用C离子的弹性反冲法测固体中氢分布

文章介绍了用1.7MV小串列加速器提供的4—7MeV多电荷C离子,采用弹性反冲法(ERD)分析了α-Si:H中氢元素的深度分布。计算表明,近表面处的深度分辨率为15-30nm,可探测深度100—700nm。探讨了入射能量和散射几何条件的优化问题。比较了几种分析方法的测量结果。     

氢和其它轻元素的同时分析

准确测定材料中的成分及杂质的含量和其深度分布在新材料的研制中有重要作用。近年来，在新材料的研制和改性中经常用各种方法加入不同量的氢成分来改变材料的各种性能。由于卢瑟福背散射(RBS)不能测量H，人们通常用RBS测其它元素，再用α束弹性反冲法测H。两次测量存在截面归一和样品两次受照带来的辐射损伤问题。     

用弹性反冲分析法测定吸附剂中氢的含量

本文介绍用弹性反冲分析技术分析了对二甲苯吸附剂中的氢含量。首先测定已知氢含量的Mylar膜的原子比,实验结果与预期值一致。实验中用Kapton膜作为标样,测定了各种工艺条件的吸附剂中的氢含量,为实际使用提供了依据。 本方法在E_0=2MeV下,可探测深度范围为0.5μm左右,深度分辨率约为700A,灵敏度为0.1％原子数。     

钛膜中氘氚浓度的弹性反冲法测量

研究采用弹性反冲探测(ERD)方法测量钛膜中氘、氚的浓度。实验所用Ti膜用磁控溅射法制备，膜厚小于100nm，以石英玻璃（SiO₂）为底衬，Ti膜加镀了1层Ni保护膜，以防Ti膜氧化和增强Ti膜吸氢。以6.0MeVO粒子作为入射粒子，在30°方向上探测反冲粒子，在此实验条件下，O粒子对D、T的碰撞截面为卢瑟福截面。对两个样品用ERD方法测量钛膜中的D、T含量，获得了D、T的面密度。测量结果表明，采用如上方法测量Ti膜中D、T浓度的误差小于7％。     

吸附剂中氢含量的测定

本文用弹性反冲法分析了对二甲苯吸附剂中的氢含量。弹性反冲法是近年来发展起来的分析微量轻元素的方法。用2MeV左右~4He~+粒子与氢反冲,测定氢的能谱可以算出样品中氢的含量。     

采用弹性反冲分析法同时测量薄膜中氢和氘的深度分布

给出由重叠反冲能谱计算氢和氘的浓度及深度分布的解谱技术，用４．５ＭｅＶ和４．２ＭｅＶ的α粒子作入射粒子得到两个反冲能谱。在考虑和不考虑能量展宽效应的情况下分析了钛膜中氢和氘的深度分布；发现考虑能量展宽效应的影响得到的氢和氘的深度分布是令人满意的。     

弹性反冲探测技术在材料分析中的应用

利用HI-13串列加速器提供的高品质的127I束,采用弹性反冲探测技术对材料表面成分和杂质的深度分布进行了分析.用△E-E望远镜探测器同时分析靶材料中从氢至中重的所有元素,其深度分辨为20～30 nm.用Q3D磁谱仪及其焦面探测器的高分辨动量分析,得到了纳米量级的深度分辨,此方法具有对纳米厚度的多层薄膜材料进行测试的能力.     

静态真空度对PIN-反冲质子探测系统测量的影响

在用于脉冲中子辐射场测量的PIN-反冲质子探测系统中,静态真空的获得和保持是顺利开展测试、获取可信结果的重要保证。论文从真空度对测量产生影响的两个主要方面着手进行了研究:(1)计算了真空度对中子测量计数损失的影响;(2)分析了适于PIN探测器使用的真空条件。从两方面综合考虑,提出实际应用时将系统静态真空指标确定为百帕左右是合理和可行的。     

T(d,n)~4He反应中子角分布

用反冲质子望远镜测量了T(d,n)~4He反应中子角分布,E_d=1,1.5和2 MeV,角度范田0—150°。实验结果用最小二乘法按照勒让德(Legendre)多项式拟合,误差为±2.6%,并与国外结果进行了比较。     

反冲质子谱的计算模拟及氢深度分布的研究

本文介绍了一种弹性反冲探测分析冲质子谱模拟的计算方法。用这种方法对４０ｋｅＶ质子注入硅中和非晶硅薄膜中氢浓度的深度分布进行了研究，并取得了良好的结果。     

轻元素深度剖面的离子束分析方法

轻元素深度剖面分析有着许多实际的应用,如:聚变堆第一壁的辐射损伤;结构材料的氢脆;氧化、贮氢材料、超导材料、太阳能材料中氢的分布等。本文介绍用于轻元素深度剖面分析的核反应法、质子弹性散射法、前散射符合法和弹性反冲探测法,并简单介绍这些方法的应用。     

FNS-100正比计数器用于测量快中子场能谱时的干扰分析

为了了解FNS-100正比计数器用于测量快中子场能谱时干扰信号的特性,本文计算分析了60Co产生的低能γ射线以及7 MeV和10 MeV的高能γ射线所产生的干扰,同时模拟了反冲3He核、反冲质子在该正比计数器中产生的干扰影响.计算结果表明,γ射线对快中子能谱测量几乎没有影响,而反冲3He核和反冲质子存在比较大的影响.     

