Issue
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 12, Number 10, octobre 1977
Page(s) 1543 - 1546
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0197700120100154300
Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 1543-1546 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:0197700120100154300

Semi-empirical formulas for heavy-ion stripping data

R.O. Sayer

Computer Sciences Division, Oak Ridge National Laboratory , Oak Ridge, Tennessee 37830, U.S.A.


Abstract
All available charge state measurements for heavy ions in dilute gases and carbon foils at equilibrium or near-equilibrium conditions have been analyzed to improve semi-empirical formulas for the distribution parameters. Each experimental distribution was fit to an asymmetric function F q = Fm : exp {- 0.5 t2/(1 + εt) }, where t = (q - q0)/ρ and q0 is the maximum intensity charge value. Subsequent fits of the resultant distribution parameters q0, p, and ε to empirical functions of projectile charge and velocity yielded rms deviations of about 0.5 for q 0, 4 % for q0/Z, 5-7 % for p, and 0.03 for ε/ρ. The asymmetric distribution gives substantial improvement over previous expressions for prediction of small Fq values for heavy ions in dilute gases.


Résumé
Toutes les mesures d'état de charge disponibles pour les ions lourds dans les gaz dilués et les feuilles de carbone à l'équilibre ou dans des conditions proches de l'équilibre ont été analysées afin d'améliorer les formules semi-empiriques pour les paramètres de distribution. Chaque distribution expérimentale doit s'accorder à une fonction asymétrique Fq = F m exp (- 0,5 t2/1 + ε t), ou t = (q - q0)/ρ et q0 est l'état de charge la plus intense. On constate que l'ajustement des paramètres de la distribution (q0, p et ε) en fonctions empiriques de l'état de charge et de la vitesse conduit à des déviations standard de 0,5 pour q0, 4 % pour q0/Z, 5 à 7 % pour q et 0,03 pour ε/p. Les distributions asymétriques donnent une amélioration substantielle par rapport aux expressions antérieures pour la prédiction des faibles valeurs de fq pour les ions lourds dans les gaz dilués.

PACS
2925C - Ion sources: positive, negative and polarized.
2925F - Beam handling, focusing, pulsing, stripping and diagnostics.
3470 - Charge transfer atoms and molecules.
6180J - Ion beam effects.
6180M - Channelling, blocking and energy loss of particles.

Key words
carbon -- charge exchange -- ion beams -- ion sources -- particle accelerator accessories -- dilute gases -- distribution parameters -- asymmetric function -- maximum intensity charge value -- projectile charge -- velocity yielded RMS deviations -- semiempirical formulas -- heavy ion stripping data -- C foils