[发明专利]一种基于质子加速器的准单能中子靶及中子束流调节方法

说明书

本发明涉及一种基于质子加速器的准单能中子靶及中子束流调节方法，包括靶框以及水冷管，水冷管固定在靶框背面，并通冷却液，在靶框上设置若干光阑，若干光阑分别用于安装荧光屏屏座、若干锂靶靶座以及空靶靶座，荧光屏屏座用于安装荧光屏，荧光屏的另一侧设置荧光屏屏盖，若干锂靶靶座分别用于安装不同厚度的锂靶，锂靶的另一侧设置锂靶靶盖，空靶靶座不安装靶，在空靶靶座的另一侧设置靶盖，靶框带动整个靶移动。采用本发明中公开的方法，能够实现在多个不同能量质子束打对应不同厚度锂靶产生多个准单能中子束，不仅在保证准单能中子束的单色性的基础上尽可能提高中子产额，同时在保证准单能中子来源于锂靶的基础上减少调束时间，提高试验效率。

技术领域

本发明属于准单能中子靶领域，具体涉及一种基于质子加速器的准单能中子靶及中子束流调节方法。

背景技术

地球大气中的中子会引起航空飞行器用电子器件发生单粒子效应，影响航空电子系统的可靠性。随着半导体技术的进步，电子器件特征工艺尺寸越来越小，集成度越来越高，器件辐射损伤的敏感性越来越显著，使得中子单粒子效应在航空微电子器件可靠性研究领域受到越来越广泛的关注。

直接在大气辐射环境中开展航空飞行试验或者高山试验，耗时极长，试验成本极高。因此，中子单粒子效应试验研究几乎全部都是在地面中子源上开展，主要有高压倍加器的单能中子源，以及基于质子加速器打靶的准单能中子源和白光中子源。单能中子源的中子能量一般都在20MeV以下，对于20MeV以上的中子一般都来源于准单能中子源和白光中子源。

准单能中子源的单能峰占比可达40％，且通过一定的方法可以对低能尾部中子进行修正，从而可用于单粒子效应截面的能量依赖性研究，进而可预估微电子器件在各种不同中子辐射环境中的单粒子错误率。大气中子的能量可高达GeV量级，因此，20MeV以上准单能中子源对于研究电子器件辐射损伤随中子能量变化关系具有重要价值。

国际上准单能中子靶主要采用锂靶或者铍靶，由于锂靶产额更高且铍有剧毒，一般都是采用锂靶。质子穿过锂靶，产生准单能中子，其单能峰的能量一般会比入射质子能量低几个MeV，例如100MeV质子束入射轰击6mm厚的锂靶产生准单能中子束，准单能中子的单能峰在98.1MeV。锂靶越薄，准单能中子中的单能部分中子占比越高，也就是单色性越好，但中子产额就越低；相反地，锂靶越厚，准单能中子的产额越高，但是单色性越差。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于质子加速器的准单能中子靶及中子束流调节方法，能够实现在多个不同能量质子束打对应不同厚度锂靶产生多个准单能中子束，不仅在保证准单能中子束的单色性的基础上尽可能提高中子产额，同时降低本底中子，在保证准单能中子来源于锂靶的基础上减少调束时间，提高试验效率。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

第一方面，一种基于质子加速器的准单能中子靶，所述装置包括靶框以及水冷管，所述水冷管固定在所述靶框背面，所述水冷管通冷却液，在所述靶框上设置若干光阑，所述若干光阑分别用于安装荧光屏屏座、若干锂靶靶座以及空靶靶座，所述荧光屏屏座用于安装荧光屏，所述荧光屏的另一侧设置荧光屏屏盖，所述若干锂靶靶座分别用于安装不同厚度的锂靶，所述锂靶的另一侧设置锂靶靶盖，所述空靶靶座不安装靶，在所述空靶靶座的另一侧设置靶盖，所述靶框位置可移动。

进一步，所述靶框安装在移动控制装置上，以实现所述靶框上下移动，带动整个中子靶上下移动，使得质子束可以轰击到所有靶的中心。

进一步，所述锂靶靶座中心孔直径不大于所述靶框光阑直径，且所述锂靶靶座上设置内台阶，所述内台阶的直径小于所述锂靶靶座中心孔直径，所述内台阶用于安装锂靶。

进一步，所述锂靶靶座中心孔的高度与对应的锂靶的厚度一致，所述锂靶靶座上设置有外螺纹以便与锂靶靶盖拧合。