RBS 교육자료 : 분석기기

역사

1909 년에 Ernest Rutherford는 알파 입자가 +2 전하를 가진 헬륨으로 구성된다는 사실을 확립했습니다. Rutherford의 이름을 가진 후방 산란 실험은 Hans Geiger (가이거 역명)가 제안했습니다. 그러나 실제로 첫 번째 측정을 수행하는 것은 XNUMX 세의 학부생 인 Ernest Marsden에게 남아있었습니다. Marsden은 대부분의 알파 입자 (He ++)가 얇은 금박을 깨끗하게 통과했지만 일부는 들어오는 He ++ 빔에서 모든 각도로 흩어져 있음을 관찰했습니다. 러더 포드는이 관찰을 통해 원자핵의 존재를 제안했습니다. 러더 포드의 핵 제안의 핵심 특징은 아주 작은 부피가 대부분의 원자 질량을 포함한다는 것입니다. 알파 입자는 볼링 공에서 추진 될 경우 당구 공 무리가 흩어 지므로 핵에서 흩어집니다.

러더퍼드 후방 산란 분광법 (RBS) 이러한 후방 산란 입자의 에너지 측정입니다. 이 에너지는 알파 입자가 산란하는 원자의 신원, 산란 각도 및 산란 전에 입자가 이동하는 샘플의 깊이에 따라 달라집니다. 따라서 RBS는 원소 분석, 특히 표면 분석에 사용할 수 있습니다.

당시 알파 스 캐터링 실험이라고 불렸던 RBS의 초기 사용은 1967의 Surveyor V 과학 탑재물의 일부로 달의 토양에 대한 원소 분석이었습니다. 가장 초기의 RBS 실험은 알파 입자의 방사성 소스를 사용했습니다. 오늘날, 겸손한 후방 산란 신호를 생성하는 데 필요한 알파 입자 빔과 같은 강렬한 연필은 가장 일반적으로 하전 입자 가속기에 의해 제공됩니다.

RBS 이론 - 계측 기록
악기

RBS 기기의 세 가지 주요 구성 요소는 헬륨 이온의 소스, 고 에너지 알파 입자로 변환하는 가속기 및 후방 산란 이온의 에너지를 측정하는 검출기입니다. 가속기의 유형에 따라 다른 구성 요소의 구성이 결정됩니다. 단일 종단 가속기는 고전압에서 부동하는 이온 소스를 가지고 있습니다. 메가 볼트 전위의 전기적 절연은 일반적으로 SF6 절연 가스가 채워진 탱크에 터미널을 수용하여 이루어집니다. 이온 소스를 탱크 내에 위치시키는 단점은 소스를 변경하거나 보충하기가 어렵다는 것입니다.

RBS 이론 - 계측기

직렬 가속기는 영리한 혁신입니다. 직렬 가속기는 장치 중앙에있는 양극 단자를 사용합니다. 음전하를 띠는 입자는 가속기에 주입되어 단자로 끌 리며 스트리퍼 엘리먼트는 각 입자에서 2 개 이상의 전자를 제거합니다. 양극 단자는 생성 된 양이온을 접지쪽으로 되돌려줍니다. 따라서 입자는 터미널 전후에 에너지를 얻습니다.

RBS 이론 - 계측기

직렬 구성에는 단일 스테이지 설정보다 두 가지 중요한 이점이 있습니다. 첫째, 더 낮은 단자 전압이 필요하며 둘째, 소스 및 이온 출구는 접지 전위 근처에서 작동합니다. 가장 큰 단점은 He-production과 charge stripping의 비효율은 싱글 빔 가속기의 경우 100 mA 대 1 mA와 100 mA 사이의 He ++ 빔 전류를 낮추는 것입니다. 다행히도 대부분의 RBS 실험은 탐지기 한계로 인해 2.25 nA 만 사용할 수 있습니다. 일반적인 RBS 설치는 + 750 KV 터미널의 He에서 3 개의 전자를 제거하여 XNUMX MeV He ++ 빔을 생성하는 직렬 가속기를 사용합니다.

직렬 연결 가속기

직렬 가속기에는 네 가지 주요 구성 요소가 있습니다.

  1. 고전압 부품 및 절연 가스를 포함하는 탱크의 하전 된 입자 빔 라인.
  2. 고전압 소스에 의해 공급되는 단자라고하는 전극.
  3. 터미널에 위치한 전자 충전 스트리퍼.
  4. 충전 스트리퍼 및 빔 라인 용 진공 시스템.

