Источники генерацией электронов

Тормозное излучение. Источником первичного излучения в методе РФА, как правило, служит рентгеновская трубка. Схематически процесс генерации первичного излучения показан на рис. 14.74, а. Электроны, испускаемые накальным катодом, ускоряются электрическим полем с напряжением I (напряжение трубки) и бомбардируют массивный металлический анод. Вследствие торможения электронов в материале анода возникает непрерывный (тормозной) спектр рентгеновского излучения. Его основными параметрами являются [c.4]

Полупроводниковые лазеры используют в качестве активных элементов неорганические вещества (кристаллы), обладающие свойствами полупроводников. В отличие от лазеров на примесных кристаллах генерация излучения в полупроводниках происходит не на переходах между уровнями примесных ионов, а на переходах между зоной проводимости и валентной зоной или между зонами и уровнями, образуемыми примесями в запрещенной зоне, самого полупроводника. Таким образом, активным веществом является сама кристаллическая матрица, а примеси служат источником зарядов (электронов и дырок), рекомбинация которых приводит к возникновению фотонов. [c.755]

Здесь Ое — коэффициент диффузии сольватированных электронов, кх — константа скорости взаимодействия акцепторов с сольватированными электронами, са х) — объемная концентрация акцепторов (зависящая, вообще говоря, от х). Величина Ф х, ) в (3.3) есть функция источника сольватированных электронов, описывающая образование (генерацию) сольватированных электронов в единицу времени из первичных электронов, эмиттируемых в раствор. Общий вид этой функции определяется как первоначальным распределением электронов по энергиям, так и характером их торможения и сольватации в растворе. Поэтому можно думать, что она параметрически зависит от средней энергии эмиттированных электронов. При расчете фототока для Ф (ж, 1) строят различные модели, которые в принципе можно проверить экспериментально (см. 5.3). [c.56]

Нитраты — основной источник азота для большинства зеленых растений и грибов. Биологические процессы, в ходе которых почвенные нитраты превращаются в аммиак, необходимый для биосинтеза белков, нуклеиновых кислот и других компонентов клетки, называют восстановительной ассимиляцией нитрата. Нитраты могут также использоваться вместо кислорода в качестве конечного акцептора электронов при анаэробной генерации энергии в некоторых бактериях. Продуцирование энергии этим способом называют нитратным дыханием или восстановительной диссимиляцией нитрата. В некоторых видах бактерий могут реализовываться процессы обоих этих типов, причем относительное значение [c.288]

Здесь I — мощность дозы -излучения, эв/г-мин С — радиационный выход пар источников тока, 1/100 эе N — число молекул кислорода в газовой фазе число молекулярных ион-радикалов на поверхности N2 — число атомов кислорода на поверхности 8 — поверхность образца. Можно найти некоторые константы. В начальный период (при t = 0) скорость захвата электрона адсорбированной молекулой кислорода равна скорости генерации электронов, т. е. [c.126]

Просвечивающая электронная микроскопия. Разрешение оптических микроскопов имеет ограничение, связанное с длиной волны (А,) используемого излучения (угловое разрешение равно 1,22А/Д где В — диаметр объектива), и дальнейшее повышение разрешающей способности требует использования более коротковолнового излучения, которое к тому же должно позволять применение эффективных методов фокусировки. В качестве такого излучения наиболее часто используют электроны, электростатически ускоренные до различных энергий и фокусируемые магнитным полем в специальных электромагнитных линзах. Для генерации электронов используют три типа источников (в порядке возрастания интенсивности) 1) термоэмиссионные вольфрамовые У-образные катоды 2) термоэмиссионные катоды из монокристалла ЬаВ 3) катоды с полевой эмиссией. [c.244]

