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文档简介

氚钛薄膜靶表面氚分布二维扫描成像检测系统研制,杨磊,兰州大学核科学与技术学院,2015.7.24,主要内容,1、研究意义及现状,2、检测方法与实验系统,3、实验结果与分析,4、总结与下一步研究计划,研究意义及现状,氚钛薄膜靶,粒子加速器,密封中子管,低能辐射源,轫致辐射源,氚在靶膜材料中的迁移行为包括吸附、扩散等多个物理过程，氚及其衰变产物3He随时间的积累，会导致靶膜材料力学性能发生显著变化，而且随靶膜材料种类和使用温度、压力等环境变化，氚在其中的空间分布会呈现不均匀性。认识氚在靶膜材料中的分布，对于氚钛薄膜靶的生产、使用、性能评估具有重要意义。,研究意义及现状,氚是低能放射性核素，最大能量18.6KeV，是一种连续谱输出，平均能量5.7KeV。半衰期为12.323年。,氚分析方法,破坏性方法,电化学蚀刻法（Electrochemicaletching）,热解吸分析法（Thermaldesorption),非破坏性方法,射线照相法（Radiography）,衰变诱发X射线谱测量法(BIXS),离子束分析(IBA),研究意义及现状,检测方法与实验系统,Geant4模拟布局1、钛膜2、钼衬底3、探测器,1,2,3,模拟结果,实验结果,粒子与靶膜和衬底材料相互作用，产生018.6KeV连续的轫致辐射X射线和特征X射线，由于X射线的半吸收厚度远大于粒子的半吸收厚度，所以可以认为，在表面测量中，既有浅表层的粒子，也有一定深度分布的X射线。,检测方法,检测方法与实验系统,检测方法与实验系统,氚钛薄膜靶表面电子发射示意图,氚钛薄膜靶表面出射电子数估算：,：靶的比放射性活度,：靶的面积,：靶的质量厚度,：电子在靶膜材料中的射程,模拟能量5.7keV,18.6keV的电子在钛膜中的径迹和在不同深度的能量沉积比例轮廓图,检测方法与实验系统,氚粒子能谱,检测方法与实验系统,检测方法与实验系统,检测系统结构,检测方法与实验系统,检测系统实验装置样机,检测方法与实验系统,上位机控制及数据获取界面,实验结果与分析,实验结果与分析,(a),（a）氚钛靶样品，（b）氚钛靶样品表面电子发射通量X轴一维扫描图（c）二维图像，(d)三维图像,(b),(c),(d),实验结果与分析,直接测量电子电流的方式，避免了轫致辐射和特征X射线对表面电子测量的影响，对氚钛薄膜靶表面氚分布的测量是有利的。,为氚钛薄膜靶的检测和质量评估提供了理论分析依据和实验测量
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