Keywords: monochromaticity, monoenergetics, charged particle beam, accelerator, nanostructures.
Введение
Изначально, необходимо дать общее понятие самому параметру монохромотичности, часто ассоциирующегося с моноэнергетичностью. Всё дело состоит в том, что пучок после своего образования путём термоэлектронной, авто- или иной эмиссии и имеет неоднородность по энергиям, из-за чего частицы в различных его областях имеют разные, хоть и мало различимые энергии. При ускорении же их данный разброс, либо градиент увеличивается, хоть и становится более плавным. Для примера, на ускорителях 80-х годов, примером коего является ускоритель СОКОЛ-2, достигается моноэнергетичность до 5 кэВ при 2 МэВ общей энергии пучка, когда же на современных ускорителях, при энергии в 20 МэВ достигается точность до 1 кэВ в максимальной точности.
Проблематика
Если же возникает вопрос о фигурировании данной величины, то именно благодаря ней можно говорить об эффективности всей проводимой реакции, ведь насколько энергии в пучке однородны и имеют близкую друг к другу величину, настолько большее количество из них будут близко к желанной для данного канала реакции энергии – к необходимому резонансу, что сделает реакцию более эффективной.
Сегодня известны, экзо-энергетические ядерные реакции, выходные частицы в которых имеют большую энергию, чем при входе, но при этом такая реакция проходит лишь для части частиц из-за той самой малости общей моноэнергетичности пучка.
Решение проблемы
Для достижения результатов, то есть для повышения эффективности проводимой ядерной реакции необходимо увеличить моноэнергетичность, а для этого необходимо разработать способ по уравниванию энергии на разных частях пучка. Как известно, в магнитном поле под действием силы Лоренца (1—2) частицы отклоняются, при этом пучок при максимуме энергии в его центре и уменьшении ближе к краям расслаивается, перехода в своего рода градиент по энергиям.
Далее более вероятным является деление пучка на составные части, где потери составят гораздо меньше, чем было бы при «селекции пучка» с потерями на более чем 90%, а именно для делений потери будут всего 12%. Нанотрубки, сами по себе это образования напоминающие углеродные трубки, пропускающие заряд, но при этом отделённые между друг другом диэлектрическим слоем молекул.
Для образования заряда в такой системе к каждой трубке проводится вертикальная и горизонтальная линия передач, при замыкании которой именно данная ячейка заряжается. При расположении второй такой же системы напротив между ними возникает разность потенциалов, благодаря чему можно придать энергии в градиентном спектре, обратный входящему градиенту пучка, при этом потеряв всего 12% от общего количества зарядов, а соответственно и тока.
При этом важно отметить, что хоть и варьировать разности потенциалов в рамках для современного ускорителя в 1 кэВ не так уж и сложно, но и точность не бесконечна. При сохранении такого же соотношения напряжений для 20 МэВ, может быть достигнута точность до 0,04—0,05 эВ, что является шокирующим результатом.
Но данная