Тема: Когерентное рентгеновское излучение, генерируемое пучком релятивистских электронов в монокристаллической мишени в направлении близком к оси пучка

При пересечении релятивистским электроном монокристалла, его кулоновское поле рассеивается на системе параллельных атомных плоскостей кристалла, порождая параметрическое рентгеновское излучения (ПРИ) [1-3]. Теория ПРИ релятивистской частицы в монокристалле предсказывает излучение не только вблизи направления рассеяния Брэгга, но также вблизи направления скорости релятивистских электронов (ПРИВ (ПРИ вперед)) [4-6]. ПРИ вперед является следствием проявления эффектов динамической дифракции в параметрическом рентгеновском излучении. Первые сообщения об обнаружении ПРИВ релятивистских электронов в монокристалле появились в работах [7,8].
Детальное теоретическое описание динамического эффекта ПРИВ и сопровождающего его фона переходного излучения в случае симметричного отражения в геометриях рассеяния Лауэ и Брэгга было дано в работах [9,10]. В случае симметричного отражения система отражающих атомных плоскостей монокристалла расположена параллельно поверхности мишени в геометрии рассеяния Брэгга и перпендикулярно в геометрии рассеяния Лауэ. Теоретическое описание ПРИВ релятивистских электронов в монокристалле в общем случае асимметричного отражения поля электрона относительно поверхности мишени в геометрии рассеяния Лауэ было представлено в работе [11]. В случае асимметричного отражения отражающие атомные плоскости монокристалла расположены под произвольным углом к поверхности мишени, симметричное отражение является частным случаем.
В настоящей работе развита теория когерентного рентгеновского излучения вблизи направления оси пучка релятивистских электронов, пересекающих монокристаллическую пластинку в геометрии рассеяния Брэгга. Получены и исследованы выражения, описывающие ПРИВ, ПИ и их интерференцию с учетом расходимости электронного пучка и асимметрии отражения поля электрона относительно поверхности мишени.
- важностью для исследования процессов когерентного излучения, генерируемого релятивистскими заряженными частицами вблизи направления оси электронного пучка, пересекающего монокристаллическую пластинку в геометрии рассеяния Брэгга; развитие динамической теории, предсказывающей возможность наблюдения параметрического рентгеновского излучения вблизи направления скорости релятивистского электрона в этой геометрии рассеяния;
- необходимостью поиска возможности определения расходимости пучков релятивистских электронов по спектрально-угловым характеристикам когерентного рентгеновского излучения, генерируемого пучком в периодических средах.
ПРЕДМЕТОМ данного исследования является спектрально-угловые характеристики когерентного рентгеновского излучения вблизи направления скорости релятивистского электрона.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является развитие динамической теории когерентное рентгеновское излучение, генерируемое пучком релятивистских электронов в монокристаллической мишени в направлении близком к оси электронного пучка. Получение и исследование выражений описывающих спектрально- угловые и угловые характеристики ПРИВ, ПИ и их интерференции с учетом и без учета многократного рассеяния электронов пучка на атомах мишени.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ
-Развита динамическая теория когерентного рентгеновского излучения пучка релятивистских электронов вблизи направления скорости релятивистского электрона в монокристалле. Пучок релятивистских электронов пересекает монокристаллическую мишень в геометрии рассеяния Брэгга в общем случае асимметричного отражения поля электрона относительно поверхности мишени.
-На основе двух волнового приближения динамической теории дифракции получены и исследованы выражения, описывающие спектрально-угловую плотности ПРИВ, ПИ и их интерференции. Исследовано влияние многократного рассеяния электронов пучка на атомах мишени, на спектрально-угловую и угловую плотности ПРИВ. Исследование влияние расходимости электронного пучка на угловую плотность ПРИВ при многократном рассеянии.
ЗАДАЧИ:
1. Развить динамическую теорию когерентного рентгеновского излучения пучка релятивистских электронов вблизи направления скорости релятивистского электрона в монокристалле.
2. Получение выражений, описывающих амплитуду напряженностей полей ПРИВ и ПИ излучаемые релятивистским электроном, движущимся под углом к оси электронного пучка.
3. Получение и исследование выражений, описывающих спектрально¬
угловую и угловую плотности ПРИВ, ПИ и их интерференцию.
4. Получение и исследование выражений, описывающих спектрально¬
угловую и угловую плотности ПРИВ, ПИ и их интерференцию в случай тонкой непоглощающей мишени, когда фотопоглощением можно пренебречь.
5. Получение и исследование выражений, описывающих спектрально - угловую и угловую плотность ПРИВ с учетом многократного рассеяния электронов пучка.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
1. Развитие динамической теория когерентного рентгеновского излучения, генерируемого пучком релятивистских электронов в монокристаллической мишени в направлении близком к оси пучка.
2. Выражения, описывающие спектрально-угловую и угловую плотности ПРИВ, ПИ и их интерференцию в случай тонкой непоглощающей мишени, когда фотопоглощением можно пренебречь.

Купить

В заключение приводятся основные результаты работы:
1. Развита динамическая теория когерентного рентгеновского излучения пучка релятивистских электронов вблизи направления скорости релятивистского электрона в монокристалле. Пучок релятивистских электронов пересекает монокристаллическую мишень в геометрии рассеяния Брэгга в общем случае асимметричного отражения поля электрона относительно поверхности мишени.
2. На основе двух волнового приближения динамической теории дифракции получены выражения, описывающие амплитуду напряженностей полей ПРИВ и ПИ излучаемые релятивистским электроном, движущимся под углом к оси электронного пучка.
3. Получены выражения, описывающие спектрально-угловую и угловую плотности ПРИВ, ПИ и их интерференцию.
4. Получены выражения, описывающие спектрально-угловую и угловую плотности ПРИВ, ПИ и их интерференцию в случай тонкой непоглощающей мишени, когда фотопоглощением можно пренебречь.
5. Проведены численные расчеты для конкретного случая, когда электрон с энергией E= 255.5МэВ пересекает мишень углерода С(111) в случае асимметричного отражения поля электрона относительно поверхности мишени.
-Показан рост спектрально-угловой и угловой плотности ПРИВ при увеличении толщины мишени.
-Показано, что деструктивная интерференция волн ПИ испущенных из входной и выходной поверхностей монокристаллической пластинки будет полностью подавлять частоты далекие от частоты Брэгга при резонансном условии деструктивной интерференции. получено это условие
-Показано, что незначительное изменение толщины мишени не будет резко менять спектрально-угловую плотность ПИ в условиях деструктивной интерференции. Небольшое увеличение толщины мишени приводит к уменьшению спектрально-угловой плотности ПИ справа и увеличению ее слева, что может быть использовано при идентификации пика ПРИВ.
- Показан вклад ПРИВ, ПИ и их интерференции в спектрально-угловую плотность. Показано, что при различных углах наблюдения интерференция ПРИВ и ПИ может быть как конструктивной, так деструктивной.
6. Для учета многократного рассеяния излучающих электронов в среде проведено усреднение спектрально-угловых и угловых плотностей излучений по функции Гаусса углового распределения электронов в пучке, меняющейся за счет многократного рассеяния электрона с длиной пути прохождения в мишени.
- показан рост спектрально-угловой и угловой плотности ПРИВ при увеличении толщины мишени. Показано падение амплитуды спектрально-угловой плотности ПРИВ по сравнению с тем, когда многократное рассеяние не учитывалось, однако растет спектральная ширина ПРИВ.
- показано, что многократное рассеяние на угловую плотность ПРИВ влияет, не так сильно, как на спектрально-угловую плотность ПРИВ при фиксированном угле наблюдения.
- показано, что угловая плотность ПРИВ слабо зависит от начальной расходимости электронного пучка

Купить