高功率CaO/W/RVCF复合靶的设计与制备

为利用质子轰击40 Ca靶产生放射性核束37 K,本文系统研究了40 Ca靶的设计、制备和模拟的全过程。综合考虑反应截面、靶材料的丰度、熔点、蒸汽压和短扩散路径等,确定选择CaO作为靶材料,高孔隙率的网状玻璃碳纤维(RVCF,reticulated vitreous carbon fiber)作为基衬材料。采用PC(paint coating)法将CaO材料沉积在RVCF基衬上,为防止高温下CaO与RVCF发生化学反应并降低靶材料的抗高温性能,在沉积CaO靶材料前采用CVD(chemical vapour deposition)法对RVCF基材沉积1层1~2μm厚的W保护层。根据质子束轰击复合靶的能损计算与分析结果,设计了靶室筒内装入厚靶的结构和靶室筒的散热结构。最后采用Comsol计算程序模拟分析了靶及靶室的温度分布,得出了此厚靶在75 MeV质子束入射时能承受的最大束流功率为7.5kW。

BRISOL钾同位素放射性核束的产生

北京放射性核束装置在线同位素分离器(BRISOL)采用一台100 MeV回旋加速器提供的最大200μA的质子束打靶在线产生放射性核束,其最高质量分辨率好于20000。2015年,BRISOL装置建成并使用0.5μA质子束轰击氧化钙靶产生了^(37)K^(+)、^(38)K^(+)放射性核束,其中^(38)K^(+)的产额为1×10^(6) pps。为了提高氧化钙靶产生钾放射性核束的产额以满足物理用户需求,BRISOL于近期开展了氧化钙靶的在线实验。实验中使用氧化钙靶产生了^(36~38)K^(+)、43 K^(+)、^(45~47)K^(+)等多种放射性核束,同时将^(38)K^(+)的最大产额提高到了1.12×10^(10) pps。本文详细介绍氧化钙靶的研制及在线实验结果。