极化气体内靶极化度的测量

介绍了极化气体内靶和实现氢原子极化的实验方法;描述了氢原子的核极化度的测量方法和过程。为测出氢原子(包括复合成的极化氢分子)的总极化度,分别测量了氢原子的核极化度及与极化氢分子和不极化氢分子相关的量。测量期间的氢原子的核极化度测量结果为PΥ=0.853±0.036。     

离子注入对超高分子聚乙烯磨损性能的影响

用８０ｋｅＶ不同剂量的Ｃ３Ｈ＾＋８,Ｎ＾＋２对超高分子聚乙烯样品进行离子注入,通过反冲探测分析表明注入层Ｈ含量的变化,对样品表面在离子注入前后的磨损性能进行了测试。实验结果显示,离子注入以后样品表面氢含量减少,磨损性能增强。     

氢和氘在FLiNaK熔盐中的渗透扩散行为

利用氢同位素在熔盐中的扩散渗透特性测试系统,本研究对FLiNaK熔盐中氢和氘的渗透扩散行为进行了研究。首先,通过对比分析熔盐侧充氢和金属侧充氢的实验结果,发现通过熔盐侧充氢的实验可更准确地反映FLiNaK熔盐中氢的渗透扩散行为及其性质。其次,通过熔盐侧充氢实验,获得了550-700°C时FLiNaK熔盐中氢的扩散系数与溶解度常数,两者可分别表述为:D_(H_2)=1.62×10~(-5)exp(-48.20×10~3/RgT)m~2·s~(-1)和K_(H_2)=6.18×10~(-5)exp(-11.14×10~3/RgT)mol·m~(-3)·Pa~(-1)。最后,通过对比分析金属侧充氢和金属侧充氘的实验结果,发现同位素效应并不影响FLiNaK熔盐中氢的渗透扩散行为及其性质的研究,从而为氢和氘代替氚进行FLiNaK熔盐中氚行为性质的研究提供实验基础。     

等离子体喷枪

本文介绍了氢-钛等离子体喷枪的工作原理和电极结构.在假定迴路电阻可忽略,迴路电感远大于加速电极电感的情况下,从理论上分析了喷枪出口的等离子体速度和各种参量间的关系.叙述了测量速度的方法和一些实验结果.利用这种喷枪产生的等离子体的粒子数为10~(17)数量级,速度为2.5—4×10~6厘米/秒.     

变温法测量贮氢材料-氢系P-C-T曲线

描述了采用变温法测量室温下平衡压为10-3～10-5 Pa量级、易于毒化的贮氢材料-氢系P-C-T曲线的测量原理、装置和具体测试步骤等,并通过测量贮氢材料-氢系P-C-T曲线检验了变温法的操作可行性,同时对变温法的特点和存在的问题进行了初步分析.     

聚碳酸酯快中子反冲径迹的电化学蚀刻研究

我们研制了一台供扩大固体内核径迹用的电化学蚀刻装置。它可以输出电压和频率皆可调的正弦波(电压0—1100伏,频率50—5000赫)。采用聚碳酸酯膜记录快中子引起的反冲核径迹。对径迹蚀刻的几个主要参量如电场强度、频率、蚀刻时间和蚀刻液的浓度等进行了研究,还对聚碳酸酯的中子灵敏度、能量响应、方向响应、径迹稳定性及本底进行了测量。对于180微米厚的聚碳酸酯膜,实验确定的最佳蚀刻条件为:电场强度13.5千伏/厘米,电场交变频率2.5千赫,6N KOH,15℃,5小时。在此条件下,电化学蚀刻的快中子反冲径迹平均直径约为50微米;对~(252)Cf、AmBe、4.0和14.8兆电子伏中子的灵敏度分别是2.7×10~(-7)、1.8×10~(-6)、2.2×10~(-6)和3.7×10~(-6)(径迹/中子);经预蚀刻的本底径迹密度约为8(径迹/厘米~2)。实验表明,固体核径迹探测器电化学蚀刻方法的显著优点是,它能把反冲核径迹放大成清晰可见的放电蚀坑,从而使径迹测量变得相当简单、快速和可靠。     

20keV～17MeV中子能谱测量

基于质子反冲方法，建立了一套宽能区，高效率的中子谱仪系统，分别用三支充不同气压氢和甲烷的球形正经计数管和一个有机闪烁探没器分段测量２０ｋｅＶ～１７ＭｅＶ的中子能谱，为了去除γ射线本底，对两种探测器分别采用了两种不同的脉冲形状别技术，谱仪直接测量的是中子在探测器中产生的反冲质脉冲幅度谱，通过解决矩阵方程的方法得到中子谱，解谱中所用的各个探测器的中子响应矩阵均蒙特－卡洛方法计算得到，谱仪在全能区的中子     

变温法测量贮氢材料-氢系P-C-T曲线

描述了采用变温法测量室温下平衡压为10^-3～10^-5Pa量级、易于毒化的贮氢材料－氢系P－C－T曲线的测量原理、装置和具体测试步骤等，并通过测量贮氢材料－氢系P－C－T曲线检验了变温法的操作可行性，同时对变温法的特点和存在的问题进行了初步分析。