Posted in | Nanomaterials

Argonne Wissenschaftler Breaks Long-Standing-Weltrekord für Ionisationseffizienz of Solids

Published on April 13, 2010 at 8:04 PM

Wissenschaftler des US Department of Energy (DOE) Argonne National Laboratory haben die Grenzen der Ladungsbrüten geschoben und gebrochen eine langjährige Weltrekord für Ionisationseffizienz von Feststoffen.

Argonne Californium seltenen Isotops Züchter Upgrade (Caribu) Projekt hat 11,9 Prozent Wirkungsgrad mit metallischen Partikeln von Rubidium erreicht. Der bisherige Rekord wurde Metall 6,5 Prozent, mit Kalium, bei Laboratory der subatomaren Physik und Kosmologie (LPSC) in Grenoble erreicht.

, Sagte Senior-Beschleuniger Physiker Richard Pardo "Es wurden mehrere Verbesserungen vorgenommen, dass eine erhöhte Effizienz Stück für Stück, bis wir endlich Rekordzahlen, und wir sehen noch höhere Wirkungsgrade in der Zukunft gegeben."

Beams von stabilen Isotopen von Elementen über das gesamte Periodensystem haben am Argonne Tandem-Linac Accelerator System (ATLAS) wurden für die Forschung in der Kernphysik seit vielen Jahren verwendet.

Aber wenn zusätzliche Protonen oder Neutronen ursprünglich stabilen Isotopen hinzugefügt werden, die Kerne werden schließlich "Teilchen instabil", emittierende überschüssigen Protonen oder Neutronen. Neutronen, im Gegensatz zu Protonen und Elektronen, haben keine Ladung, daher viel mehr kann ein Kern hinzugefügt werden, bevor es instabil wird.

Die Caribu Projekt erweitern ATLAS Reichweite potenziell Hunderte von bisher unerforschten Isotope enthalten.

Caribu verwenden californium-252 zu neutronenreichen schweren Spaltprodukte mit einer Geschwindigkeit von mehr als einer Milliarde pro Sekunde erstellen. Diese Fragmente werden in Heliumgas thermalisiert und in ein Niedrig-Energie-Strahl von einfach geladenen Ionen.

Die Gebühr Züchter, ein Elektron-Zyklotron-Resonanz (ECR)-Ionenquelle, nimmt diese Strahlen, hält sie in das Plasma und Streifen ihnen zu höheren geladenen Zustände für Wiederbeschleunigung in ATLAS.

Die Wissenschaftler verwendeten zwei Funkfrequenzen (RF), um das Plasma in der ECR-Quelle zu begeistern. Dies führte zur Schaffung von höheren Ladezustände und verbesserter Effizienz. Darüber hinaus injiziert die RF radial in die Quelle mit einem offenen versus einer geschlossenen Hexapol Struktur. Diese höhere magnetischen Einschluss des heißen Plasmas, sowie eine gleichmäßigere Feldgradienten erlaubt.

"Grundsätzlich gibt es Grenzen, wie hohem Wirkungsgrad können Sie in einer Ladung Züchter bekommen, aber wir können eine 20-30 prozentige Verbesserung der aktuellen Zahlen zu erwarten", sagte Argonne Principal Engineer Richard Vondrasek.

Bisher hat Caribu nur stabile Metall-Ionen gegen Gebühr Zucht eingesetzt, aber Tests hat gerade erst begonnen mit dem radioaktiven Isotopen aus dem californium Quelle.

Last Update: 6. October 2011 19:14

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit