電離損失：中性束再電離損失是指束流在漂移管道內與本底中性粒子碰撞產生電離而引起的中性束束流能量的損失。碰撞電離截面特性是直接影響中性束再電離損失的關鍵因素之一，碰撞電離截面特性研究對中性束再電離損失抑制與評估具有重要的意義。對於中性束再電離損失過程，由於參與再電離的粒子為中性粒子，它們在碰撞過程中不受庫倫勢場的作用。因此，碰撞電離截面計算中通常採用的扭曲波玻恩交換不再適用。
基本介紹
- 中文名：電離損失
- 外文名：無
- 根據：能量守恆
- 領域：物理
研究模型,研究結果,
研究模型
在低能情況下，根據能量守恆和動量守恆，可得到碰撞前後機械能損失與碰撞後粒子飛行方向的關係。一般說來，碰撞損失的機械能轉化為粒子的內能，使電子被激發或者電離。因此，兩粒子碰撞後只有沿一定方向前進的粒子才能發生電離。那么，低能情況下粒子的碰撞電離截面可以表示為：
其中，分別為碰撞後能量損失大於零和大於粒子電離能所占的比例，分別為束流中原子半徑和本底氣體分子半徑。
在高能情況下，即粒子能量遠大於電離能時，物質的“波特性”得以體現，粒子的特徵尺寸不再是其直徑。根據相對論原理，引入德布羅意波長修正粒子特徵尺寸。同時，從低能的曲線可以看出在高能的情況下幾乎每次碰撞都可以導致粒子的電離。因此，在高能情況下可以用碰撞截面等效為碰撞電離截面。因此，高能情況下粒子碰撞電離截面可以表示為：
其中，為普朗克常數，為束流原子的質量，為束流原子運動速度。
研究結果
研究表明，中性束再電離損失過程粒子碰撞電離截面隨其入射能量大小而變化。以氫中性束為例，碰撞電離截面計算結果如圖1所示。當能量為4kev—4.5kev時，高、低能兩個計算模型下的計算結果趨於一致。
圖1碰撞電離截面隨粒子能量的變化