Принцип действия микробных сенсоров. Сенсоры непосредственного действия, работающие в амперометрическом режиме, имеют явные преимущества перед аналогичными потенциометрическими сенсорами. Работоспособность сенсора, естественно, зависит от скорости установления равновесного стационарного потенциала и тока электрода в присутствии медиатора. При введении субстрата генерация электронов микроорганизмами приводит к увеличению концентрации восстановленного медиатора (и, следовательно, изменению редокс-соотношения), что в свою очередь вызывает сдвиг потенциала и прохождение тока через внешнюю нагрузку. При соответствующем выборе сопротивления нагрузки и концентрации компонентов амперометрический сигнал можно измерять в стационарных условиях, а деполяризующее действие микроорганизма становится субстрат-зависимым. Пределы чувствительности, точность и время отклика такого сенсора будут определяться величиной тока, получаемого при данных количествах клеток микроорганизма и субстрата. Кроме рассмотренных биологических факторов ток сенсора будет зависеть от эффективности реакции переноса электрона на каждом конце процесса а) переноса электронов от его источника в микроорганизме к медиатору б) переноса электронов от медиатора к базовому электроду. На обе эти реакции влияют ограничения, связанные с электрохимической активацией и массопереносом. Они могут приводить к значительной поляризации и низкой эффективности работы элемента. [c.244]

Возникновение пары электрон проводимости-дырка наз. генерацией носителей заряда. Возможен и обратный процесс-рекомбинация носителей заряда, приводящая к возвращению электрона проводимости в валентную зону и исчезновению дырки. Рекомбинация носителей может сопровождаться выделением избыточной энергии в виде излучения, что лежит в основе полупроводниковых источников света и лазеров [c.56]

Когда сила тока генерации измеряется десятками миллиампер или требуется стабильность тока не ниже 0,1—0,2%, применяют источники тока с электронной стабилизацией - . [c.107]

Чувствительную область детектора, т. е. область, в которой существует электрическое поле, можно увеличить, приложив к переходу обратное смещение. Если к и-области присоединить плюс источника напряжения, а к /7-области — минус , то свободные заряды перемещаются в направлении от перехода. В результате чувствительный объем детектора увеличивается (рис. 6.2.7), а емкость перехода уменьшается. Темновой ток в этом случае обусловлен неосновными носителями заряда (электронами и дырками). Концентрация неосновных носителей может быть на несколько порядков меньше концентрации собственных носителей. Поэтому ток, обусловленный тепловой генерацией носителей в области р—и-перехода, оказывается на несколько порядков меньше тока той же природы в собственном полупроводнике. Почти полное отсутствие свободных носителей в обедненной области означает, что удельное сопротивление полупроводника в ней гораздо больше удельного сопротивления материала вне перехода. Ширину чувствительной области можно увеличить не только за счет приложенного обратного смещения, но и вводя между р- и и-областями полупроводник с собственной проводимостью. В этом случае образуется так называемая р—/— и-структура. [c.86]

Бетатрон. Первоначально использование бетатрона для радиационно-химических исследований ограничивалось генерацией тормозного рентгеновского излучения больщой жесткости [18]. Однако в случае создания приспособлений для вывода электронов из камеры ускорителя в атмосферу бетатрон может быть источником электронов достаточно высокой энергии (5— 25 Мэв). Один из методов решения проблемы вывода заключается в отклонении электронов электрическим полем конденсатора [19]. Использование бетатрона с таким устройством целесообразно при исследовании радиационных эффектов внутри протяженных твердых тел [20], когда величина проникающей [c.32]

Используемые в радиационной химии источники импульсного ионизирующего излучения можно разделить на две группы. К первой группе относятся источники, которые непосредственно генерируют импульсное излучение. Машиной такого типа является, например, линейный электронный ускоритель. Вторая группа включает источники, на которых импульсное излучение получают с помощью специальных приспособлений. Так, генератор Ван-де-Граафа или ускоритель типа Кокрофта — Уолтона предназначены для генерации непрерывного излучения. Однако, применяя особые электронные схемы, на них можно генерировать и мощные импульсы электронов. [c.66]

Первый чаще всего реализуется в газовых лазерах с электронным возбуждением. Возбуждение обычно осуществляется путем постоянного газового разряда. При оптической накачке необходим мощный источник возбуждающего света. В режиме квазистационарной генерации лазер излучает свет относительно постоянной интенсивности. Его максимальная мощность при этом сравнительно мала и ограничивается тепловыми потерями. [c.133]

Генерация электрической энергии за счет протекающих в растворе электролита химических превращений происходит в гальванических элементах или химических источниках тока (рис. 1.2). Здесь электрод, направляющий электроны во внешнюю цепь, называется отрицательным полюсом элемента, принимающий электроны из внешней цепи — положительным. [c.10]

