鎢靶在散裂中子源中的應用

供稿|牛曼，王廣達，史英麗，史瑛楠

內容導讀

近年來，隨著核聚變、散裂中子源等大科學裝置的建設和運行，鎢作為一種具有優異性能的難熔金屬材料，其重要性更加顯著。本文介紹了世界散裂中子源的發展情況，重點闡述了散裂中子源對于鎢靶材的要求及其研發技術。中國散裂中子源用鎢靶組件，創新性地通過鉭包覆鎢和高效散熱結構的開發，成功解決了鎢靶在高能量粒子輻照產熱和冷卻水腐蝕的技術難題，保證了散裂中子源設備的正常運行。

中子是研究物質結構和動力學性質的理想探針，中子不帶電，穿透力強，具有磁矩，可用它作為探針研究物質的微觀結構和運行狀態。中子散射技術已在很多基礎學科，如凝聚態物理、化學、生物工程、生命科學、材料科學等的研究中被廣泛采用。中子源是能夠產生中子的裝置，是進行中子核反應、中子衍射等中子物理實驗的必要設備。反應堆中子源中子通量高，應用最為廣泛，但由于反應堆散熱技術的限制，使其最大中子通量受到限制[1-3]。

當快速粒子如高能質子轟擊重原子核時，一些中子被“剝離”，或被轟擊出來，在核反應中被稱為散裂。散裂中子源的出現突破了反應堆中子源中子通量的極限，其特點是在比較小的體積內可產生比較高的中子通量、每個中子能量沉積是反應堆的1/8～1/4、單位體積的中子強度比裂變堆高4～8 倍、可用較低功率產生與高通量堆相當或更高的平均中子通量。……