一台3×108 n/s自成靶D-D中子发生器

摘要

中子发生器在中子学参数测量、材料分析、爆炸物检测、国土安全、中子照相等方面有着广泛的应用.本文基于全永磁微波离子源和钛自成靶技术研制了1台小型D-D中子发生器,其设计中子产额为3×108n/s.该D-D中子发生器采用全永磁微波离子源产生氘离子,束流强度为1～8mA.氘离子束能量设计为110～120keV,轰击到0.5mm厚的钛自成靶上,与之前沉积的氘发生反应而产生中子.采用了侧向馈入高压和冷却水的方式,从而可以在0°方向利用中子,具有较高的中子通量.该D-D中子发生器已经进行了200h以上的测试.目前,在离子能量为120keV、束流强度为2.2mA时,中子产额测试结果达到最高,约为1.6×108n/s.在离子能量为75keV、束流强度为6.8mA时,中子产额测试结果为1.3×108n/s,且继续提高离子能量后中子产额不再继续增加.这可能是由于在这样的条件下靶上热量未能被及时带走,从而导致靶上温度升高,自成靶中氘离子浓度降低.为了提高靶的散热效果,拟将钛自成靶由0.5mm厚的钛板改为在0.5mm厚铜板上镀50μm厚钛膜.目前正在进行靶散热条件改进后的测试,然后应用于一台煤质在线分析仪中.