 

대규모 가속기가 전체 홀을 채울 수는 있지만 소형 가속기는 RBS에 적합합니다. 이러한 가속기는 $ 300,000 범위에 대한 투자가 필요하며 분석 및 제어에 적합한 최종 스테이션에는 추가 $ 50,000 ~ $ 200,000이 필요합니다. 이러한 장치는 확실히 값 비싼 장치이지만 다른 분석 장비와 일치하지는 않습니다.

전압 소스

가장 오래된 형태의 가속기는 로버트 밴 드 그라프 (Robert Van de Graaff)라는 이름의 밴 드 그라프 (Van de Graaff)로, 켈빈 경 (Lord Kelvin)의 제안을 실천에 옮겼습니다. 그 특징은 접지에서 하나의 풀리와 터미널에서 다른 하나의 풀리는 움직이는 벨트에서의 전하 이동입니다. 전하를 코로나 포인트의 빗으로 벨트에 놓는다. 포인트의 두 번째 세트는 터미널에서 요금을 제거합니다. 전통적인 Van de Graaff 가속기는 싱글 엔디드이지만 전압 소스는 직렬 머신에서 사용할 수 있습니다.

잘 알려진 변형은 반 드 그라프 (Van de Graaff)와 동일한 펠레 트론 (Pelletron)으로, 금속과 절연체의 대체 링크 (펠릿)를 가진 체인이 벨트를 대체합니다. 이 체인은 벨트보다 더 균일 한 전하 수송을 제공하여보다 안정적인 전압을 발생시킵니다.

Tandetron 가속기는 RF 신호로 공급되는 배 전압 전원을 사용합니다. 움직이는 부품이 없으므로 값 비싼 유지 관리가 필요하지 않습니다. Tandetron 장치의 전압도 매우 안정적입니다. 단자 전압 안정성은 분광 해상도에 영향을 미칩니다.

RBS 이론 - 계측 전압원
빔 라인과 탱크

가속기 단자의 전기적 절연에는 분명히 우수한 절연체가 필요합니다. 높은 전기장에서 공기가 이온화되어 전도되기 때문에 가속기 구성 요소는 전기장을 최소화하도록 배열되어야합니다. 따라서 가속기 설계의 한 가지 기본 원리는 높은 전기장을 생성하는 날카로운 점이나 가장자리를 없애는 것입니다. 고전압 부품은 황 헥사 플루오 라이드 가스 (SF6)로 채워진 압력 용기에 수용되며, 이는이 가스가 공기보다 우수한 전기 파손에 견디기 때문입니다.

터미널과 빔 라인은 반 드 그라프 (Van de Graaff) 또는 펠레 트론 (Pelletron) 전압 소스의 한쪽 끝으로 사용되는 도르래에 의해 가해지는 힘 때문에 기계적지지를 필요로합니다. 빔 라인은 저항 체인을 따라 단자 전압에 연결된 절연체와 도체 섹션을 교대로 연결하여 전위를 선형화하고 부품 간의 전기장을 줄입니다. 빔 라인과 단자는 저항 체인을 따라 단자 전압에 연결되는 일련의 부드러운 전도 링으로 둘러싸여 있습니다. 이러한주의 사항은 액셀러레이터 부품 간의 전압 구배를 줄여 전기장을 최소화하는 역할을합니다. 주의 사항은 750 kV 터미널이 매우 큰 스파크를 생성 할 가능성이 있기 때문에 필요합니다.

RBS 이론 - 계측 빔 라인 탱크
스트리퍼 요소

He 이온은 양의 단자에 도달 할 때 상당한 운동 에너지 (일반적으로 750 keV)를 갖습니다. 고 에너지 이온은 방목 충돌시 전자가 물질을 통과 할 때 전자를 잃습니다. 이온은 잃어버린 전자마다 작은 양의 운동 에너지를 포기합니다. 그러나 손실 된 에너지는 음이온이 터미널을 통과 할 때의 운동 에너지와 비교하여 작습니다.

편리한 전자 스트리퍼 재료 (터미널에 위치)에는 얇은 포일 및 가스가 포함됩니다. 호일은 빔 경로에 매달려 있기 때문에 사용하기가 쉽습니다. 그러나, 포일의 두께는 탄소 증착 (진공 시스템에서 잔류 탄소 함유 가스로부터) 또는 스퍼터링에 의한 감소에 의해 증가 할 수있다. 호일 두께는 스트리퍼 효율 및 빔 에너지에 영향을 미칩니다. 때때로 탱크와 빔 라인을 열 때 포일을 교체해야합니다.

