Способ получения электромагнитного излучения Советский патент 1981 года по МПК G21K1/06 H05H7/12 

излучения, заключающемся в том, что на монокристаллическую мишень направляют пучок заряженных частиц и отбирают излучение с обратной стороны мишени, в качестве последней используют монокристалл с изогнутыми кристаллографическими плоскостями и направляют пучок релятивистских заряженных частиц над углом каналирования относительно поверхности монокристалла.

При этом энергию отбираемого излучения задают кривизной кристаллографических плоскостей монокристаллической мишени.

При этом используют монокристалл с кристаллографическими плоскостями, составляющими угол от 30 до 80 с его поЬерхностью, на которую направляют пучок заряженных частиц.

Способ реализуют следующим образом..

Ртлятивисткий пучок электронов ил позитронов направляют на мишень изогнутый монокристалл - по касательной к какой-либо изогнутой главной кристаллографической плоскости . При таких условиях пучок заряженных част захватывается в режим каналирования движется вдоль этих изогнутых кристаллографических плоскостей.

Движение по искривленной траектории вызывает электромагнитное излучение, максимум которого в спектре

,-1.

приходится на частоту tWc 3/2-V-R Х где V - скорость заряженной частицы; R - радиус кривизны кристалла, у -(,1-р } .Частоту электромагнитного излучения регулируют путем или простого механического изменения радиуса изгиба кристалла при постоянной энергии, или изменения энергии электронов при постоянном радиусе изгиба. Диапазон получаемых частот лежит от жесткого ультрафиолетового до рентгеновского излучения. Анализ условий каналирования дает требуемую величину радиуса кривизны R fcMj7/10 и толщины кристаллической пластины d см} при ограничении на углсэвой разброс падающего пучка ,электронов л1 «1/-/Е МэВ . Интенсивность получаемого излучения

4 J 2/3 .. 2 J тем больше, чем

меньше радиус кривизны кристалла. Кристаллическую пластину необходимо вырезать так, чтобы кристаллографические плоскости составляли с ее поверхностью угол 0 от 30 до 80 . Нижняя граница угла 30° ограничена большим эффектом отражения псЦ ;ающего пучка от пластины: при скользящем падении. Верхняя граница 80° выбрана из условия получения изогнутых кристаллографических направлений, так как это возможно лишь при в 90°. Отбор получаемого ультрафиолетового или рентгеновского излучения

производят со стороны выходной поверхности монокристалла в растворе угла, образованного касательными к изогнутым кристаллографическим плоскостям в точках их пересечения с поверхностью монокристалла.

Пример осуществления способа.

Для релятивистского пучка позитронов при каналировании в плоскостном режиме в кристалле кремния минимальный радиус кривизны изгиба кристалла, для которого еще возможен эффект каналирования, составляет

Е -d p/2Uo, где dp маж&

УИН

плоскостное расстояние - 2,0 А для канала (001); UQ - максимальна величина усредненного потенциала плоскости (001) Е. где Z - порядковый номер 14; I заряд электрона; пр - плотность атомов в плоскости (001) ; т-Ф P ус экранирования Томаса-Ферми ,

Для энергии частиц Е 10 ГэВ и Е 100 ГэВ максимум интенсивности приходится на R составит 10 см и 1 м соответственно. Частоты этих максимумов излучения равны сУс-Ю и и лежат в области рентгеновского и гаммадиапазонов .

Использование способа получения ультрафиолетового и рентгеновского излучения по сравнению с известными способами обеспечивает следующие преимущества:

-возможность изменения в более широком диапазоне частоты получаемого излучения простым механическим изменением радиуса изгиба кристалла;

-повышение интенсивности получамого излучения ;

-возможность применения изогнутого монокристалла как приставки к выводным каналам любых ускоряющих устройств, в том числе и линейных, что по сравнению с синхротронным и ондуляторным излучением значительно

удешевит источник за счет исключени дорогостоящей и сложной магнитной стемы.

Формула изобретения

1. Способ получения электромагнитного излучения, заключающийся в том, что на монокристаллическую мишень направляют пучок заряженных частиц и отбирают излучение с обратной стороны мишени, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения интенсивности отбираемого излучения, в качестве мишени используют монокристалл с изогнутыми кристаллографическими плоскостями и направляют пучок релятивистских заряженных частиц под углом каналировния относительно поверхности монокристалла.

2.Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что энергию отбираемого излучения задают кривизной кристаллографических плоскостей монокри.сталлической мишени.

3.Способ по пп, 1 и 2, о т л ичающийся тем, что используют монокристалл с кристаллографическими плоскост ми, составляющими .угол от 30 до 80 с. его поверхностью, на которую направляют пучок заряженных .. частиц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3260846, кл. 250-77 опублик. 1966.

2-. Заявка Франции № 2176bU5, .,л. Н 05 Н 9/00, опублик. 1973.

3.Патент США № 3160779, кл. 313-330, опублик. 1964.

0

4.Заявка Японии 49-43830, кл. 100 А 101, опублик. 1974 (прототип) .