В общем случае анализ формул для 1 5, о даже в отсутствие потерь может быть выполнен только численными методами. Ниже приводятся результаты такого анализа при генерации резонансных фотонов электроном, пролетающим через пластинку, содержащую ядра (со = 46,5 кэВ). Указанный процесс представляет большой интерес в связи с обсуждаемой в литературе возможностью создания источников резонансного излучения с помощью пучков релятивистских электронов [107]. [c.125]

Хотя качество изображения можно улучшить, уменьшая число элементов изображения, увеличивая время счета импульсов и ток электронного зонда, однако с учетом статистического характера генерации рентгеновского излучения все еще трудно получить сигнал, адекватный для передачи градаций серого на изображении. Иными сло-вами, при фиксированном времени набора данных оператор должен иметь в виду расхождение между требованиями высокой точности регистрации сигнала и желанием иметь информацию о его пространственном распределе-нпи, получаемую при сканировании по линии или по площади. Еще одна особенность, которая характерна для всех режимов анализа, заключается в том, что поскольку объем области возбуждения рентгеновского излучения значительно превышает размеры источника вторичных электронов, бессмысленно пытаться локализовать и получать количественную информацию о химическом составе субмнкронных структурных деталей в массивном образце. Некоторые примеры использования метода получения изображений в рентген01вских лучах приведены в гл. 6. [c.210]

Разработаны различные устройства для получения интенсивного первичного ионного пучка. Высокая эффективность достигнута у источника с генерацией электронов [10]. В этом источнике под действием электрических и магнитных полей электроны многократно описывают спираль до соударения с мишенью. Применяют и другие методы получения интенсивного ионного пучка (разряды, ограниченные магнитным полем [11], источники с двумя плазматропами [12] и дуговые источники типа Пеннинга [13]). Плотности бомбардировки мишени достигают 50—200 мт/см в дуговых источниках и на порядок ниже в источниках с генерацией электронов. Типовые источники описаны в разделе IV,В,2 (рис. 8). Относительное число нейтральных частиц и положительных и отрицательных ионов вторичных ионов) можно, по данным Хонига [14], оценить по уравнению Лангмюра — Саха [уравнение (1)]. Температура Т в этом уравнении соответствует локальной температуре, являющейся функцией массы и энергии бомбардирующих ионов,— и эта температура порядка 10 °К. Источники с распылением очень избирательны. Избирательность зависит от значений W — I и А — Измеримое число положительных ионов получено для всех элементов с потенциалом ионизации ниже 10 эв отрицательные иопы получены для всех элементов со сродством к электрону больше 1 эв. Заряженные частицы, образуемые в источнике с 1юппой бомбардировкой, можно изучать пепосредственно на масс-спектрометре. Нейтральные атомы необходимо предварительно ионизировать в ионном источнике стандартного типа с электронным ударом. Естественно, что ионные источники подходят для исследования поверхностей применение этих источников будет рассмотрено в разделе IV,В. [c.325]

Величина Kthr учитывает потери, обусловленные пороговым (квантовым) характером поглощения света в полупроводнике. Как было показано в разд. 1.2, собственное поглощение света, приводящее к образованию пар электрон-дырка, возможно лишь при такой энергии кванта, которая, в зависимости от типа межзонного перехода, равна ширине запрещенной зоны или несколько превышает ее hv Е . При таком характере поглощения преобразование энергии немонохроматического света, каким является солнечный свет, сопряжено с неизбежными потерями. Действительно, кванты меньшей энергии, чем Е , попросту не способны к генерации электронно-дырочных пар. Но и кванты с энергией, превышающей Е , не используются полностью излишек энергии рассеивается, нагревая полупроводник, но не увеличивая сколько-нибудь заметно число носителей тока. Так, по оценке [49] для кремния из-за недостаточной энергии фотонов теряется около 24% энергии солнечного света, в то же время более 32% избыточной энергии квантов превращается в теплоту. Значение К,нг определяется конкретным спектром источника излучения и выбранным значением Е [c.55]

