离子束的“离子束导管”

3月9日这天,大家听好了,甘肃科技报社融媒体中心有个大新闻:中国科学院近代物理研究所的科研团队在搞离子束操控的时候,终于把困扰他们的一个大难题给攻破了!以前大家都在想啊,能不能弄个像水管导水、光纤导光那样的“离子束导管”,让离子束自己在里面走,不用再搞什么外部供电和控制系统。这事儿听起来挺美妙,但以前试过的办法要么就是对高能离子没啥用,要么就是工作流强太低,老是容易失效。这一次,近代物理所的研究员们总算把这个问题的根源给找到了。原来啊,那些高能离子打到管道内壁上,不光会留下电荷,还会溅射出好多二次离子。这些二次离子在电场的作用下就往对面跑,把原本用来引导离子束的自组织电场给削弱了。这下可好了!团队就想了个妙招:他们设计了一种带有深槽结构的导向通道,把这些乱窜的二次离子都给拦住。这样一来,原本会飞到对面去的沉积电荷比例就从最高98%猛降到了7%以下。除了这个,团队还在内部搞了个隐藏式的电阻网络,解决了传统导向通道在受辐照后电导率不稳的问题。靠着这几招,他们终于成功让一束386纳安、100千电子伏的五价氧离子束稳稳当当地通过了管道。跟以前比起来,这次的导向电势差提升了两个数量级,流强更是提升了三个数量级!这下子,制约自适应导向的主要障碍算是清除了,“离子束导管”这种梦想离我们越来越近了!这项研究是近代物理所牵头的,还联合了密苏里科技大学、曼彻斯特大学、亥姆霍兹柏林材料和能源中心、斯德哥尔摩大学、山西医科大学这些单位一起搞的。论文的第一作者是近代物理研究所的薛迎利副研究员,通讯作者是于得洋研究员。这一切多亏了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助才成事儿的!