杨 振 龙继东 蓝朝晖 董 攀 彭宇飞 石金水

（中国工程物理研究院流体物理研究所 绵阳 621900）

D-T中子源可用于原子核物理、中子物理、反应堆物理、放射化学和放射医学等研究领域，也广泛应用于核数据测量、聚变堆材料辐照损伤研究、半导体抗辐射加固、中子辐照生物效应和中子医疗诊断等工程实验工作，是工农业生产和国防事业不可或缺的工具[1−3]。

加速器型D-T中子源分两类：一类是基于加速器装置的中子发生器，有动态真空系统；另一类是小型的密封装置，如中子管，有静真空系统。无论哪种结构类型，其工作原理基本相同，即氘离子源产生的氘离子经加速后轰击氚靶，发生核反应D+T→4He+n+17.6 MeV，获得能量为～14 MeV的单色中子。氚的衰变产物3He是惰性气体，在密封中子管中子源中，其很难被吸附并约束住，这将导致中子源内部高真空遭到破坏，致使高压绝缘性能下降，导致高压击穿，造成中子源失效。D-T中子源的中子产额及使用寿命，取决于离子源品质和厚靶状态，因此中子源物理设计须综合考虑这些参数对其性能指标的影响。

本文给出厚靶D-T反应中子产额的模拟计算方法，并分析了离子源产生的束流品质及靶膜材料的选择对中子产额造成的影响。提出了中子源的优化设计思路，并分析其可行性。

1 厚靶氘氚反应中子产额的模拟计算

对于D-T中子源，其厚靶的积分中子产额由式(1)给出：

其中，Y(E)为积分中子产额，E0为入射氘束能量，I0为入射氘束强度，NT为靶中氚的原子密度，σ(E)为T(d,n)4He反应的积分截面，E为氘离子在靶中的能量，S(E)为氘离子在靶中的阻止本领，dE为氘离子在靶中的能量损失。……