가스 셀은보다 예측 가능하게 작동하고 유지 보수 문제를 피하기 때문에보다 보편화되었습니다. 가스 셀은 아마도 0.3 m 길이의 동심 튜브로 구성됩니다. 이온 빔이 지나가는 작은 구멍을 제외하고 끝이 닫힙니다. 외부 튜브는 여분의 진공 펌프에 연결되고 외부 소스에서 가스가 내부 튜브로 누출되어 1에서 10 밀리 토리스의 압력을 생성합니다. 외부 튜브에서 이러한 차동 펌핑은 빔 라인으로 누출되는 가스의 양을 감소시킨다.

가스 셀을 유지하는 데 필요한 압력 때문에 비행 튜브의 압력 (가속기 끝에서 측정)은 1에서 10 마이크로 토르 범위로 상승합니다. 스트리퍼 호일로보다 낮은 압력이 가능합니다. 그러나 가스 분자와의 고 에너지 이온의 겸손한 충돌 단면은 RBS 실험에서 높은 진공에 대한 필요성을 감소시킨다.

RBS 계측 스트리퍼 요소
음의 헬륨 이온 원

단일 종단 가속기에 필요한 He + 또는 He ++ 이온은 플라즈마 이온 소스에서 발생합니다. 듀 플 라즈 트론은 음극과 양극 사이에 낮은 전압의 아크가 연소하는 것으로 시작합니다. 헬륨 플라즈마는 기하학적으로 그리고 자기 적으로 제한되고, 강한 전계에 의해 이온이 추출된다. 고주파 플라즈마 소스는 또한 He + 이온을 생성합니다. 라디오 주파수 소스는 듀플로 파스 트론보다 He ++를 효율적으로 생성하기 때문에 단일 종단 가속기에서 더 일반적입니다. 일반적인 소스는 He +의 1 mA를 생성합니다.

RBS 계측 음의 헬륨 이온 소스

탠덤 가속기에는 음의 헬륨 이온이 필요합니다. 헬륨은 불활성 가스 중에서 가장 불활성입니다. 그것은 전자를 얻거나 잃지 않는 경향이 있습니다. 이온 소스는 음이온을 형성하지 않는 헬륨의 자연적인 경향을 극복해야합니다. 소스는 두 단계로 작동합니다. 먼저, 양이온이 전술 한 바와 같이 생성된다. 알칼리 금속 채널은 두 번째 단계에서 He +를 He-로 전환시킵니다. 이 충전 교환은 He +가 고온의 알칼리 금속 증기를 통과 할 때 발생합니다. 그림에서 루비듐이 사용되었지만 모든 알칼리 금속은 He-를 형성하기에 충분한 환원력을 갖는다. 요금 교환 프로세스는 비효율적입니다. He +의 1 밀리 암페어는 He-의 1 마이크로 암페어로 이어진다. 음이온은 알칼리 금속 채널에서 추출되어 20 ~ 30 keV의 직렬 가속기에 주입됩니다.

RBS 계측 음의 헬륨 이온 소스
요소 초점 맞추기

2 개의 이온 광학 구성 요소는 일반적으로 가속기와 샘플 챔버 사이에 배치됩니다. 자기장은 He, He, He +를 He ++ 빔과 분리합니다. 사중 극자 렌즈는 빔을 모양을 만들고 샘플 챔버로 초점을 맞 춥니 다. 이러한 고 에너지 (강성) 빔에는 상대적으로 강한 이온 벤딩 및 포커싱 구성 요소가 필요합니다. 고 에너지 빔은 중요한 분석 이점을 제공합니다.

RBS 계측 요소 집중

대부분의 하전 입자 분석 방법과 달리 RBS의 샘플은 절연 처리가 가능합니다. 그러한 샘플이 몇 킬로 볼트로 충전 되더라도, 단단한 빔은 거의 빗나가게됩니다. 샘플 충전은 킬로 볼트 대전 효과가 메가 볼트 입자 에너지의 작은 부분이기 때문에 RBS 스펙트럼에서 약간의 교란을 유발합니다.

샘플 챔버

주요 샘플 챔버 구성 요소는 스테이지, 하나 이상의 감지기, 빔 입구 및 진공 시스템입니다. 챔버는 샘플과 단일 에너지 분산 분광기가 부착 된 단순한 플랜지 일 수 있습니다.

