亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        近物所反沖譜儀端的轉(zhuǎn)靶系統(tǒng)研制

        2011-03-21 07:13:02甘再國黃明輝黃天衡張志遠(yuǎn)賈國斌2周小紅徐瑚珊詹文龍
        核技術(shù) 2011年6期
        關(guān)鍵詞:重離子譜儀束流

        馬 龍 甘再國 黃明輝 黃天衡 張志遠(yuǎn),2 賈國斌,2周小紅 徐瑚珊 詹文龍

        1 (中國科學(xué)院近代物理研究所 蘭州 730000)

        2 (中國科學(xué)院研究生院 北京 100049)

        在超重核合成及衰變性質(zhì)研究中,隨著被研究核素核電荷數(shù)的增加,其生成截面越來越小,其研究也愈加困難。須盡可能地利用生成截面大的反應(yīng)道,采用厚靶并增大束流強(qiáng)度以增加產(chǎn)額。但是,超重核合成可供選用的反應(yīng)道較少,有時甚至是唯一的反應(yīng)道;而采用電磁分離法進(jìn)行產(chǎn)物分離時,靶厚也有限制。因此,增大束流強(qiáng)度就更為現(xiàn)實(shí),如GSI(德國重離子研究中心)的269110、271110、272111和277112合成實(shí)驗(yàn)[1],所用束流流強(qiáng)為0.5–1 pμA。然而,高流強(qiáng)高能量的重離子束在反應(yīng)靶中沉積更多能量,使靶過熱,低熔點(diǎn)靶(如Pb、Bi靶)會因熔化而損壞。采用轉(zhuǎn)動靶,可適當(dāng)降低靶溫,有效解決此問題。參考國外實(shí)驗(yàn)室的轉(zhuǎn)靶系統(tǒng)[2?4],我們研制了近物所反沖譜儀端用于低熔點(diǎn)靶材料的轉(zhuǎn)靶系統(tǒng),并在24Mg+208Pb和64Ni+208Pb實(shí)驗(yàn)中使用了該系統(tǒng),對其進(jìn)行了檢驗(yàn)。

        1 薄靶的溫度模擬

        在融合蒸發(fā)反應(yīng)中,在長時間強(qiáng)離子束照射下,固定靶會因過熱、濺射或輻照損傷而損壞,靶的使用壽命大為減小。轉(zhuǎn)動靶則可有效解決此問題。我們先進(jìn)行轉(zhuǎn)動薄靶的溫度計(jì)算,模擬在一定能量、一定流強(qiáng)的重離子束照射下,轉(zhuǎn)動靶轉(zhuǎn)速與靶溫度的關(guān)系,為轉(zhuǎn)靶的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在脈沖束照射下的薄靶溫度可由能量守恒定律計(jì)算[4?6]:

        式中,T為靶的即時溫度,Tu為環(huán)境溫度,ΔF為束斑大小,ε為熱輻射系數(shù),c為靶材料的比熱容,ρ為靶材料密度,d為靶厚,σ為Stefan–Boltzmann常數(shù)。式(1)考慮了束流在靶中的沉積能量、靶的熱輻射以及靶的吸收熱。對于脈沖束,設(shè) c、ρ和ε不因靶溫變化而改變;同時,為模擬轉(zhuǎn)靶的轉(zhuǎn)動,設(shè)定束流時有時無,有束流時靶加熱,無束流時靶冷卻。

        圖1是 4.89 MeV/u的64Ni束流轟擊厚度為40/450/10(單位μg/cm2)的C/Pb/C夾心靶,靶轉(zhuǎn)速分別為600 r/min和1 000 r/min時,靶達(dá)到熱平衡時最大靶溫度隨流強(qiáng)的模擬計(jì)算結(jié)果。由圖可見,600和1 000 r/min時,Pb靶溫度達(dá)其熔點(diǎn)(600 K)時的流強(qiáng)分別近1 pμA和1.3 pμA。

        圖1 轉(zhuǎn)速在1 000 r/min和600 r/min時Pb靶溫度的最大值隨流強(qiáng)的變化Fig.1 Maximum temperatures Tmax as a function of the beam current I at thermal equilibrium correspond to rotating target wheel frequency ν =16.7 s–1 and ν =10 s–1.

