ag样品吸收边附近衰减系数同步辐射测量方法。通过不确定度分析给出衰减系数测量确定度小于1，填补了在该区间衰减系数的空白。关键词：衰减系数；同步辐射；吸收边；不确定度中图分类号：0436．2文献标志码：Adoi：10．11884／HPIPB201426．074006元素的衰减系数在x光学研究中是一个非常重要的参数，在X光谱学和物质结构方面有广泛的应用前景，尤其在激光聚变实验研究(ICF)领域具有广泛的用途[1]

3、。在实验诊断方面，利用物质的衰减系数可以选择金属薄膜的厚度，从而进行X光能道选择和强度控制，另外在X光诊断技术研究方面具有重要应用；例如目前x光针孑L相机、软x光能谱仪、三色谱仪等设备都采用金属薄膜选通，利用他们的衰减系数可以计算测量的X光成分。在物理实验研究方面，各种聚变物理过程一维物理规律实验研究中估算实验结果，在目前黑腔物理、辐射烧蚀与冲击波特性研究、不透明度参数、流体力学不稳定性等实验课题中广泛应用。Henke穷其一生，利用Henke光源进行衰减系数实验和理论研究，获得了大量元素的衰减系数[6，为广大的科技人员在X光学方面的

4、研究提供了重要的参数，为X光学研究作大的贡献。由于Henke光源条件的限制，不能给出非常细致的衰减系数，尤其在材料的吸收边附近，口发收系数非常复杂，利用Henke光源是研究不清楚的。北京同步辐射装置(BSRF)的4B7A中能X光束线，具有较高的能量分辨，较小的高次谐波，非常合适研究这段能区材料的衰减系数。国际上有许多人在研究材料的衰减系数，如：1957年，美国标准计量局(NBS)的GladysWhiteGrodstein发表了10keV到100MeV能区的X射线衰减系数，1981年Henke发表了低能X射线相互作用_7，2000年澳

5、大利亚墨尔本大学的Chantler等人发表了材料在0．1keV到10keV能区的衰减系数等等【，但是，他们都没有给mAg在吸收边附近的衰减系数。本文利用高分辨的光源，通过Ag薄膜透过率的测量研究吸收边附近X射线衰减系数。l光源介绍北京同步辐射4B7A中能束线。。是中科院高能所与中物院激光聚变研究中心共同投资，由中科院高能所同步辐射实验室承建的一台大型实验装置(原来建在13号大厅，原名3B3中能束线，由于BEPCII，升级工程，搬迁到12号大厅，改名为4B7A)，如图1所示，由前置镜、双向聚焦镜、双晶单色器系统、超高真空及控制系统等组

6、成，是目前国内唯一一条中能x射线光束线。光束线采用硅双晶单色器，光源能区从2100～6000eV，光谱强度10。～10“光子／s；能量分辨好于5000；高次谐波小于0．1。Fig．14B7AX—raybeamlineontheBSRF2测量原理图1北京同步辐射4B7A光束线实验安排如图2所示，让单色X光通过被测量的样品*收稿日期：20131112；修订日期：2O14—0105基金项目：国家重大专项项目作者简介：易荣清(1964)，研究员，主要从事激光等离子体诊断和软x射线计量学研究；yrq@sina．COnl。强激光与粒子束后照射在

7、探测器上，探测器型号AXUV一100G，美国IRD公司研制，探测器产生信号电流i，用电流计测量，电流计型号6517A，美国吉时利公司生产；然后移开样品，样品安装在电机上，通过程序由计算机控制移人和移出光路，每一次操作约30S，复位精度小于0．1mm。让单色X光直接照射在探测器上产生电流，用电流计测量探测器的输出电流。，那么，样品的透过率rT—exp(-)一li(1)～』0式中：是Ag材料的衰减系数；d是Ag样品的质量厚度，单位是~g／cm通过等式变换，可以给出样品材料的～衰减系数a_～～_r一一署lnT一一吉ln(2)S图一暖释露露

8、霹飘骶曩羽hOmochromvX-ray比碰矬进出＆益监⋯一Fig．2Experimentalsetup图2实验安排3实验测量3．1Ag薄膜质量厚度的确定由式(2)可以知道，要给出薄膜的衰减系数，必须知道薄膜的厚度，利用北京同步辐射装