在线同位素分离器 百科内容来自于: 百度百科

概述

把加速器或反应堆中产生的核反应产物直接传送到同位素分离器中进行质量分离、鉴别和衰变特性测量的设备。采用一般的离线实验装置,耗费时间较长,寿命在102~10-2 秒范围的新核素早已衰变得无法进行分析和测定了。因此需要一种专门的在线装置,可以将这些短寿命核素由产生地点快速连续地进行分离和测量,实现对它们进行质量分离鉴定以及对单个核素的衰变特性进行测量等任务。在线同位素分离器把反应产物的传送、电离、分离、收集和分析测定等过程组成一条流水线,是合成和研究短寿命新核素如超铀元素以及远离β稳定线的核素的重要实验装置。

概念

同位素分离器是化学实验与研究装置,用于分析、研究元素的同位素组成。同位素分离(即是将某元素的一种或多种同位素与该元素的其他同位素分离或富集的过程)的必备仪器。同位素的发现依赖于同位素分离器的发明。同位素分离器主要用于化学实验\核工业\化学工业\采矿\金属制造以及医疗行业。1931年发现重氢后,建立了重水生产工厂。在H.C.尤里提出同位素化学交换的理论后,建立了各种化学交换法分离同位素的装置。40年代以来,由于核工业的需要,同位素分离技术得以长足发展。铀235、重水、锂 6、硼 10以吨量级生产,并建立了大规模分离同位素过程的级联理论。碳13、氮 15、氧 18、硫34等以千克量生产,主要作示踪原子。
线同位素分离器同普通同位素分离器的主要区别在于离子源部分和离子收集探测系统结构不同。   
在线同位素分离器主要与高能质子束、反应堆O-T或低能重离子束在编。兰在线同位素分离器作为重离-TN速器
终端,它工作在中能(20— 100 MeV/A)重离子束线上,这为短寿命核素的合成和研究,提供很有利的条件。
为适应各种反应机制和不同性质核素的研究,要求在线同位素分离器有高的分辨本领和高的分离效率。 靶离子源是在线同位素分离器的重要组成部分,人们已设计了厚靶、多屡靶、带喷离子源等,以满足不同的实验需要。此外,人们还试图设计高温靶、熔融靶,以探索合成高温难熔元素新核素的可能性。随着中能重离子核反应机制的深入研究和靶离子源技术的发展, 在线同位素分离器将在这一学科的研究和发展中发挥重要的作用。

原理

反应产物(它们可以由各种带电粒子或中子轰击核靶产生)从靶中反冲出来,进入分离器离子源的放电室中被电离,再被带孔的高压电极(高压为几万伏)从离子源中拉出。用静电或磁透镜系统使离子束聚焦,然后进入分析磁铁。不同质量的离子在磁场中由于偏转半径不同而被分离,最后,被聚焦在收集室中,再用探测器对它们的衰变特性进行测量。

结构

离子源

快速有效地将反应产物引进分离器的离子源,是实现在线分离的关键。常用的将反应产物馈入离子源的系统有两种:①-离子源系统,它将靶箔和分离器的离子源安装在一起,使靶箔中反冲出来的反应产物直接进入离子源,被阻止在离子源中的某种俘获物质(例如石墨)中,由于加热作用使它们扩散到放电室的等离子区进行电离;②喷嘴离子源系统,这时的靶箔不在离子源内,反应产物由产生地点经慢化后,借助氦气流,通过一个“毛细管漏勺”组合系统传送到离子源放电室进行电离。

离子光学系统

即离子束的聚集和偏转系统。类似于普通的分离器,在焦面上可获得离子束的最佳强度和聚焦状态。常用的分析磁铁的偏转角是90°或55°;磁场的曲率半径一般都设计得大于1m,以便增大色散度。离子束进入收集室后,原则上就可以进行测量。有时为了在测量某种质量数的核素时,不受其他核素的干扰,可以在收集室中设置一套传输带装置,将需要测量的核素先收集在收集带上,再自动传送到附近的探测站,对收集带上的活性产物进行不同目的的测量;也有人将收集带设计成可以从真空收集室直接运动到大气中来,以便于用配置的控测器进行测量。
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- 来自原声例句
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