氚钛源膜电子出射特性及衰减效应的预测与验证

为研究辐射伏特效应氚核电池中氚钛源膜电子出射特性及其随时间的性能衰减,对源膜内氚衰变电子的输运与出射行为进行了深入研究。通过捕捉拟合及离散化处理获取离散型数字化氚衰变电子能谱,采用蒙特卡罗方法对源膜表面活度密度和电子出射功率的自吸收效应及衰减效应进行分析。同时,通过氚成像法的样品检测,验证模拟模型的可靠性。研究结果表明,随着源膜厚度增加,电子出射能谱峰值向高能区偏移直至8 keV附近;膜厚增加,导致自吸收效应增强、氚源能量浪费,源膜厚度不宜超过1000 nm;在特征参数(1000 nm厚、T/Ti比=1.9)下氚钛源膜具有519.5 mCi/cm^(2)的总活度密度,理论上可提供46.6 mCi/cm^(2)的表面活度密度以及2243.9 nW/cm^(2)的电子出射功率密度;考虑氚的衰减效应,特征参数源膜使用15 a后可提供约1000 nW/cm^(2)的电子出射功率密度。