RBS 계장 용 샘플 챔버

보다 일반적으로 샘플은 XNUMX 축 고니 오 미터에 장착되므로 많은 샘플을 진공 시스템에로드하고 순차적으로 분석하는 데 편리합니다. 각도계는 샘플을 기울이고 회전 할 수도 있습니다. 다양한 입사 및 출사 빔 각도에서 얻은 스펙트럼을 비교하면 깊이의 함수로서 샘플 구성의 더 나은 특성화가 제공됩니다. 입사 빔에 대해 샘플을 무작위로 기울이고 회전하면 입사 빔이 샘플의 결정 구조에서 채널 아래로 이동하기 때문에 발생하는 스펙트럼의 변화를 방지 할 수 있습니다. 일반적인 RBS 샘플 챔버에는 두 개의 표면 장벽 감지기 (하나의 수직 각도, 하나의 방목 출구)가 포함되어 있습니다.

분광학

알파 입자는 가속기에서 나오고 샘플 표면에 부딪칩니다. 검출기로 다시 되돌아 오는 소수의 입자에 대해 에너지를 측정해야합니다. RBS에는 표면 장벽 실리콘 검출기가 사용됩니다. 이러한 소자는 필수적으로 다이오드이기 때문에 반도체 다이오드 검출기라고도합니다. 고 에너지 대전 입자는 반도체 물질에 전자 - 정공 쌍을 생성한다. 검출기는 전면과 후면 사이의 전위 (일반적으로 4 kV)로 작동합니다. 결과적인 전기장에서, 전자 - 홀 쌍은 대전 된 입자의 에너지에 비례하는 전류를 생성한다.

He ++가 하나의 전자 - 홀 쌍을 생성하기 위해 소비하는 평균 에너지는 대략 3.7 eV입니다. 이것은 때로는 검출기의 이온화 에너지라고도합니다. 각 1 MeV 입자는 2700 전자 - 홀 쌍을 생성합니다. 전하 캐리어 수의 변동 또는 변동은 분광 해상도에 영향을 미칩니다. 이론적 인 최소 분산 (Poisson 통계를 따르는)은 전하 캐리어 수와 같습니다. 표준 편차는 분산의 제곱근과 같습니다. Fano 요인은 관측 된이 이론적 인 최소 분산의 비율입니다. Fano 팩터는 피크 확대 (일반적으로 불완전한 전하 수집 및 불감 대 손실의 변동)의 다른 원인을 의미합니다.

불완전한 전하 수집은 전자 - 정공 쌍 재조합을위한 상대적으로 적은 사이트를 제공하는 고순도 반도체에 의해 최소화된다. 이 층은 표면 장벽 검출기에서 얇기 때문에 (100 나노 미터 정도) 대전 된 입자가 검출기의 활성 부피에 도달하기 전에 손실 된 에너지 (불감 대 손실)는 최소화됩니다. 이 두께는 0.4 MeV He ++에 대한 약 1 % 에너지 손실에만 해당되므로 일반적인 RBS 실험에서 에너지 손실의 작은 변화는 중요하지 않습니다. 따라서 고품질 실리콘 표면 장벽 검출기는 알파 입자 분광법에 거의 이상적입니다.

검출기에서의 입자 도착 시간은 무작위로 시간 간격을두고 입자가 거의 같은 시간에 도착할 때 측정 사이에 간섭을 일으킬 수 있습니다. 펄스 파 일 (pile-up)이라고하는이 현상은 높은 입자 도달 속도에서 심각한 문제가됩니다. 말뚝에는 두 가지 유형이 있습니다. 테일 파일 - 업 (tail-pile-up)은 긴 펄스의 겹침 또는 선행 펄스의 언더 슈트 (undershoot)를 포함하여 스펙트럼 분해능을 감소시킵니다. 고품질 전자 회로는 꼬리 더미를 최소화합니다. 단일 펄스로 취급하기에 충분히 근접한 두 개의 펄스는 피크 축적을 겪습니다. 두 번째 유형입니다. 탐지기 데드 타임은 연속적으로 이온을 도달시키는 간격을 별도로 측정해야하는 경우 최소 시간입니다. 피크 축적은 궁극적으로 RBS 데이터 수집이 발생할 수있는 속도를 제한합니다.

