3月11日,中国科学院近代物理研究所宣布,他们把快离子束导向中存在的关键难题给攻克了,并且把这个技术实用化了。大家都知道离子束的应用特别广,在科学研究、先进制造、肿瘤治疗、诱变育种、微生物工程这些领域都少不了它。以前离子束传输都是靠固定的管道和电磁透镜来实现的,科研人员一直想把这种情况给改善一下,让离子束像水管导水、光纤导光一样,不用外部供电和控制系统,自个儿就把导向电场搞出来。可是长期以来这事儿都不太行,关键是技术只能对付低能离子和弱流强的。高能离子一来,电场就过早饱和了;流强一上去,电场就不稳定了。这种问题导致自适应导向老是失效,没法变成现实。 科研团队经过深入研究后才发现,原来是高能离子撞墙的时候既沉积电荷又溅射出二次离子,这些二次离子漂过去后在对面内壁沉积电荷,削弱了原来用于导向的电场。为了对付这个问题,团队设计了带深槽的通道来阻止二次离子飞走,还建了隐藏式电阻网络解决导电问题。经过这么一通操作,他们成功让386纳安、100千电子伏的五价氧离子束稳稳地跑了起来。这次的导向电势差比之前提升了两个数量级,流强更是提升了三个数量级。把沉积电荷转移到对面内壁的比例从98%给压到了7%以下。 这次的成果直接解决了制约快离子束自适应导向的瓶颈问题,也给未来搞那种无需外部供电的“离子束导管”铺平了道路。