低能Cl-离子在绝缘纳米微孔膜中的传输过程

作者：刘中林; 哈帅; 张文铭; 谢一鸣; 李鹏飞; 靳博; 张琦; 马越; 路迪; 万城亮; 崔莹; 周鹏; 张红强^*; 陈熙萌^*

来源：原子核物理评论, 2021, 38(01): 95-101.

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• 离子" name="keyword">Cl–离子
• 绝缘微孔膜
• 散射过程

理论模拟结合实验研究了 16-keV Cl-离子穿越不同厚度(7和12 μm)的Al2O3微孔膜的物理过程,发现负离子传输中并不存在与正离子传输类似的明显的导向现象。在只考虑散射过程的情况下,模拟出的穿透粒子角分布及电荷态分布与实验结果符合很好,出射的Cl-离子沿初束方向分布;Cl0、Cl+离子沿微孔轴向分布。仔细分析了不同出射粒子的角分布,发现出射的Cl+在微孔轴向与初束方向之间分布;经单次散射出射的Cl0沿微孔轴向分布,而经多次散射出射的Cl0向初束方向移动。发现了Cl-离子穿越不同厚度的具有相同微孔直径的Al2O3微孔时,较厚的膜出射的Cl+/Cl0比例低。理论分析显示,这是由散射过程的特性造成的,随着微孔膜厚度的增加,出射的Cl0中经单次碰撞的比例变小,而多次散射出射的比例增加,从而导致Cl+离子转化为Cl0的几率要远大于Cl0转化为Cl+离子的几率,使得长的微孔出射的粒子中Cl+/Cl0比例低。

• 单位
  理化学研究所; 华北电力大学; 兰州大学