Эта публикация цитируется в
29 статьях
ОБЗОРЫ АКТУАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ
Влияние атомных процессов на зарядовые состояния и фракции быстрых тяжёлых ионов при прохождении через газовые, твердотельные и плазменные мишени
И. Ю. Толстихина,
В. П. Шевелько Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
Аннотация:
Представлен обзор экспериментальных данных и теоретических методов расчёта по исследованию атомных процессов с изменением зарядового состояния ионных пучков при прохождении через газовые, плазменные и твердотельные мишени. Основное внимание уделено процессам перезарядки и ионизации с участием тяжёлых многоэлектронных ионов (типа Ar
$^{q+}$, Кr
$^{q+}$, Pb
$^{q+}$, W
$^{q+}$, U
$^{q+}$) при относительно больших и релятивистских энергиях
$E$ = 50 кэВ/нуклон – 10 ГэВ/нуклон, включая многоэлектронные процессы, приводящие к увеличению полных сечений на 50% и более. Большое место занимает рассмотрение тормозной способности вещества — основной величины, характеризующей потерю кинетической энергии ионов из-за взаимодействия с частицами вещества. Кратко рассмотрен вопрос о перезарядке тяжёлых ионов на атомах при медленных столкновениях
$E$ < 10 эВ/нуклон и роли возникающего при этих энергиях изотопического эффекта. Рассмотрены вопросы динамики формирования зарядовых фракций и равновесных зарядов ионных пучков при взаимодействии со средами на основе решения системы дифференциальных уравнений зарядового баланса, в том числе вопросы образования равновесных фракций и зарядов, равновесной толщины мишени, среднего заряда ионного пучка и т.д. Приведено краткое описание компьютерных программ ETACHA, GLOBAL, CHARGE, BREIT для расчёта зарядовых фракций как функции толщины мишени, а также рассмотрены некоторые приложения использования зарядовых фракций: при детектировании сверхтяжёлых элементов и решении задач лабораторной и астрофизической плазмы. Объяснение физических процессов и эффектов в работе проводится в терминах атомной физики с помощью столкновительных и радиационных характеристик тяжёлых многоэлектронных ионов при их взаимодействии с атомами, ионами, электронами и молекулами.
Ключевые слова:
ион-атомные столкновения, эффективные сечения, зарядовые фракции, уравнения зарядового баланса, тормозная способность, перезарядка, обдирка.
PACS:
34.10.+x,
34.50.Fa,
34.70.+e Поступила: 10 января 2017 г.Доработана:
14 февраля 2017 г.Одобрена в печать:
15 февраля 2017 г.
DOI:
10.3367/UFNr.2017.02.038071
Полный текст:
PDF файл (1149 kB)
