熔化靶技术用于在线同位素分离器.pdfVIP

　第34卷第5期 原 子 能 科 学 技 术 Vol. 34 ,No. 5 　2000年9月 Atomic Energy Science and Technology Sep. 2000 熔化靶技术用于在线同位素分离器 赵进华 ,张 　立 ,王同庆 ,郭 　斌 , 范红梅 ,胡青元 ,杨永锋 ,郑纪文 ( 中国科学院 近代物理研究所,甘肃 兰州　730000) 18 摘要 :将熔化铅靶技术应用于在线同位素分离器。600 MeV 中能 O 束轰击熔化铅靶的反应产物 通过传输管扩散进入离子源 , 由带传输系统进行汞同位素的收集和传输。实验观测到了汞的若干 γ 同位素的 射线。 关键词 :熔化铅靶 ;在线同位素分离器 ;带传输系统 中图分类号:O61511 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 (2000) 与在线同位素分离器配接的靶系统必须可靠而有效 ,靶单元应在不影响离子源正常工作 情况下既保证靶材料的连续辐照又能使核反应产生的放射性核素全部顺序且在尽可能短的时 间内从靶材料中脱出 ,并扩散进入分离器离子源。熔化靶利用熔化状态下靶材料的饱和蒸汽 压远远低于靶辐照期间由核反应产生的易挥发性产物核素的饱和蒸汽压这一物理现象 ,使处 于低压气相状态的反应产物从靶传输到分离器离子源 ,而靶材料本身则不会蒸发损失。气相 208 [1 ] 209 [2 ,3 ] 热色谱分离技术用于新丰中子同位素 Hg 、 Hg 的合成研究表明 ,它是有效分离核反 应产物的重要手段之一。为增大束流接受面 ,提高期望核的产额 ,采用厚靶且使其处于熔融 态 ,可将核反应产物汞连续、快速、高效地选择性收集。本工作对熔化靶技术用于在线同位素 分离器的可能性进行初步探索 ,并对在线熔化靶技术与分离器离子源联接进行调试实验。 1 　实验装置 熔化靶单元位于分离器离子源高压区的离子源前 ,原理和结构与在线熔化靶气相热色谱 分离装置的靶单元[4 ]相似。35 mm ×40 mm 的石墨靶容器作成阶梯形 ,靶容器放置于石墨靶 腔中 ,靶腔通过传输管与分离器离子源实现真空联接。传输管由 6 mm ×1 mm 长 300 mm 不锈钢管制成 ,其末端通过氮化硼陶瓷与离子源室炭捕获器实现滑动连结 ,连结处孔径为 2 mm 。靶腔外真空室由处于低压区的分子泵机组排气。靶腔的真空排气由分离器离子源的分 子泵真空系统完成。靶单元安装在用去离子水冷却的法兰上。完整的系统结构示于图 1 。在 收稿日期 ;修回日期 ( ) 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ; 中国科学院“八五”重大课题资助项目 ( ) 作者简介 :赵进华 1940 — ,男 ,江苏如东人 ,副研究员 ,实验核物理专业 第5期 　　赵进华等 :熔化靶技术用于在线同位素分离器 461 靶前低压区配置 20 mm ×90 mm 的束流准直器 ,其后跟随气动驱动法拉第筒。用 W/ Re 热 电偶测量靶腔靶温,靶腔热屏蔽结构维持靶温 650 ℃时的热功耗为 230 W 。靶腔加热电流由 低压大电流变压器供给 , 电流变压器处于40 kV 电位上,它的初级由 60 kV 高压隔离变压器供 电,调节隔离变压器的初级电压即可改变加热功率。分离器系统的质量刻度使用稳定同位素 200 202 ( ) Hg 、 Hg 来自室温下的液态汞 和 Kr 、Xe 气体 ,通过长约 20 cm 1 mm 的不锈钢毛细管进 入石墨靶腔 ,经传输管扩散进入离子源 ,气量由标准漏