CSR上Xe、Ar脉冲离子束作用高Z固体靶时的X射线辐射研究

利用兰州重离子加速器国家实验室电子冷却储存环提供的高品质、能量在几百MeV/u、流强达到数百μA的脉冲离子束流入射高Z固体靶，在离子的径迹上，将可产生较高密度的等离子体，通过较高能量分辨（约0.4 eV）和较高空间分辨（约2-5 μm）的晶体谱仪，检测炮弹离子的二维X射线谱，可以得出入射离子在不同制动距离处的速度和电离态，进而可以获得强流高能重离子束与物质相互作用过程中产生的等离子体的状态参量，以研究其产生等离子体的动力学过程。通过不同弹靶组合，测量不同炮弹离子和靶材料的受激辐射的X射线谱，研究其相互作用过程中形成等离子体的规律以及靶材料的辐射特性，进一步探索极端条件下物质的流体力学性质及其运动规律，为我国高能量密度物质研究和重离子驱动惯性约束核聚变研究提供基础实验依据和基础数据。

在兰州重离子加速器国家实验室完成了Arq+、Xeq+和Krq+等离子束与高Z固体Au等靶相互作用时的X射线辐射实验研究，发现了Arq+离子束作用高Z固体靶Au时辐射MαX射线的规律，在低能区，入射离子Xeq+的特征X射线产额随入射离子的动能增加而减小，在较高能区，入射离子的特征X射线产额随入射离子的动能增加而增加, 而在本工作研究的能区，靶原子的X射线产额或产生截面都随入射离子的动能增加而增加。我们完成了高能脉冲束与高Z固体靶Au作用时的X射线辐射研究，发现X射线产生截面随炮弹的能量增加而增加, Lα的X射线产生截面大于Lβ的X射线产生截面。实验测到的X射线产生截面比用现有的理论计算截面小一个量级, 我们分析,由于相对论效应使得2p态电子重整化过程延迟, 使L2和L3支壳层的多重离化效应变得很小。由于重离子束与金属固体靶相互作用是一个复杂的多体问题，无论在理论研究方面，还在实验研究上，还需要作进一步深入研究。本工作的实验结果和数据，为探索高能强流重离子束与物质相互作用的动力学过程和规律、为进一步研究为我国高能量密度物质研究和重离子驱动惯性约束核聚变研究提供基础数据与科学依据。