放射性核束的产生

为适应国际核物理学的发展，开展放射性核束物理这一世界前沿工作，对放射性核束的产生和加速方面的多项工作进行了研究。文章简要介绍相关的离子源和加速器工程技术问题。     

62Zn放射性核束的产生

介绍了利用串列加速器作为驱动加速器在线产生62Zn放射性核束的方法,包括靶的制备和束流调试方法,在线产生了能量为25 keV、强度大于106/s的62Zn放射性核束.也评估了实验产生放射性核束的效率,实际测量了实验结束后的放射性剂量.     

BRISOL钠同位素放射性核束的产生

北京放射性核束装置在线同位素分离器（BRISOL）采用100 MeV、200 μA回旋加速器提供的质子束打靶产生中、短寿命放射性核束,在线分析后供物理用户使用,其质量分辨率好于20 000。为开展²⁰Na核的奇异衰变特性研究,研制了氧化镁靶,并采用100 MeV质子束轰击氧化镁靶在线产生了^20～26Na⁺的钠同位素放射性核束。当质子束流强为8 μA时,²⁰Na⁺离子束的最大产额为2×10⁵ s^-1,²¹Na⁺离子束的最大产额为4×10⁸ s^-1。完成了北京放射性核束装置首个放射性核束物理实验,累计供束近200 h。     

BRISOL钠同位素放射性核束的产生

北京放射性核束装置在线同位素分离器(BRISOL)采用100 MeV、200μA回旋加速器提供的质子束打靶产生中、短寿命放射性核束,在线分析后供物理用户使用,其质量分辨率好于20 000。为开展~(20)Na核的奇异衰变特性研究,研制了氧化镁靶,并采用100 MeV质子束轰击氧化镁靶在线产生了~(20～26)Na~+的钠同位素放射性核束。当质子束流强为8μA时,~(20)Na~+离子束的最大产额为2×10~5 s~(-1),~(21)Na~+离子束的最大产额为4×10~8 s~(-1)。完成了北京放射性核束装置首个放射性核束物理实验,累计供束近200 h。     

BRISOL钾同位素放射性核束的产生

北京放射性核束装置在线同位素分离器（BRISOL）采用一台100 MeV回旋加速器提供的最大200 μA的质子束打靶在线产生放射性核束,其最高质量分辨率好于20 000。2015年,BRISOL装置建成并使用05 μA质子束轰击氧化钙靶产生了37K+、38K+放射性核束,其中38K+的产额为1×106 pps。为了提高氧化钙靶产生钾放射性核束的产额以满足物理用户需求,BRISOL于近期开展了氧化钙靶的在线实验。实验中使用氧化钙靶产生了36～38K+、43K+、45～47K+等多种放射性核束,同时将38K+的最大产额提高到了112×1010 pps。本文详细介绍氧化钙靶的研制及在线实验结果。     

产生放射性核束的厚靶的物理设计

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     

产生放射性核束的厚靶的物理设计

介绍用来产生放射性核束的厚靶的物理设计过程，提出对靶材料特性和温度条件的严格要求，列举了几种候选靶材，设计了１个石墨靶衬并合理安排靶的水冷散热结构，计算了厚靶的三维温度分布情况。计算结果表明：此厚靶完全能够承受最高达１４ｋＷ的质子束入射束流功率，靶的温度可以根据不同要求控制在１３００—２０００℃。     

~8Li次级放射性核束的产生

~8Li次级放射性核束的产生@柳卫生@李志宏@白希祥@连钢@李志常@符长波@曾晟     

北京放射性核束装置在线同位素分离器进展

正许多对核结构、核天体物理有重要意义的核反应采用稳定束和靶无法开展,只能用放射性核束才能开展相关研究。因此,国际上许多国家都在建造放射性核束装置,提供中短寿命放射性核束开展这些工作,其中包括北京放射性核束装置(BRIF)。这些装置分为两种,一种是炮弹碎裂法     

北京放射性核束装置在线同位素分离器的研制

北京放射性核束装置在线同位素分离器（BRISOL）采用100 MeV、200 μA回旋加速器提供的质子束打靶产生中、短寿命放射性核束,进行在线分析后供物理用户使用,其质量分辨率好于20 000。BRISOL装置现已建成,并开展了氧化镁、氧化钙靶的在线实验,在线产生了³⁷K⁺、³⁸K⁺、²⁰Na⁺、²¹Na⁺等多种放射性核束。本文详细介绍该装置的研制及运行情况。     

北京放射性核束装置在线同位素分离器的研制

北京放射性核束装置在线同位素分离器(BRISOL)采用100 MeV、200μA回旋加速器提供的质子束打靶产生中、短寿命放射性核束,进行在线分析后供物理用户使用,其质量分辨率好于20 000。BRISOL装置现已建成,并开展了氧化镁、氧化钙靶的在线实验,在线产生了~(37)K~+、~(38)K~+、~(20)Na~+、~(21)Na~+等多种放射性核束。本文详细介绍该装置的研制及运行情况。     

放射性核束64Cu的产生和加速实验研究

开展了产生和加速放射性核束64Cu(Off-line)的实验研究,解决如下技术关键离子源的强放射性64Cu靶的制备、安装、准直和屏蔽;弱束流64Cu加速时的加速器调束;64Cu束流的分离和鉴别.在实验靶上获得64Cu离子(80MeV)的流强为4×103/s.     

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。     

在HI-13串列加速器上利用逆几何反应产生次级放射性核束的可行性研究

论证了通过若干逆几何的(p,n),(d,p),(d,n)和(d,~3He)等低能重离子反应产生~6He,~7Be,~8Li,~(11)C,~(12)B,~(13)N,~(15)O和~(17)F等次级放射性核束的可行性,介绍了正在建造中的次级束实验装置的概貌。     

放射性核束靶源系统研究进展

一台利用HI-13串列加速器作为驱动加速器提供初级束流轰击厚靶产生放射性核束的ISOL试验装置已经建成并开展了离线实验研究。初步研究了源磁场、阳极电压、阴极电流、进气量等参数对离子源效率的影响,初步的测量结果显示,靶源系统电离、引出及传输的总效率大于0.7％,进一步提高效率的工作正在进行。     

次级放射性核束反应截面的理论计算

在理论计算的有关截面能相当好地符合实验数据的前提下,用核反应光学模型,带宽度涨落修正的Ｈａｕｓｅｒ－Ｆｅｓｈｂａｃｈ理论,预平衡发射的激光子模型和扭曲波玻恩近似方法计算次级放射性核束＾１７Ｆ引起的反应。     

强流离子束产生束晕-混沌的主要物理机制

强流离子束产生束晕-混沌的主要物理机制@方锦清     

强流束传输中束晕的形成

放射性洁净核能系统的强流加速器中，绕束核外围的束晕最容易损失在机器壁上，产生超标的放射性，弄清束晕形成的机制，寻找尽量降低束损的加速器设计方法，对于建造这样的强流加速器至关重要。文章人束晕理论 方法等方面进行了综合论述，并在其中给出一些初步研究结果。最后，讨论了束晕研究中尚待解决的课题。