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[拼音]:zaixian tongweisu fenliqi

[外文]:on-line isotope seperator

把加速器或反应堆中产生的核反应产物直接传送到同位素分离器中进行质量分离、鑑别和衰变特性测量的装置。它把反应产物的传送、电离、分离、收集和分析测定等过程组成一条流水线,是合成和研究短寿命新核素如超铀元素以及远离β稳定线的核素的重要实验装置。采用一般的离线实验装置,耗费时间较长,寿命在102~10-2 秒范围的新核素早已衰变得无法进行分析和测定了。因此需要一种专门的线上装置,可以将这些短寿命核素由产生地点快速连续地进行分离和测量,实现对它们进行质量分离鑑定以及对单个核素的衰变特性进行测量等任务。它同普通同位素分离器的主要区别在于离子源部分和离子收集探测系统结构不同。

原理和结构

如图所示,反应产物(它们可以由各种带电粒子或中子轰击核靶产生)从靶箔中反冲出来,进入分离器离子源的放电室中被电离,再被带孔的高压电极(高压为几万伏)从离子源中拉出。用静电或磁透镜系统使离子束聚焦,然后进入分析磁铁。不同质量的离子在磁场中由于偏转半径不同而被分离,最后,被聚焦在收集室中,再用探测器对它们的衰变特性进行测量。

离子源

快速有效地将反应产物引进分离器的离子源,是实现线上分离的关键。目前常用的将反应产物馈入离子源的系统有两种:

(1)靶-离子源系统,它将靶箔和分离器的离子源安装在一起,使靶箔中反冲出来的反应产物直接进入离子源,被阻止在离子源中的某种俘获物质(例如石墨)中,由于加热作用使它们扩散到放电室的等离子区进行电离;

(2)氦喷嘴离子源系统,这时的靶箔不在离子源内,反应产物由产生地点经慢化后,借助氦气流,通过一个“毛细管漏勺”组合系统传送到离子源放电室进行电离。

离子光学系统

即离子束的聚集和磁偏转系统。类似于普通的分离器,在焦面上可获得离子束的最佳强度和聚焦状态。常用的分析磁铁的偏转角是90°或55°;磁场的曲率半径一般都设计得大于1m,以便增大色散度。离子束进入收集室后,原则上就可以进行测量。有时为了在测量某种质量数的核素时,不受其他核素的干扰,可以在收集室中设定一套传输带装置,将需要测量的核素先收集在收集带上,再自动传送到附近的探测站,对收集带上的活性产物进行不同目的的测量;近来也有人将收集带设计成可以从真空收集室直接运动到大气中来,以便于用配置的控测器进行测量。

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