Джерело квазімонохроматичного рентгенівського випромінювання на базі електростатичного прискорювача протонів

S. Vershynskyi Інститут прикладної фізики НАН України, Суми, Україна
Oleksandr Buhay Інститут прикладної фізики НАН України, Суми, Україна https://orcid.org/0000-0002-6813-0413
M. Zakharets Інститут прикладної фізики НАН України, Суми, Україна
Vitaliy Denysenko Інститут прикладної фізики НАН України, Суми, Україна https://orcid.org/0000-0002-5002-2051
Volodymyr Storizhko Інститут прикладної фізики НАН України, Суми, Україна

Ключові слова: квазімонохроматичне джерело рентгенівського випромінювання, електростатичний прискорювач, вимірювання виходу рентгенівського випромінювання

Анотація

Для створення високоінтенсивного квазімонохроматичного джерела рентгенівського випромінювання з іонним збудженням був використаний електростатичний прискорювач мікроаналітичного комплексу Інституту прикладної фізики. Наведено результати моделювання іонної оптики для джерела. Для фокусування рентгенівського випромінювання із джерела була обрана полікапілярна оптика. Проведено розрахунки виходу квантів K-серії характеристичного рентгенівського випромінювання та їх порівняння з експериментальними даними. Як показують попередні розрахунки, застосування протонних пучків з енергією у декілька МеВ дозволяє отримати однаковий з електронним пучком з енергією 30-50 кеВ вихід випромінювання К-ліній, але при цьому на два порядки знизити фон гальмівного випромінювання і таким чином практично виключити необхідність в застосуванні фільтрів чи монохроматорів.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Otendal M., Tuohimaa T., Vogt U., and Hertz H. M.. A 9 keV electron-impact liquid-gallium-jet x-ray source. // Review of Scientific Instruments, Vol. 79, 016102 (2008).

Avaldi L., Bassi S., Castiglioni M., Milazzo M., Silari M. and Weckerinann B. Experimental results from high-intensity sources of monochromatic X-rays generated by 10-38 MeV protons // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A299 (1990) 240-245.

Harken A. D., Randers-Pehrson G., Johnson G. W., Brenner D. J. The Columbia University proton-induced soft X-ray microbeam // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 269 (2011), pp. 1992-1996.

Шабельников Л.Г., Денисенко В.Л., Ильяшенко М.В., Сторижко В.Е., Дрозденко А.А., Вершинский С.А. Проект источника квазимонохроматического рентгеновского излучения на базе ускорителя протонов, снабженного рентгенооптической системой // Металлофиз. новейшие технол. - 2010. - Т. 32, вып. 1. - С. 1 - 12.

Cohen D.D. and Harrigan M. K- and L-shell ionization cross sections for protons and helium ions calculated in the ECPSSR theory. At. data and Nucl. data tables 33, 255-343 (1985).

Pia M.G., Weidenspointner G., Augelli M., Quintieri L., Saracco P., Sudhakar M., Zoglauer A. PIXE Simulation With Geant4 // IEEE transactions on nuclear science, Vol. 56, no. 6, 3614-3649 (2009).

Khan Md. R., Crumpton D. and Francois P.E. Proton-induced X-ray production in titanium, nickel, copper, molybdenum and silver // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 9 (1976), 455-460.

Folkmann F., Gaarde C., Huuns T. and Kemp K., Proton induced X-ray emission as a tool for trace element analysis, NIM 116 (1974) 487.

Storizhko V.E., Ponomarev A.G., Rebrov V.A., Chemeris A.I., Drozdenko A.A., Dudnik A.B., Miroshnichenko V.I., Sayko N.A., Pavlenko P.A., and Peleshuk L.P.. The Sumy scanning nuclear microprobe: Design features and first tests // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 260 (2007) p. 49-54.

Сторижко В.Е., Дрозденко А.А., Мирошниченко В.И., Пономарев А.Г. Микроаналитический комплекс на базе компактного электростатического ускорителя ИПФ НАН Украины. // Proc. Int. Conf. Current Problems Nucl. Phys. At. Energy NPAE'2006, 29.05-3.06.2006, Kyiv, Ukraine - Kyiv, 2007, p. 745-753.

Вершинский С. А., Пономарев А. Г., Сторижко В. Е., Денисенко В. Л., Ильяшенко М. В. Оптимизация ионно-оптической системы источника квазимонохроматического рентгеновского излучения на базе электростатического ускорителя // Ядерна фізика та енергетика – 2010. – Т. 11.

Дымников А.Д., Осетинский Г.М. Система формирования протонных пучков микронных размеров // Физика элементарных частиц и атомного ядра. - 1989. - Т. 20, вып. 3. - С. 694 - 733.

Ponomarev A.G., Melnik K.I, Miroshnichenko V.I. Parametric multiplets of magnetic quadrupole lenses: application prospects for probe-forming systems of nuclear microprobe // Nucl. Instr. and Meth. B - 2005. - Vol. 231. - P. 86 - 93.

Дабагов С.Б. Каналирование нейтральных частиц в микро- и нанокапиллярах // Успехи физических наук 173 (2003) 1083-1106.

Lengeler B., Schroer C., Tummler J., Benner B., Richwin M., Snigirev A., Snigireva I., Drakopoulos M. Imaging by parabolic refractive lenses in the hard X-ray range, J. Synchrotron Rad. 6 (1999) 1153.

Snigirev A., Kohn V., Snigireva I., Souvorov A., and Lengeler B. Focusing high-energy X-rays by compound refractive lenses, Applied optics 37 (1998) 653.

Bass M., Ed., “Handbook of Optics: Volume III Classical Optics, Vision Optics, X-Ray Optics” 2nd Ed., Mcgraw-hill Professional Publishing (2000), ISBN: 0071449310.

Tsuji K. et al. X-Ray Spectrometry: Recent Technological Advances // John Wiley & Sons (2004), 616 p.

Kumakhov M.A., Komarov F.F. Multiple reflection from surface x-ray optics. // Physics Reports (Review Section of Physics Letters) 191, 5 (1990), P.289 - 350.

MacDonald C. Focusing Polycapillary Optics and Their Applications // X-Ray Optics and Instrumentation, 2010, 17 pp.

Grieken R. E., Markowicz A. A. (ed.), "Handbook of X-Ray Spectrometry", Second Edition Revised and Expanded, Marcel Dekker, Inc. 2002, New York, Basel.