氚钛靶中氚浓度的变化

刘国财，郭 炜，杨洪广

(中国原子能科学研究院，北京 102413)

中子管在石油、地质、矿物勘探及食品医疗等领域广泛应用，小型便携式中子管得到深入研究[1]。氚钛靶是中子管关键部件[2]，其中钛膜中氚浓度是影响中子产额的重要因素。中子管在使用过程中产额会逐渐减少，中子管产额减少的主要原因是氚钛膜中氚浓度的逐渐衰减。中子管工作类似于小型聚变反应[3]，其原理[4]为

D+T→He+n+17.58 MeV。

中子管中氘离子在-100 kV高压电场的加速下轰击氚钛靶产生氦与中子。中子管中钛膜预先吸入特定浓度的氚故称为氚钛靶。氘束流轰击氚钛靶不仅发生氘氚反应，同时氘离子也会置换出钛膜中的氚，随着氘束流不断轰击氚靶，钛膜中氚浓度会逐渐减少。为研究束流轰击下氚在金属中的行为，很多人做了大量的工作。何堂将等[5]采用β衰变诱发X射线技术对样品中氚含量分布进行研究，氚靶在使用前处于近似均匀分布，使用后氚靶在射程末端的损失最为严重。祝庆军等[6]利用伴随α粒子能谱法分析固体中氚浓度深度分布得到结果和前人们相似，并指出氚损失主要是由于氘对氚的稀释作用。陈浩等[7]采用两种不同方法研究氚钛膜的氚浓度，得到氚浓度在钛膜中分布情况。为更容易获得氚在钛膜中分布情况，董艾平等[8]采用局部混合模型对氘束流轰击氚钛靶做了一些研究，验证了局部混合模型的可行性。氘轰击氚靶时会发生很复杂的过程，如置换、扩散、表面复合、辐射损伤、氘氚反应等。……