蘭州大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃 結(jié)項(xiàng)答辯

1、氚鈦薄膜靶表面氚分布二維掃描成像檢測系統(tǒng)研制,楊 磊,,蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,,2015.7.24,主要內(nèi)容,1、研究意義及現(xiàn)狀,2、檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析,4、總結(jié)與下一步研究計(jì)劃,研究意義及現(xiàn)狀,氚鈦薄膜靶,粒子加速器,密封中子管,低能β輻射源,軔致輻射源,,,,,,氚在靶膜材料中的遷移行為包括吸附、擴(kuò)散等多個(gè)物理過程，氚及其衰變產(chǎn)物3He隨時(shí)間的積累，會(huì)導(dǎo)致靶膜材料力學(xué)性能發(fā)生顯著變化，而且隨靶膜材料種類和使用

2、溫度、壓力等環(huán)境變化，氚在其中的空間分布會(huì)呈現(xiàn)不均勻性。認(rèn)識氚在靶膜材料中的分布，對于氚鈦薄膜靶的生產(chǎn)、使用、性能評估具有重要意義 。,研究意義及現(xiàn)狀,氚是低能β放射性核素，最大能量18.6KeV，是一種連續(xù)譜輸出，平均能量5.7KeV。半衰期為12.323年。,氚分析方法,破壞性方法,電化學(xué)蝕刻法（Electrochemical etching）,熱解吸分析法（Thermal desorption),非破壞性方法,射線照相法（Radi

3、ography）,β衰變誘發(fā)X射線譜測量法(BIXS),,離子束分析(IBA),,研究意義及現(xiàn)狀,,檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),Geant4模擬布局1、鈦膜 2、鉬襯底 3、探測器,,,,1,2,3,模擬結(jié)果,,實(shí)驗(yàn)結(jié)果,β粒子與靶膜和襯底材料相互作用，產(chǎn)生0~18.6KeV連續(xù)的軔致輻射X射線和特征X射線，由于X射線的半吸收厚度遠(yuǎn)大于β粒子的半吸收厚度，所以可以認(rèn)為，在表面測量中，既有淺表層的β粒子，也有一定深度分布的X射線。,,檢測方法,

4、檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),氚鈦薄膜靶表面電子發(fā)射示意圖,氚鈦薄膜靶表面出射β電子數(shù)估算：,：靶的比放射性活度,：靶的面積,：靶的質(zhì)量厚度,：β電子在靶膜材料中的射程,,模擬能量5.7keV,18.6keV的β電子在鈦膜中的徑跡和在不同深度的能量沉積比例輪廓圖,檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),氚β粒子能譜,,檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu),,檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),檢測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置樣機(jī),檢測方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),上位

5、機(jī)控制及數(shù)據(jù)獲取界面,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析,,(a),（a）氚鈦靶樣品，（b）氚鈦靶樣品表面電子發(fā)射通量X軸一維掃描圖 （c）二維圖像 ， (d) 三維圖像,(b),(c),(d),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析,直接測量?電子電流的方式，避免了軔致輻射和特征X射線對表面?電子測量的影響，對氚鈦薄膜靶表面氚分布的測量是有利的。,,為氚鈦薄膜靶的檢測和質(zhì)量評估提供了理論分析依據(jù)和實(shí)驗(yàn)測量的有效方法。,總結(jié)與下一步研究計(jì)劃,總結(jié),下一