王冠博 李润东 杨鑫 曹超 张之华

(中国工程物理研究院核物理与化学研究所,绵阳621900)

研究堆慢正电子源构建中的关键机理问题∗

王冠博 李润东†杨鑫 曹超 张之华

(中国工程物理研究院核物理与化学研究所,绵阳621900)

(2016年11月1日收到;2017年1月22日收到修改稿)

研究堆慢正电子源是获得高强度慢正电子束流的有效方式,国际上已建成多座装置并获得广泛应用.与常规同位素慢正电子源相比,研究堆慢正电子源的物理过程复杂,影响末端束流强度的因素众多,对其进行深入研究与合理建模是未来在中国绵阳研究堆(CMRR)上构建慢正电子源的基础.本文厘清了研究堆慢正电子产生的关键过程与物理机理,建立了预测末端正电子束流强度的理论模型,找到了影响其末端强度的主要物理量:快正电子体产生率、慢化体有效表面积、慢化体扩散距离、慢正电子从表面被提取到靶环末端的效率、及束流系统提取效率.用多种实验结果对模型进行校验,包括多个同位素慢正电子源的效率测量值,以及PULSTAR研究堆慢正电子源测量结果,充分验证了模型正确性.根据模型对各物理量的影响因素进行了分析,找到了需着重关注的影响因素,对未来源/靶结构的设计给出建议.

研究堆慢正电子源,机理与模型,慢正电子束流强度

1 引言

慢正电子对缺陷及原子尺度结构极为敏感,能探测距离表面几个原子层厚度内的信息,是材料近表面缺陷研究的有力工具……