核反应方法分析氢分布

1、 1核反响方法分析氢分布一、试验目的：、生疏串列静电直线加速器的加速原理；、了解带电粒子与物质的相互作用，及其在物质中的散射的原理；19F离子分析材料中的H 分布；、感受使用加速器加速粒子对材料进展的无损离子束分析的优点；二、试验仪器： 1 套、BGO闪耀体探测器及相应电1 HSi 1H13.9H2 分7 号、8 号三、试验原理：19F1H 的共振核反响19F H 20Ne*16O* +16O +16O*核，16O*16O* +16O + H 的相对含量。再H H 含量。上述核反响的激发曲线如图 1 所示。当入射的 F 离子能量分别为 6.42MeV16.44MeVBreit-Wigner公式

2、描述为(E)R1 EE 2R/21、1H(19F,16O) 核反响激发曲线共振峰的选择2 x 1.7 MV F 离子能量E=6.42MeV6.13MeV、6.92MeV、7.12MeV 光 6.13MeV光子奉献。使用此共振峰的优点在于：1 共振峰影响；2 光子能量高，可以很好得被区分，本底干扰小；3 6.42MeV 20nm30nm。H分布的深度分析 F 离子将受到材料原子的阻挡而减速。随着入射深度的增加，F 离子的能量越FERH F 离子的阻挡本领可知，F H 核反生共振核反响时的入射深度为E EdE/dxxdE/dx串列加速器中，离子源产生的F离子，经过一次加速后被剥离为F4+离子再FE

3、 (41)HVMeV0F(41)HV6.42dE/dxxdE/dxH分布的含量分析光子的产额也就对应着材 H F 离子在材料中的阻挡本领为dEdxEEdEdx，原子序数为A，共振区的A dEdxC，A dEdxC NEERdEdxH BGOCstdEdxNC CANstENstEERdEdxstEERstAst四、试验步骤：1 -270V电压；2 BGO580V-600射线能谱，从谱中识别出40K206Tl 1460.7keV2614.3keV，然后通过这两个能量峰的道址对多道进展能量刻度；3 依据刻度好的道址能量关系，确定3MeV-7MeV道址区间；4 将标准样品对准加速器束流线，用束流积分

4、仪把握计数的开头和终止，1.30MV、1.35MV、1.40MV、1.50MV 3MeV-7MeV 光子计数；5 7号、820C，加速器加速电压在 10 3MeV-7MeV光子计数；6 SRIMF F H 分布。五、试验结果和分析本底测量对多道的能量刻度：表1、40K 和206Tl 的特征 射线能量元素能量(keV)40K1460.776206Tl2614.3155-能量关系式：E = 14.6025 x CH+350.9076keV 210 450 道计数此区间的本底测量：2200s 416。单位时间的本底计数率为 0.189 /s标准样品分析：H 的非晶硅层，H 均匀分2m 内，H13.9

5、%Ast=12.193。2光子计数HV(MV)总计数测量时间(s)净计数1.301018901001.01.3594582929.51.4090894.72890.11.4587172.82857.21.5082993.44811.33F 离子的阻挡本领和入射深度HV(MV)F能量(MeV)dE/dx (eV/A)x(A)1.306.50200.9272398.21.356.75200.65871644.61.407.00200.39012894.41.457.25200.02474149.51.507.50199.65935409.2Count1100Count1000900C8007006

6、005000100020223000400050006000 x(A)2、F 离子入射标准样品不同深度的 光子计数7 号样品分析： H 1.43 g/cm3A=5.02622102547 光子计数HV(MV)1.26总计数56测量时间54.90(s)净计数45.61.29103955.701028.51.32194053.201929.91.3583452.90824.01.38130068.701287.01.4166291.30644.71.441819144.921791.61.471540125.701516.21.501390122.921366.85、7 H 分布的深度分析和含量分

7、析HV(MV)F能量(MeV)dE/dx (eV/A)x(A)H含量 (%)1.266.30182.895580.366011.296.45183.15637163.794478.619611.326.60183.29798982.0075516.911711.356.75183.381799.541937.563421.386.90183.462022616.3453312.136721.417.05183.484493433.532726.239781.447.20183.387864253.2804517.746511.477.35183.291235073.8925215.473891

8、.507.50183.19465895.3702814.4309C50C40C(%)30201000100020223000400050006000 x(A)8 号样品分析：3、7 号样品中H 的深度分布曲线8 ZMO-03，即Zn0.97M0.03O，密度为5.606 g/cm3，折合原子序数为A=18.925。68 光子计数HV(MV)总计数测量时间(s)净计数1.2610953.6698.91.28131978.281304.21.3053452.28524.11.3227463.88261.91.3425371.00239.61.3628162.00269.31.3823565.282

9、22.71.4024562.34233.21.4210765.6094.61.4419680.92180.71.4612382.30107.47、8 H 分布的深度分析和含量分析HV(MV)F能量(MeV)dE/dx (eV/A)x(A)H含量 (%)1.266.30341.10741.422051.286.40356.402620.426311.306.50347.525230.28.120271.326.60345.6048520.84.15631.346.70346.1906808.83.926371.366.80347.37641093.94.537181.386.90347.76121380.33.823621.407.00348.7481663.14.08854