经聚四氟乙烯宏毛细管导引的1 MeV质子微束的时空分布
原子物理
2021-04-26 v1
摘要
我们给出了关于透过长度为45 mm、内径为800 {\mu}m的绝缘宏毛细管的1 MeV质子微束的时空演化的计算机模拟。毛细管轴线相对于入射束轴线倾斜1{\deg},从而确保了几何不透明性。该模拟基于随机(蒙特卡洛)与确定性方法的结合。它包含:(1)根据广泛使用的免费计算机软件包SRIM和WINTRAX生成的分布对初始条件进行随机采样;(2)对控制方程进行数值求解以追踪弹丸的经典轨迹;(3)对绝缘体材料表面与体相中场驱动的电荷迁移进行描述。我们发现,我们的模拟合理地描述了我们之前所有的实验观测,表明所应用模型的功能性与可靠性。此外,我们发现,在束流传输的不同阶段,不同的原子过程导致了束流分布的演化。首先,在散射阶段,多次小角原子散射主导束流传输,导致出射束进入宽角范围与宽能量窗口。随后,在混合阶段,散射与导引同时发生,且导引的贡献持续增加。最后,在稳定导引传输阶段,观察到四极子状的聚焦效应,即透射束被集中到小光斑中,且透射质子保持其初始动能。
引用
@article{arxiv.2104.11468,
title = {Spatial and temporal distribution of a 1-MeV proton microbeam guided through a poly(tetrafluoroethylene) macrocapillary},
author = {G. U. L. Nagy and Z. T. Gaál and I. Rajta and K. Tőkési},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.11468},
year = {2021}
}