Выше рассматривались случаи, когда сама реакция служила причиной возникающих отклонений от равновесия. Ei последнее время интенсивно развиваются физические методы стимулирования газофазных реакций, в частности лазерная накачка в ИК-диапазоне. При решении задач этого направления принципиальное значение имеют вопросы кинетики заселенностей и, в частности, колебательной кинетики, так как любое воздействие на вещество (тепловое, химическое, электронный удар, оптическая накачка) приводит к перераспределению заселенности уровней, которые определяют кинетику и механизм химических реакций. Широко проводимые в настоящее время исследования касаются самых различных аспектов кинетики в существенно неравновесных условиях и включают а) изучение вида функций распределения по ко.пебательным уровням б) определение общей скорости релаксации колебательной энергии в) нахождение зависимости неравновесного запаса колебательной энергии от скорости накачки вненпшм источником, приводящим к разогреву колебаний г) анализ взаимного влияния колебательной релаксации и химического процесса (диссоциация молекул, бимолекулярная реакция компонент смеси), а также, например, генерации на колебательно-вращательных переходах. [c.66]

Как показано на рис. 3.8, характеристическое рентгеновское излучение генерируется в значительной части области взаимодействия, образованной рассеянными в твердом теле электронами. Чтобы предсказать глубину, на которой возникает рентгеновское излучение, или глубину генерации рентгеновского излучения , и размер источника рентгеновского излучения (пространственное разрешение в рентгеновском излучении), нужно знать глубину проникновения электронов. Как было показано при рассмотрении глубины проникновения электронов, уравнения для пробега электрона в общем случае имеют вид (например, пробег по Канайе и Окаяме [уравнение (3.10)]) [c.80]

Длина пробега флуоресценции. Область генерации рентгеновского излучения, возникающая под действием электронов пучка лежит внутри области взаимодействия электронов с мишенью. Вторичная флуоресценция исходит из гораздо большего объема вследствие того, что расстояние, на которое может распространиться рентгеновское излучение в твердом теле, больше, че.м длина пробега электрона. Рассмотрим случай, когда распределено железо в никелевой матрице. Излучение NiK (7,472 кэВ) может вызвать флуоресценцию /(-излучения железа ( кр = 7,111 кэВ). Расстояние, проходимое Ка излучением никеля в матрице Ni—10% Fe, может быть рассчитано на основе уравнений (3.46) и (3.47). Источником в образце является область взаимодействия электронов (рис. 3.49). Ni Q. распространяется с однородной интенсивностью по всем направлениям от источника. Вторичная флуоресценция Fe,(, возникающая под действием Nixa> образуется в пределах всей сферической области, указанной на рис. 3.49. Относительные объемы областей генерации 50%, 75i /o, 90% и 99% вторичной флуоресценции Fe под действием сравниваются на рис. 3.49 с областью взаимодействия электронов. Отметим громадное различие в размерах областей генерации рентгеновского излучения, возникающего под действием электронов и за счет рентгеновских лучей. [c.92]

Рассеяние от образца трудно контролиро1вать, особенно если об(разец имеет грубый рельеф, например поверхность. излома. Чтобы избежать генерации характеристического рентгеновского излучения в диапазоне энергий, характерных для рассеянных электронов, поверхности, прилегающие к столику, полюсному наконечнику и стенкам камеры, можно покрыть угольным аквадагО М или листами бериллия. После того как все очевидные источники дополнительного )ВозбуждеН ИЯ сведены к минимуму, все еще может существовать остаточный спектр из отверстия. Этот спектр из отверстия можно вычесть из неизвестного спектра, но процедура сопряжена с риском, поскольку спектр фона может зависеть от рассеяния, от образца и от окружения образца и эталона. [c.244]

