变形晶体X射线分光性能的数值模拟.pdfVIP

第 35 卷第6 期 核技术 Vol. 35 , No.6 2012 年6 月 NUCLEAR TECHNIQUES June 2012 变形晶体X 射线分光性能的数值模拟 主丽1 ，2徐中民 l 王纳秀 l 1(中国科学院上海应用物理研究所上海 201800) 2(中国科学院研究生院北京 100049) 摘要 通过有限元软件计算同步辐射晶体单色器分光晶体的变形，确定晶体倒格欠的改变量，按变形晶体光 学理论预测变形晶体的 Darwin 宽度，建立一套预测直接水冷却晶体单色器分光性能的方法。算得直接水冷晶 体子午方向 Darwin 宽度展宽为 4.1 2 阳划，与采用晶体表面变形倾斜误差计算值(3.89 阳ad)相比更接近实验值 (5.0 阳ad)。 关键词 双晶单色器，倒格矢. Darwin 宽度，数值模拟，变形晶体 中图分类号 TH744 变形位移，确定晶体倒格矢的改变量，按变形晶体 上海同步辐射光源的辐射功率高，其高热负载 会降低光束线分光元件性能，甚至失效。晶体单色 光学理论预测变形晶体的 Darwin 宽度，建立一套预 器是同步辐射装置光束钱关键器件，对X 射线起单 测直接水冷却晶体单色器分光饨能的方法，并应用 色化作用，其分光效果决定X 射线的能量分辨率。 于同步辐射光束线晶体单色器的设计和加工。通常 X 射线经双晶单色器第一块晶体后强度降低[Il ，对 采用面形误差法预测双晶单色器分光性能，即计算 第二块晶体的热效应影响可忽略，因此，本文研究 晶面斜率误差的 RMS 值。面形误差拮较成熟，但 其预测结果不能很好反映实际变形晶体的 Darwin 晶体单色器第一块晶体的 Darwin 宽度变化。 晶体单色器从连续的同步辐射光谱中分离出单 宽度的展宽。文中采用倒格矢法和面形误差法数值 模拟方法分别对简单机械压弯晶体、弧矢聚焦月牙 一波长的 X 射线，须满足晶体 Bragg 衍射方程 槽直接水冷却晶体变形晶体分光性能进行表征，并 mÀ=2dsin8a。由于晶体承受高热负载、冷却水压力 和机械安装变形等因素影响，导致其晶格参数或晶 结合试验结果比较了两种方法的优劣。 面方向发生改变，造成晶体 Darwin 宽度及 Bragg 1 数值模拟方法 角。B 选择的单色 X 射线能量带宽发生展宽，从而 降低晶体的分光性能。将上式微分，得晶体 Bragg 1.1 倒格矢法 反射的本征能量分辨率为 !!J.../l=ð.E/E:MBcot旬，式 [2] 的 ANSYS 有限元软件计算变形晶 采用文献 中的 M 是晶体Bragg 反射角宽度(Darwin 宽