RBS 계측 - 분광학
관련 기술

액세서리를 샘플 챔버에 추가하거나 작동 절차를 변경하여 여러 가지 다른 실험을 통해 RBS 분석을 수행 할 수 있습니다. 예를 들어, 이온 폭격에 의해 생성 된 X- 선의 측정을 입자 유도 X 선 방출 (PIXE)이라고합니다. 일반적인 RBS 액세서리에는 항상 생성되지만 항상 측정되는 것은 아니지만 이러한 X- 레이에 대한 감지기가 포함됩니다. HFS (Hydrogen forward scattering)는 전방 산란 된 1 차 He ++ 이온으로부터 전방 산란 수소를 분리하기 위해 얇은 호일을 추가하기 만하면됩니다. 중 이온 후방 산란 분광계 (HIBS)는 He ++ 대신에 무거운 이온이 사용된다는 점을 제외하면 RBS와 동일합니다. 기본 He ++ 이온은 일반적인 2.2 MeV 산란보다 높은 에너지를 갖지만 핵 상호 작용은 더욱 복잡해집니다. 공명 효과라고하는 이러한 복잡한 문제에도 불구하고 빔 에너지가 높을 때가 종종 유용합니다. 경우에 따라, 입사 이온은 표적 동위 원소에 포획되어 다른 입자가 신속하게 방출됩니다. 이러한 재 방출 된 입자의 에너지를 측정하는 것을 핵 반응 분석 (NRA)이라고합니다. 마지막으로, CPAA (charged particle activation analysis)는 가속기를 사용하여 중성자 활성화 분석에 사용 된 것과 동일한 계측기로 측정되는 새로운 방사성 핵종을 생성합니다.

입자 유도 X 선 방사

PIXE는 Particle Induced X-Ray Emission의 약자입니다. 여러 가지 종류의 여기 빔은 대상 요소의 에너지 특성을 가진 X- 레이를 생성합니다. 따라서, 광자 여기 (X- 선에 의한)는 X- 선 형광 분광학을 일으킨다. 주사 전자 현미경 또는 전자 마이크로 프로브에서의 전자 여기는 에너지 분산 또는 파장 분산 X 선 분광법 (X 선 검출기에 따라 다름)을 제공합니다. He ++ 또는 더 일반적으로 H +의 대전 입자 빔은 PIXE 분광법을 제공합니다. 세 가지 경우 모두에서, 외곽 껍질 전자가 상태를 내부 껍질로 바꿀 때 여기 빔이 핵심 전자를 제거하고 특정 에너지로 X 선이 방출됩니다. X 선 에너지는 여기 프로세스와 별개입니다. PIXE 액세서리는 RBS 장비의 중량 요소 식별에 유용합니다. 이러한 무거운 원소는 RBS 에너지에는 작은 차이가 있지만 PIXE 스펙트럼에는 뚜렷한 차이가 있습니다. 전용 PIXE 악기는 H ++가 H ++ 대신 H +를 사용합니다. 왜냐하면 H +가 높은 감도를 제공하기 때문입니다. 헬륨과 수소가 소스에 혼합되어 있으면 He ++ 기반 RBS와 H + 기반 PIXE는 동일한 가속기로 수행 할 수 있습니다.

PIXE는 분석 기술로서 몇 가지 장점이 있습니다. 그것은 전자빔 대응 물과 유사한 신호 레벨을 제공하지만 신호 대 배경 비가 더 우수합니다. 전자 분광학의 배경은 PIXE에서 거의 빠져있는 뇌파에서부터 발생합니다. 왜냐하면 He ++ 또는 H + 이온은 PIXE 에너지에서도 전자보다 훨씬 낮은 속도를 가지기 때문입니다. 전자 유도 분광법에 비해 PIXE의 또 다른 이점은 RBS와 마찬가지로 PIXE가 절연 샘플과 함께 작동한다는 것입니다. 마지막으로 양성자 빔은 얇은 창문을 통과하여 공기를 통해 수 센티미터까지 관통 할 수 있습니다. 이 때문에 귀중한 예술 작품과 같은 비정상적인 견본은 진공 상태의 엄격함을받을 필요가 없습니다. PIXE는 지질학, 고고학 및 예술 보존 분야에서 응용 프로그램을 찾습니다.

수소 전진 산란

HFS는 Hydrogen Forward Scattering의 약자입니다. HFS 실험은 기본적으로 표준 RBS와 동일한 장치를 사용합니다. HFS에 의해 얻어진 분석 정보는 수소 농도 대 깊이로 구성됩니다. He ++ 빔이 방위각으로 치도록 샘플을 기울입니다. 헬륨은 수소보다 무겁기 때문에 수소로부터의 수소의 후방 산란은 없습니다. 대신, 수소 (H +와 Ho)는 He ++에 의해 충돌 한 후에 상당한 에너지로 넘어 뜨리게됩니다.