Предыдущий пункт приводит прямо к обсуждению минимально возможного размера зонда для рентгеновского анализа. Для каждого типа источника и напряжения, как детально показано в гл. 2 (рис. 2.16), для любого заданного размера зонда существует максимальное значение тока. Для обычных источников из вольфрама ток зонда изменяется пропорционально диаметру луча в степени 8/3 И имеет при 20 кВ типичные значения Ю А для зонда диаметром 20 нм (200 А), 10 А — для 100 нм (1000 А) и 10 А —для 1000 нм (10000 А). В спектрометре с дисперсией по энергии три помощи детектора диаметром 4 мм, находящегося на расстоянии 1 см от образца из чистого никеля, можно получить скорость счета около 10 имп./с для угла выхода 35° при диаметре зонда 20 нм (10 А) и 100%-ной квантовой эффективности. Как следует из рис. 5.33, скорость счета 10 имп./с является слишком высокой для реализации максимального энергетического разрешения, так что оператор должен либо отодвинуть детектор, уменьшить постоянную времени спектрометра с дисперсией по энергии, либо уменьшить ток зонда, перейдя к пятну меньшего размера. С другой стороны, соответствующая скорость счета для спектрометра с дисперсией по длинам волн составляла бы около 100 имп./с, что слишком мало для практического использования. Для массивных образцов (толщиной более нескольких микрометров) пространственное разрешение при химическом анализе не улучшается при использовании зондов с диаметром значительно меньше 1 mikm, поскольку объем области генерации рентгеновского излучения определяется рассеянием и глубиной проникновения электронов луча, а не размером зонда. Это демонстрируется на рис. 5.54, где показана серия расчетов рассеяния электронов и распределения генерации рентгеновского излучения, выполненных по методу Монте-Карло для зонда диаметром 0,2 мкм и гипотетического включения ТаС размером 1 мкм в матрицу пз Ni — Сг. Легко видеть, что траектории электронов и, следовательно, область генерации рентгеновского излучения, особенно при высоком напряжении, заметно превышают 1 мкм или 5- кратный диаметр зонда. Предельное значение диаметра зонда при исследовании таких образцов ниже нескольких сотен нанометров, поэтому полный анализ можно выполнить при форсированпи тока зонда до 10 нА и использова- [c.262]

Биологические виды энергии. Энергетические превращения в живой клетке подразделяют на две группы локализованные в мембранах и протекающие в цитоплазме. В каждом случае для оплаты энергетических затрат используется своя валюта в мембране это ДцН или ДцМа, а в цитоплазме—АТФ, креатинфосфат и другие макроэргические соединения. Непосредственным источником АТФ являются процессы субстратного и окислительного фосфорилирования. Процессы субстратного фосфорилирования наблюдаются при гликолизе и на одной из стадий цикла трикарбоновых кислот (реакция сукцинил-КоА —> сукцинат см. главу 10). Генерация А(1Н и А(1Ка, используемых для окислительного фосфорилирования, осуществляется в процессе транспорта электронов в дыхательной цепи энергосопрягающих мембран. [c.305]

Труднее всего обнаружить низкие концентрации при анализе так называемых газообразующих примесей водорода, углерода, азота и кислорода. Мешающими факторами здесь являются фон остаточных газов в источнике ионов и загрязнения поверхности образцов. Использование специальных приемов анализа (прогрев источника ионов, откачка высокопроизводительными вакуумными насосами и т. д.) позволяют снизить предел обнаружения этих элементов с помощью искрового зонда до (мол.), что иримерно соответствует возможностям других методов определения газообразующих примесей. Эти процедуры достаточно сложны, и их применение оправдано в основном полнотой анализа, так как одновременно с газообразующими примесями определяются и другие элементы. Но существуют и специальные масс-спектрометрические методы для анализа газообразующих примесей с помощью электронного либо лазерного зонда. В последнем случае применяют лазер, работающий в режиме свободной генерации. Он служит для испарения вещества (атомизации), а ионизацию проводят пучком электронов, как при анализе паров. [c.215]

Среди быстродействующих методов самым уникальным и наиболее информативным является импульсный радиолиз. В настоящее время его определяют как метод исследования короткоживущих частиц и быстрых процессов, в котором генерация частиц или инициирование реакций осуществляется импульсом ионизирующего излучения. Обычно используют импульсы электронов высокой энергии (как правило, более 1 МэВ), реже — тормозного рентгеновского излучения. В последнее время стали применяться импульсы тяжелых заряженных частиц. Используемые импульсы имеют длительность порядка миллисекунд и менее (вплоть до десятков пикосекунд). В качестве источников импульсного излучения наиболее широко распространены линейные электронные ускорители и ускорители типа Фебетрон . [c.122]

