[實用新型]一種大面積碳夾心同位素靶的制備裝置

有效

• 申請號: 201820462314.7
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN208104527U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 樊啟文;王華;胡躍明;張榕;孟波
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06;C23C14/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于同位素技術領域，公開了一種大面積碳夾心同位素靶的制備裝置。該制備裝置主要包括真空室及位于真空室內的膜厚監測器、靶框支架、同位素靶源、碳弧源、旋轉驅動裝置；該制備裝置還包括傳動裝置和集成電源，該傳動裝置包括傳動齒輪和傳動手柄，其中傳動齒輪位于真空室內；該集成電源包括第一電源和第二電源，該集成電源位于真空室外。該裝置具有操作簡單、無需頻繁破壞真空且靶膜制備成功率高的有益效果。

技術領域

本實用新型屬于同位素技術領域，公開了一種大面積碳夾心同位素靶的制備裝置。

背景技術

隨著核物理基礎研究的深入開展和高穩定高能量加速器以及高分辨率探測系統的發展，對濃縮同位素核靶的需求越來越大。同位素靶膜的制備需要解決兩方面的問題：1)所需同位素靶膜的面積較大，而濃縮同位素的價格比天然材料昂貴得多，有些可相差到幾千萬倍。例如，⁴⁸Ca的單價是376美元/mg，而天然Ca為0.01美元/g，兩者差3760萬倍。因而需要一種能夠盡量提高材料利用率和制靶成功率的同位素靶膜制備裝置。2)很多物理實驗常用的同位素靶膜如²⁰⁸Pb等由于熔點較低，很容易被實驗過程中釋放的熱量熔化，因此常需要在²⁰⁸Pb靶內外兩面各蒸鍍一層碳膜來延長靶的壽命。

基于以上兩個問題，張宏斌等在《同位素²⁰⁸Pb靶的制備》中公開了一種夾心同位素靶的制備裝置，該裝置包括碳膜的制備裝置和²⁰⁸Pb靶制備裝置兩種，兩種制備過程均在真空室內進行。利用該裝置進行制備夾心同位素靶時，需要鍍一層碳膜后從真空室取出將碳膜剝離至²⁰⁸Pb靶靶框上，待蒸鍍²⁰⁸Pb之后打開真空再在碳膜制備裝置中蒸鍍第二層碳膜，操作過程麻煩且破壞兩次真空，影響制備效率和成功率。目前急需一種操作過程簡單、制備效率和成功率高的大面積碳夾心同位素靶的制備裝置。

實用新型內容

(一)實用新型目的

根據現有技術所存在的問題，本實用新型提供了操作簡單、無需頻繁破壞真空且靶膜制備成功率高的大面積碳夾心同位素靶的制備裝置，所述大面積是指面積在12cm²以上。

(二)技術方案

為了解決現有技術所存在的問題，本實用新型所提供的技術方案如下：

一種大面積碳夾心同位素靶的制備裝置，該制備裝置主要包括真空室及位于真空室內的膜厚監測器、靶框支架、同位素靶源、碳弧源、旋轉驅動裝置；該制備裝置還包括傳動裝置和集成電源，該傳動裝置包括傳動齒輪和傳動手柄，其中傳動齒輪位于真空室內；該集成電源包括第一電源和第二電源，該集成電源位于真空室外。

所述靶框支架設置于真空室內的上部位置，為圓盤形結構，該支架四周設置有一個或多個與靶框數量、大小和形狀對應的靶位，靶框放置于該靶位處；靶框支架與旋轉驅動裝置連接，該旋轉驅動裝置帶動靶框旋轉；

所述同位素靶源位于蒸發舟內，該蒸發舟位于其中一個靶位正下方2.5～3cm處，且與兩個金屬電極固定連接，用于熱蒸發同位素靶源。該兩個金屬電極與第一電源連接；該碳夾心同位素靶制備過程中，旋轉裝置帶動靶框支架旋轉，使同位素靶源均勻地蒸鍍在靶框上。

所述碳弧源位于真空室內部下方；該碳弧源包括兩根碳棒，該兩根碳棒與第二電源連接用以鍍制碳膜，其中一根碳棒位置固定，另一根碳棒與傳動裝置連接；在傳動裝置的帶動下兩根碳棒的距離可調。

優選地，所述膜厚監測器為石英晶體膜厚監測器。

優選地，所述真空室為鐘罩型結構。

優選地，所述兩個金屬電極的材質為銅電極。

優選地，所述靶框可為正方形、長方形、弧形或異型框。