Способ получения электромагнитного излучения Советский патент 1982 года по МПК G21K1/06 H05H7/12 

Изобретение относится к получению ионизирующего электромагнитного излучения, может быть использовано при создании источников жесткого ультрафиолетового и рентгеновского излучения, применяющихся в радиационной физике и технике для облучения материалов и объектов.

По основному авт. св. № 758933 известен способ получения электромагнитного излучения, при котором используют изогнутый кристалл в качестве мишени. Пучок заряженных релятивистских частиц направляют на него по юасательной к изогнутым кристаллографическим плоскостям в точке выхода их на облучаемую поверхность и отбирают ионизирующее электромагнитное излучение за мишенью в направлениях, касательных к этим же изогнутым кристаллографическим плоскостям в точке пересечения их с противоположной поверхностью кристалла. С помошью указанного способа добиваются расширения диапазона частот и увеличения интенсивности получаемого кв1азимонохроматического излучения 1.

При этом способе во многих случаях затруднительно осуществлять регулирование частоты излучения. Частота максимума спектра излучения (Ос определяется скоростью заряженной частицы У и радиусом кривизны кристалла 7 согл(асно выражению

а, 3/2-

где у() Р .С, с 3 lo м/Сч° с

Таким образом, частоту электромагнитного излучения возможно регулировать или путем механического изменения радиуса изгиба кристалла при постоянной энергии, либо изменением энергии заряженных частиц при постоянном радиусе изгиба. Механическое изменение радиуса изгиба кристалла требует использования довольно сложных и прецизионных устройств для его реализ/ации. Кроме того, многократное механическое изгибание кристалла может нарушать его кристаллическую структуру, что приведет к уменьшению интенсивности получ1аемого электромагнитного излучения и уменьшению эффективности данного способа. Регулирование частоты электромагнитного излучения путем изменения энергии . юаналируемых заряженных Ч1астиц ограничено параметрами использу емых ускорительных установок.

Целью изобретения является упрощение регулирования частоты излучения и

расширение диапазона регулируемых частот.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу получения электромагнитного излучения изменяют угол падения заряженных частиц на мишень путем поворота монокрист алли)ческой мишени так, что угол между образуюш.ей цилиндрической поверхности мишени и направлением пучка заряженных частиц изменяется or О до я/2.

Положительно заряженные частицы, например позитроны, имеют значительно большие длины каналирования по сравнению с электрон1ами и могут с большей эффективностью быть использованы для получения квазисинхротроннопо электромагнитного излучения при каналировании в изогнутых монокристалл,ах. На фиг. 1 показано сечение монокристаллической мишени плоскостью XOZ; на фиг. 2-общий вид мишени.

Пучок релятивистских позитронов Р, направляют по касательной (на фи-. 1) к. изогнутым кристаллографическим плоскостям монокристалла кремния в точке выхода их на облучаемую поверхность в пре.делах критического угла каналирования t|jp (Z )-, где dy- межплоскостное расстояние, Z - атомный номер кристалла. Минимальный радиус кривизны изгиба кристалла, для которого еще возможен эффект каналирования, составляет /,,„„ rfp/2 УО, где dy 2,0 А для (001) плоскостей кремния, , эВ- максимальная величина усредненного потенциала (001) атомной плоскости кремния. При таких условиях пучок заряженных частиц захватывается в режим каналирования и движется вдоль этих .изогнутых кристаллографических плоскостей. Движение по искривленной траектории приводит к отклонению иа угола // выходяш.его из кристалла Pont пучка позитронов, где / - длина кристалла, и сопровождается электромагнитным излучением. Например, для энергии позитронов 10 ГэВ и радиуса кривизны кристалла : 10 см частота М1аксимума электромагнитного излучения « - 0 см лежит в области рентгеновского излучения. Угол изменения траектории пучка частиц можно регулировать путем поворота изогнутого монокристалла вокруг оси ОА (фиг. 2) Т1аким образом, что угол между образующей цилиндрияеской поверхности и направлением пучка Р будет изменяться в пределах от О до я/2. При этом происходит «эффективное изменение радиуса кривизны по закону

г . с arc cos/cos2g-bsin-;cos a)j -.

Тогда, в нашем примере, для каналируемых в п.тоскости (001) кремния позитронов с энергией ГэВ частоту максимума спектра излучения можно регулиров-ать от величины «с 10 вплоть до Шс 10- для реальной величины 1 30°, т. е. регулирование от рентгеновского до оптического диапазона. Нижняя граница угла ограничена большим эффектом отражения падаюш,вго пучка от мишени при скользяш,ем падении. Однако в случае необходимости получения очень мягкого электромагнитного излучения возможно поворачивать кристалл вплоть до величин, близких к ; 0°. Использование предлагаемого способа получения источника электромагнитного излучения по сравнению с прототипом обеспечит следующие преимушества: возможность регулирования частоты получаемого излучения без изменения радиуса изгиба кристалла, что значительно упрош,ает регулировку; расширение диапазона регулирования частоты электромагнитного излучения.

Формула и 3 о б р е г е н и я

Способ получения электромагнитного излучения по авт. св. № 758933, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулирования частоты излучения и расширения диапазона регулируемых частот, изменяют угол падения заряженных частиц на мишень путем поворота монокристалли|ческой мишени так, что угол между образующей цилиндрической поверхности мишени и направлением пучка заряженных частиц изменяется от О до я/2.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 758933, кл. G 21 К 1/06, 1979 (прототип).