        圖2為轉(zhuǎn)靶轉(zhuǎn)速600 r/min、4.89 MeV/u 0.5 pμA的64Ni束轟擊如上Pb靶時的靶升溫和靶冷卻過程的模擬結(jié)果。輻照期(tin≈1.5 ms),靶溫迅速上升,此后即進(jìn)入長時間的冷卻期(tout≈98.5 ms)直至被下次輻照;經(jīng)5個轉(zhuǎn)動周期后,靶溫度達(dá)到動態(tài)平衡。

        圖2 轉(zhuǎn)靶的升溫和冷卻過程示意圖Fig.2 Calculated temperature curves for rotating lead target in vacuum.

        2 轉(zhuǎn)靶裝置

        轉(zhuǎn)靶裝置如圖3左圖所示,分靶室內(nèi)外兩部分。靶室內(nèi)有靶盤、反應(yīng)靶、轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)及束流調(diào)制器等。靶盤設(shè)計(jì)見圖3右圖,靶盤直接安裝于磁流密封傳動單元上。靶盤中心點(diǎn)距靶中心徑距離11.2 cm,一個靶盤可安裝10個扇形靶,大小~15 mm×60 mm,靶與靶相距10 mm,每塊靶可獨(dú)立地被輻照。靶室外部分包括電機(jī)和磁流體密封裝置,為減小機(jī)械振動,電機(jī)與磁流體的銜接采取硬連接方式并保證其同軸性。該設(shè)計(jì)構(gòu)型經(jīng)多次試驗(yàn)和改進(jìn),在102Pa真空條件下,轉(zhuǎn)靶轉(zhuǎn)速1 000 r/min時薄靶均無損壞;在束實(shí)驗(yàn)時,真空為數(shù)十Pa。束流調(diào)制部分通過光電系統(tǒng)結(jié)合靶盤產(chǎn)生脈沖式控制信號,使用該信號對束流進(jìn)行調(diào)制,把近物所重離子加速器產(chǎn)生的連續(xù)束改變?yōu)橥接谵D(zhuǎn)靶的脈沖束。在靶的后束流方向,分別在距靶點(diǎn)~15 cm 處的10°、30°和45°方向安裝APD(雪崩光電探測器)實(shí)時監(jiān)測流強(qiáng)變化。

        圖3 轉(zhuǎn)靶裝置示意圖及其靶盤照片F(xiàn)ig.3 A sketch map of the rotating target set-up and a photo of the target frame.

        3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        轉(zhuǎn)靶系統(tǒng)用于近物所反沖譜儀的24Mg+208Pb實(shí)驗(yàn)中,208Pb靶兩邊分別襯以40 μg/cm2和10 μg/cm2的C膜,靶厚0.4–0.6 mg/cm2,實(shí)驗(yàn)初期的轉(zhuǎn)速為600 r/min,用調(diào)制脈沖束,設(shè)備工作情況一如預(yù)期,反沖譜儀也分離出融合蒸發(fā)的產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)?zāi)┢?,依?jù)Mg束轟擊Pb靶的溫度模擬,轉(zhuǎn)速從600 r/min逐次降至100 r/min,定時觀測靶的狀態(tài),Pb靶均未損壞。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,與未照射靶相比,輻照 Pb靶小孔增多,但其覆蓋面積比例很小,靶的均勻性并無實(shí)質(zhì)性改變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與溫度模擬計(jì)算相符(圖4)。

        圖4 實(shí)驗(yàn)前(a)和~1 eμA 5.84 MeV/u 24Mg7+束流轟擊后(b)的Pb靶示意圖Fig.4 The Pb targets before (a) and after (b) bombardments of ~1 eμA 24Mg7+ ion beams at 5.84 MeV/u.

