利用D-D核反應研究氘在鈀中的沉積行為.pdf

1、鈀(Pd)是一種非常重要的儲氫材料，具有較強的吸氫能力。鈀在氫同位素的分離過程中也起著非常重要的作用，它能夠制成透過膜用于氫與雜質的分離以獲得高純度的氫。鈀還可以在儲氫材料的制備中作為氫化催化劑來提升其儲氫性能。因此，需要對氫同位素與鈀的相互作用，如氫、氘在鈀中的沉積行為（擴散、吸附/解析附，表面復合等）進行研究。
　　本工作將氘離子束注入鈀中，并利用氘離子誘發(fā)D-D核反應的方法研究了氘在鈀中的動態(tài)和靜態(tài)濃度。實驗首先將能量為14

2、-20keV/D的D+3強束注入鈀箔，同時監(jiān)測出射質子產額，當產額不隨注量發(fā)生變化時即認為靶內氘濃度達到飽和，通過質子產額即可獲得靶內動態(tài)氘濃度；在每一次注入之后停束一段時間，利用能量為75keV/D的D+弱束誘發(fā)的D-D核反應監(jiān)測停束后鈀靶中的靜態(tài)氘濃度。進一步，根據(jù)氘在鈀靶中的擴散、吸附/解吸附、表面復合等行為建立了理論模型，其中動態(tài)氘濃度由注入達到飽和后的自由擴散態(tài)氘濃度CD、非穩(wěn)定束縛態(tài)氘濃度CA以及穩(wěn)定束縛態(tài)氘濃度CT組成，且

3、靜態(tài)氘濃度為穩(wěn)定束縛態(tài)氘濃度CT。通過該模型計算了在各注入能量下鈀靶中三種類型的氘濃度的深度分布及其時間演化。結果表明：
　　(1)鈀靶中穩(wěn)定束縛態(tài)氘濃度（CT）存在飽和值(2.9±0.2)×1020/cm3，其原子密度之比nD/nPd為(0.42±0.03)at.％。
　　(2)注量~1017/cm2后，鈀靶中自由擴散態(tài)氘濃度（CD）及非穩(wěn)定束縛態(tài)氘濃度（CA）達到動態(tài)平衡，CD/CA約為1/600。當停束后，該部分氘迅速