马 龙 甘再国 黄明辉 黄天衡 张志远,2 贾国斌,2周小红 徐瑚珊 詹文龙

1 (中国科学院近代物理研究所 兰州 730000)

2 (中国科学院研究生院 北京 100049)

在超重核合成及衰变性质研究中，随着被研究核素核电荷数的增加，其生成截面越来越小，其研究也愈加困难。须尽可能地利用生成截面大的反应道，采用厚靶并增大束流强度以增加产额。但是，超重核合成可供选用的反应道较少，有时甚至是唯一的反应道；而采用电磁分离法进行产物分离时，靶厚也有限制。因此，增大束流强度就更为现实，如GSI(德国重离子研究中心)的269110、271110、272111和277112合成实验[1]，所用束流流强为0.5–1 pμA。然而，高流强高能量的重离子束在反应靶中沉积更多能量，使靶过热，低熔点靶(如Pb、Bi靶)会因熔化而损坏。采用转动靶，可适当降低靶温，有效解决此问题。参考国外实验室的转靶系统[2−4]，我们研制了近物所反冲谱仪端用于低熔点靶材料的转靶系统，并在24Mg+208Pb和64Ni+208Pb实验中使用了该系统，对其进行了检验。

1 薄靶的温度模拟

在融合蒸发反应中，在长时间强离子束照射下，固定靶会因过热、溅射或辐照损伤而损坏，靶的使用寿命大为减小。转动靶则可有效解决此问题。我们先进行转动薄靶的温度计算，模拟在一定能量、一定流强的重离子束照射下，转动靶转速与靶温度的关系，为转靶的设计提供依据。在脉冲束照射下的薄靶温度可由能量守恒定律计算[4−6]：

式中，T为靶的即时温度，Tu为环境温度，ΔF为束斑大小，ε为热辐射系数，c为靶材料的比热容，ρ为靶材料密度，d为靶厚，σ为Stefan–Boltzmann常数。……