原子的剝離
正文
剝離掉原子或離子外圍的電子的技術。在串列靜電加速器及其他類型的重離子加速器中，使用原子的剝離技術,提高被加速粒子的荷質比Q/A，是提高終端粒子能量的最有效的方法。一般使用的剝離器有氣體和固體兩種，氣體又分微分泵型和噴射型兩種。前者是一個用微分泵抽氣的無窗氣體室，使用針閥調整進氣量可以很方便地控制氣體室的壓力，以保證所要求的氣體密度。後者則是根據流體力學的原理而設計的一種超聲氣體噴射靶，它在局部可以達到非常高的密度。固體剝離器實際上就是一個非常薄的碳膜（面密度約10微克/厘米2），為了便於更換而有各種不同的機械結構。粒子在穿越剝離器時同原子發生相互作用，或者失去電子或者拾取電子，兩種過程都可能發生，發生的幾率同很多因素有關。這兩種過程競爭的結果若使粒子失掉電子，就是剝離過程，得到電子就是俘獲過程。剝離技術利用的是前一過程。
粒子穿越剝離器後的平均電荷態 坴及電荷態的分布F(Q)是剝離技術中最感興趣的問題之一。不論入射粒子的電荷態如何，出射電荷態總是一種近似對稱的高斯分布，它同剝離器物質的種類及厚度(必須超過平衡厚度)關係不大，主要決定於入射能量，能量越高，平均電荷態就越高。目前理論上還不能精確地計算坴和F(Q),但有很多半經驗公式能給出很好的結果。利用偏轉磁鐵很容易從各種電荷態中選出所需要的成分。
粒子束穿過剝離器後在空間分布和能量分布上都會發生分散，分別稱為角散和能散，它們是剝離技術中遇到的另外兩個問題。角散符合小角度多次庫侖散射理論，根據這種理論得到的方均根角散公式能很好地給出不同入射能量、不同剝離物質條件下的角散。能散沒有很好的理論計算，主要靠實驗測定。
在使用固體剝離器時還會碰到剝離膜的壽命問題，對此沒有定量的嚴格定義。一般認為,經過剝離後所需離子的束流強度從開始照射時刻起到它下降30％～40％止的時間就是剝離膜的壽命。在低能重粒子束的情況下,膜的壽命極短。造成膜破損的原因可能是束流輻照損傷,電荷積累所產生的靜電作用，在束流斑點邊緣附近發生的碳的重結晶過程及膜內含的碳氫化合物的裂解等。用電子轟擊等辦法把膜加熱到幾百攝氏度，並使它緩慢地擺動，能大大提高膜的壽命；改進制膜工藝也有明顯的效果。在粒子能量比較高時，膜的壽命可以很長。
氣體剝離器同固體剝離器比較，剝離效率低，獲得的平均電荷態低，但角散和能散也小，在加速器系統中造成的束流損失也就小，更沒有壽命的限制。所以，兩種剝離器各有優缺點，可根據要求選用。