또한 He ++는 시료의 무거운 원소 때문에 검출기쪽으로 비산합니다. 이 낮은 각도에서 산란하는 He ++ 이온수는 전방 산란 수소에 비해 상대적으로 크다. He ++ 신호는 검출기 앞에 위치한 얇은 포일 (약 8 미크론)이 간섭 성 He ++와 H +를 분리한다는 것을 제외하고는 H + 신호를 늪 나게합니다. 탄소, 마일 라 및 알루미늄 호일이 일반적으로 사용됩니다. 포일은 전방 산란 된 수소에서 상당한 에너지 손실 및 걸림을 일으킨다. 이러한 효과가 HFS 깊이 프로파일 분해능을 약 50 나노 미터로 제한하지만 표면에서의 수소 (또는 중수소) 정량은 5 % 정확도에서 0.01 % 검출 한계까지 가능합니다.

과도한 이온 산란 분석

HIBS는 Heavy Ion Backscattering Spectrometry의 약자입니다. 이 기술은 He ++보다 무거운 이온을 사용합니다. 충돌 단면적은 1 차 이온이 많은 경우 더 높으며 사용 가능한 에너지에서는 공진 효과가 없습니다. 이 무거운 이온 광선은 가벼운 요소 샘플의 미량 원소 결정에 이점을 제공합니다. 행렬 요소는 모두 앞으로 분산되어 간섭 신호를 생성 할 수 없습니다. 전방 산란 분석 물 성분 또한 분석에 유용 할 수 있습니다. 더 무거운 일차 이온에 의해 앞으로 흩어지는 분석 물 이온의 측정은 탄성 반동 탐지 (ERD)라고 불리는 일반적인 현상입니다. (HFS)는 ERD의 특별한 경우입니다.

가속기와 검출기는 HIBS와 RBS에서 동일하지만, 서로 다른 이온 소스가 필요합니다. 전형적인 무거운 이온 소스는 음이온 (이 예에서는 Si)이 추출되는 실리콘과 같은 중금속에 충돌하는 스퍼터링 Cs + 빔을 사용합니다. 전하 분리기는 Si-에서 다양한 수의 전자를 제거하고, 혼합 된 전하 상태 및 에너지를 갖는 이온을 남긴다. 1 차 이온빔은 빔이 시료에 충돌하기 전에 보통 자기장 내에서 성분들로 분리되어야합니다.

핵반응 분석

NRA는 핵 반응 분석의 약자입니다. 2.2 MeV 에너지보다 적은 헬륨 이온은 모든 원소와 함께 탄성 반동을 겪습니다. 충돌하는 당구 공과 같은 탄성 반동은 고전 역학으로 설명 할 수 있습니다. 해석의 편의를 위해 대부분의 RBS 분석은 2.2 MeV He ++ 보를 사용합니다. 고 에너지 He ++ 이온은 분석 물의 핵과 비 탄력적으로 충돌합니다. 이것은 충돌 단면적이 특정 (공진) 에너지에 대해 훨씬 더 높을 수 있음을 의미합니다. 공명 에너지에서, 분석 물 핵은 간단히 흩어지기보다는 He ++ 이온을 흡수하고 재사용하는 것으로 보인다. 양자 역학은 이러한 상호 작용을 설명해야합니다.

3.045O에서 산란 된 알파 입자에 대한 16 MeV의 잘 알려진 공진 효과가 한 예입니다. 이 과정은 횡단면이 수 배 이상이라는 점을 제외하고는 탄성 반동과 구별 할 수 없습니다. 높은 빔 에너지로 인한 가변 단면이 분석을 복잡하게 만들지 만, 더 높은 에너지는 얇은 층에서 단일 불순물로서 존재하는 산소와 같은 특정 경우에 유용합니다.

일부 공진 에너지에서는 1 차 이온이 분석 대상 핵에 흡수되고 다른 입자 (보통 양성자, 중성자, 알파 입자 또는 감마선)가 즉시 방출됩니다. 가벼운 요소 중에는 19F (p, alpha) 16O와 같은 잠재적으로 유용한 여러 가지 반응이 있습니다. 이 경우 19F 핵은 1.25 MeV 양성자를 흡수하고 즉시 8.114 MeV 알파 입자를 방출합니다. 알파 에너지의 측정은 그것이 발생했던 깊이를 나타냅니다. 이것은 핵 반응 분석 기술입니다.

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