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近代物理所成功加速高熔點(diǎn)鉭離子

作者:宋檢 時間:2022-11-30 來源:互聯(lián)網(wǎng)

近期,中國科學(xué)院近代物理研究所在HIRFL加速器上首次成功加速能量為12.5MeV/u的181Ta31+束流,為國內(nèi)外30多家用戶的單粒子效應(yīng)及輻照實(shí)驗(yàn)提供了累計(jì)超過200小時的束流,填補(bǔ)了國內(nèi)單粒子效應(yīng)實(shí)驗(yàn)工程關(guān)鍵考核點(diǎn)空白。

本次成功加速Ta離子,是對蘭州重離子加速器數(shù)個工作狀態(tài)*限的挑戰(zhàn)。Ta的熔點(diǎn)是2996℃,是高熔點(diǎn)金屬,難以獲得其高離化態(tài)、高產(chǎn)額離子束流。此外,Ta離子在注入器SFC加速過程中的磁剛度低、接近設(shè)計(jì)場強(qiáng)的*低正常工作*限,而在主加速器SSC加速的磁剛度卻很高、接近*大設(shè)計(jì)磁場。超導(dǎo)離子源SECRAL采用雙頻24GHz微波技術(shù)與等離子體濺射方法,在低引出電壓的情況下,克服強(qiáng)空間電荷效應(yīng)產(chǎn)生并引出31+的高電荷態(tài)Ta離子束流。在低場強(qiáng)情況下,SFC諧波線圈產(chǎn)生的諧波分量嚴(yán)重影響等時場,造成加速軌道形變、引出束流能量偏低,重離子加速器運(yùn)行人員**性地采用了單組諧波線圈(共4組)束流引出技術(shù),實(shí)現(xiàn)了標(biāo)稱能量的束流引出。SSC加速克服了弱流強(qiáng)注入及引出、高場強(qiáng)下等時性變差等難題,成功調(diào)出了束流。

高電荷態(tài)重離子Ta束流的加速成功,表明蘭州重離子加速器國家實(shí)驗(yàn)室緊密結(jié)合國防重大戰(zhàn)略需求,不斷拓廣輻射源的LET范圍,填補(bǔ)了國內(nèi)重離子LET從73-87MeV·cm2/mg的空白,實(shí)現(xiàn)了75MeV·cm2/mg工程考核點(diǎn),對開展新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)電子器件的單粒子效應(yīng)研究,建立新型器件單粒子效應(yīng)仿真模型和數(shù)據(jù)庫,提升我國電子器件單粒子效應(yīng)檢測和評估的能力有著重要意義。

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