        2010年1月,此系統(tǒng)用于64Ni+208Pb實(shí)驗(yàn)中,靶的平均厚度為40/450/10 μg/cm2(C/Pb/C),用4.95 MeV/u、~0.1 pμA的64Ni19+。實(shí)驗(yàn)為期一周,其間多次檢查靶的狀態(tài),運(yùn)行良好。

        4 結(jié)語

        實(shí)驗(yàn)證明轉(zhuǎn)靶可有效降低強(qiáng)重離子束照射時薄靶溫度,達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。該轉(zhuǎn)靶系統(tǒng)可用于以后的實(shí)驗(yàn)研究中。溫度模擬還需進(jìn)一步完善,在程序中需考慮工作氣體的冷卻環(huán)節(jié)。

        致謝 近代物理研究所重離子加速器工作人員為本實(shí)驗(yàn)提供了穩(wěn)定的24Mg和64Ni束流,在此表示衷心感謝。

        1 Hofmanm S. New Elements-Approaching Z = 114[J]. Rep Prog Phys, 1998, 61: 639–689

        2 Folger H, Hartmann W, Heβberger F P, et al. Developments of170Er,204,206,207,208Pb and209Bi target wheels for reaction studies and synthesis of heaviest elements[J]. Nucl Instr Meth, 1995, A362: 64–69

        3 Folger H, Hartmann W, Heβberger F P, et al. Developments of207,208Pb and209Bi target wheels in the synthesis of107NS,108Hs and109Mt[J]. Nucl Instr Meth, 1993, A334: 69–79

        4 Marx D, Nickel F, Munzenberg G, et al. A rotating target wheel with thin targets for heavy ion beams of high current densities[J]. Nucl Instr Meth, 1979, 163: 15–20

        5 Nickel F, Marx D, Ewald H. Temperature of thin targets in a pulsed electron beam[J]. Nucl Instr Meth, 1976, 134: 11–14

        6 Antalic S, Cagarda P, Ackermann D, et al. Target cooling for high-current experiments at SHIP[J]. Nucl Instr Meth, 2004, A530: 185–193

        猜你喜歡
        重離子譜儀束流
        費(fèi)米能區(qū)重離子反應(yīng)中對稱能系數(shù)的提取
        一種磁共振成像譜儀數(shù)字化發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        新型X波段多功能EPR譜儀的設(shè)計(jì)與性能
        相對論簡并量子等離子體中完全非線性重離子聲波行波解的動力學(xué)研究
        基于Casper和Simulink的射電譜儀信號處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        高能同步輻射光源低能束流輸運(yùn)線設(shè)計(jì)研究
        中國散裂中子源加速器注入束流損失調(diào)節(jié)研究
        我國首臺自主研發(fā)的重離子治療裝置 有望年內(nèi)開展臨床試驗(yàn)
        健康管理(2017年4期)2017-05-20 21:01:06
        ECR中和器束流引出實(shí)驗(yàn)研究
        上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院項(xiàng)目管理實(shí)踐
        无码一区二区三区| 久久久久国产精品四虎| 日韩美女人妻一区二区三区| 久久久久久久国产精品电影| 日本岛国视频在线观看一区二区| 岛国熟女精品一区二区三区| 凹凸在线无码免费视频| 人妻丰满熟妇av无码区免| 国产精品女同一区二区久久| 中文字幕久久国产精品| 亚洲av无码乱码国产麻豆| 国产精品久久久久久久久免费| 亚洲精品乱码久久久久久麻豆不卡| 亚洲男人在线天堂av| 免费午夜爽爽爽www视频十八禁| 国产精一品亚洲二区在线播放| 久久波多野结衣av| 少妇人妻av一区二区三区| 亚洲综合日韩一二三区| 亚洲色欲色欲www在线观看| 国产一区曰韩二区欧美三区| 天堂av在线播放观看| 韩国av一区二区三区不卡| 欧美两根一起进3p做受视频| 亚洲女同成av人片在线观看| av国产免费在线播放| 免费观看交性大片| 亚洲妓女综合网99| 亚洲二区三区四区太九| 中文字幕亚洲精品久久| 婷婷久久久亚洲欧洲日产国码av| 一本一本久久a久久精品综合| 少妇熟女天堂网av天堂| 色欲综合一区二区三区| 亚洲av无码av制服丝袜在线| av草草久久久久久久久久久 | 女同中的p是什么意思| 国产精品自拍午夜伦理福利| 四虎影视成人永久免费观看视频| 亚洲国产精品线路久久| 长腿丝袜在线观看国产 |