产生放射性核束的厚靶的物理设计(英文)

在线同位素分离器(ISOL)是北京放射性核束装置(BRNBF)计划的主要设备之一,其中用来产生放射性核素的厚靶为技术关键,它决定了放射性核束的产生效率及总强度,是设计中需重点考虑的。为了提高放射性核素的扩散速度,减少短寿命核素的衰变损失,靶的温度应尽可能高,同时还要保证厚靶在强流辐照条件下的结构完整性。文内讨论了对靶材料的物理、化学性质,靶物质的尺寸形态,靶结构和散热系统设计等方面的要求,列举了几种候选靶材,介绍一个厚靶的物理设计过程,设计了一个石墨靶衬并合理安排厚靶的水冷散热结构,计算了厚靶的三维温度分布情况。计算结果表明,经过精心设计,此厚靶完全能够承受最高达14kW的质子束入射束流功率,可以根据不同靶材的要求将靶的温度控制在1300～2000℃,放射性核素可以迅速扩散,并且被离子源有效地电离和引出,从而获得较高流强的放射性核束。