Следует отметить, что экспернменталвно наблюдались даже значительно более высокие значения усиления (например, 230 дБ/см при усилении слабого оптического сигнала в растворе родамина 60 [104] —одной из лучших активных сред ЛОС видимого диапазона спектра). Хотя для получения высоких коэффициентов усиления достаточно перевести в возбужденное электронное 5гСостояние незначительную долю общего числа активных частиц, из-за малого времени жизни этого состояния (1—10 не) необходима высокая скорость возбуждения молекул, т. е. использование весьма мощных источников оптической накачки — лазеров различных типов или излучения жесткого импульсного газового разряда. Выходные параметры современных лазеров таковы, что для многих соединений возможно осуществление ие только импульсного, но и непрерывного, стационарного режима генерации. [c.189]

С другой стороны, высокая скорость генерации фононов лазером позволяет снизить относительный дробовой шум, особенно при использовании нестационарных атомизаторов, и значительно уменьшает влияние сигнала и шума, создаваемых испусканием самого атомизатора. Поэтому дробовой шум не обязательно будет ограничивающим и при наличии надлежащим образом сконструированных оптической и электронной систем возможна двухлучевая компенсация флуктуационного шума в лазерном пучке. Высокопнтеисивные лазерные пучки должны расширить диапазон обычных атомно-абсорбционных измерений на многие высокотемпературные атомизаторы, которые обычно рассматривают как источники нсиускаипя, и на нестационарные атомизаторы, когда время проведения намерений ограниченно. [c.159]

Начальный быстрый рост концентрации Р-центров- обусловлен захватом электронов, имеющимся до облучения анионными вакансиями, последующий этап сравнительно медленного накопления Р-центров определяется преимущественно радиационной генерацией новых анионных вакансий. В общем случае в кристалле может быть несколько источников образования радиационных анионных вакансий, тогда кинетика накопления Р-центров имеет многостадийный характер. Каждая ступень кривой накопления ( волна ) несет информацию об одном из микромеханизмов создания Р-центров. Такие сложные кинетические кривые накопления Р-центров наблюдаются в кристаллах галогенидов щелочных металлов, легированных двухвалентными примесями. [c.164]

Из типичного оборудования, которое может быть использовано для химических целей, можно назвать атомяые реакторы, электростатические генераторы типа Ван-дер-Граафа, кобальтовые пушки, циклотроны, синхротроны, бетатроны, электронные ускорители, например довольно компактный линейный ускоритель на бегущей волне. Однако элементарные расчеты указывают на нецелесообразность применения указанного оборудования в лабораторной практике. Например, источник Со в 1 кКи испускает большую часть энергии в виде у-лучей с энергией 1,2 МэВ. Если это излучение полностью используется на образование радикалов, то скорость их образования при 0 = 5 составит около 7,4-10 моль/с. Такой же скорости можно достигнуть при использовании простой УФ-лампы мощностью 1,2 Вт при длине волны 360 им, если разлагать с ее помощью 0,1 М раствор бензоилпероксида при 80 °С. Если ири этом учесть стоимость оборудования и системы защиты персонала, необходимой при работе с такого рода источниками, а также непроизводительные потери энергии, нецелесообразность применения радиационно.-химического способа генерации радикалов станет очевидной. [c.54]

Электронозахватный детектор. Принцип работы этого детектора основан на захвате электронов. В камеру детектора с одного конца, омывая радиоактивный источник (плутоний-239), поступает продувочный газ — азот, с другого конца встречным потоком из колонки — газ-носитель азот. При низких скоростях продувки детектора и при потенциале, необходимом для снижения скорости электронов, происходит рекомбинация молекул. При попадании в электродное пространство компонентов пробы, содержащих молекулы, способные захватить свободные электроны, образуются отрицательные ионы. При этом ток понизации уменьшается, что регистрируется потенциометром в виде отрицательного пика на хроматограмме. Электронозахватный детектор отличен от обычных детекторов тем, что измеряет потерю сигнала, а не генерацию его. Уменьшение тока является функцией количества вещества и способности захватывать электроны (сродства к электронам). [c.327]