[發(fā)明專利]準(zhǔn)單能脈沖γ射線源的用途和制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110003337.4
• 申請(qǐng)日: 2011-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102097151A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊海亮;孫劍鋒;邱愛(ài)慈;李靜雅;蘇兆鋒;張鵬飛;黃建軍;任書(shū)慶;何小平;湯俊萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G21K7/00
• 分類號(hào): G21K7/00;G21H5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)單能脈沖γ射線源，具體的，本發(fā)明涉及該γ射線源的用途和制備方法。

背景技術(shù)：。

隨著脈沖射線束診斷技術(shù)研究的深入發(fā)展，對(duì)探測(cè)器的能量響應(yīng)和時(shí)間響應(yīng)以及靈敏度等都提出了更高的要求，這就需要利用實(shí)驗(yàn)室的模擬源開(kāi)展預(yù)先研究。

從上世紀(jì)70年代以來(lái)，美國(guó)、英國(guó)、加拿大、德國(guó)和日本等都在競(jìng)相發(fā)展穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)單能6-7MeV射線源。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)以ISO-4037附件的形式分別于1985、1987、1988和1990年發(fā)布了關(guān)于建立4-9MeV光子參考輻射場(chǎng)及對(duì)防護(hù)水平的γ劑量?jī)x和劑量率儀進(jìn)行校準(zhǔn)的規(guī)范文件。

美國(guó)Berkeley實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院采用質(zhì)子束轟擊¹⁹F靶實(shí)驗(yàn)獲取6-7MeV穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)單能γ光子；德國(guó)、加拿大和英國(guó)等國(guó)家均進(jìn)行過(guò)采用質(zhì)子束轟擊CaF₂厚靶，產(chǎn)生6-7MeV穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)單能γ光子的實(shí)驗(yàn)。美國(guó)NRL實(shí)驗(yàn)室在Gamble?II加速器上利用高功率質(zhì)子束轟擊C₂F₄靶實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的6-7MeV準(zhǔn)單能脈沖γ射線研究質(zhì)子束的傳輸效率；美國(guó)NRL實(shí)驗(yàn)室在SOL加速器上利用質(zhì)子束轟擊C₂F₄，Li₂CO₃等靶產(chǎn)生的準(zhǔn)單能脈沖γ射線研究質(zhì)子束的束流強(qiáng)度，但有關(guān)利用高功率質(zhì)子束轟擊靶建立單能脈沖γ射線源的技術(shù)尚未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。

國(guó)內(nèi)原子能科學(xué)研究院在上世紀(jì)80年代進(jìn)行過(guò)質(zhì)子轟擊₁₉F核產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)6-7MeV的準(zhǔn)單能γ射線研究，在600kV高壓倍加器和2.5MV靜電加速器上用質(zhì)子束轟擊CaF₂薄靶，建立穩(wěn)態(tài)6-7MeV的γ光子參考輻射場(chǎng)，但所產(chǎn)生的是低強(qiáng)度、低注量率的穩(wěn)態(tài)γ射線。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外雖然已有連續(xù)譜軔致輻射型脈沖γ射線模擬源、⁶⁰Coγ等放射性源、脈沖反應(yīng)堆和弱流質(zhì)子加速器等模擬裝置，但尚缺少單能脈沖γ射線源，無(wú)法進(jìn)行核輻射脈沖測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定和考核以及開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)研究、核反應(yīng)堆等高能γ射線輻射防護(hù)及高能γ射線的應(yīng)用基礎(chǔ)性研究工作。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的一個(gè)目的獲得準(zhǔn)單能脈沖γ射線源，所得到的γ射線能量在6MeV以上；

本發(fā)明的另一個(gè)目的是準(zhǔn)單能脈沖γ射線源，其可用于脈沖射線探測(cè)器的能量響應(yīng)和時(shí)間響應(yīng)研究、核輻射脈沖測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定和考核以及開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)研究、脈沖核反應(yīng)堆高能γ射線輻射防護(hù)及其它應(yīng)用基礎(chǔ)性研究工作。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想為利用高功率質(zhì)子束轟擊含¹⁹F核素的靶可以發(fā)生共振核反應(yīng)形成²⁰Ne*，處于激發(fā)態(tài)的²⁰Ne*核退激時(shí)放出三種不同能量的α粒子后形成的¹⁶O*，¹⁶O*核仍處于激發(fā)態(tài)，退激時(shí)放出6.129、6.917和7.117MeV的三種能量的γ射線(可簡(jiǎn)稱為6-7MeV準(zhǔn)單能γ射線)。在入射質(zhì)子能量Ep＜1MeV的情況下，主要產(chǎn)生能量為6.129MeV的單能γ射線，在質(zhì)子能量Ep＜0.48MeV的情況下，所產(chǎn)生的能量為6.129、6.917和7.117MeV的三種能量的單能γ射線分支比為0.9701∶0.0033∶0.0266。

本發(fā)明一方面涉及準(zhǔn)單能脈沖γ射線源作為光源和/或能量源的用途，其特征在于所述準(zhǔn)單能脈沖γ射線源中能量為6.129MeV的單能γ射線所占的分支比大于97％。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，準(zhǔn)單能脈沖γ射線源中還含有分支比小于0.4％的能量為6.917MeV的γ射線。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，準(zhǔn)單能脈沖γ射線源中還含有分支比小于2.7％的能量為7.117MeV的γ射線。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述光源用于脈沖射線探測(cè)器的能量響應(yīng)、時(shí)間響應(yīng)或核輻射脈沖測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定。

本發(fā)明還涉及準(zhǔn)單能脈沖γ射線源的制備方法，其特征在于包括如下步驟：使用高功率質(zhì)子束轟擊含¹⁹F的靶，所述質(zhì)子束的質(zhì)子能量Ep＜1MeV。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，制備步驟還包括：把高壓脈沖加到二極管兩端，形成一個(gè)覆蓋整個(gè)陰極表面的等離子體鞘層，在電場(chǎng)作用下，電子從陰極等離子體進(jìn)入二極管間隙，并被加速后轟擊到陽(yáng)極上，將陽(yáng)極加熱，產(chǎn)生陽(yáng)極等離子體作為所述的質(zhì)子束。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述的質(zhì)子束經(jīng)二極管陰極加速。