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作者：冯子楠;徐伟;李旭;吴亮亮;孟献才;王纪超;钱玉忠;王维海;耿成龙;梁立振;胡纯栋;
单位：安徽理工大学材料科学与工程学院;合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室);
摘要：靶作为氘氘中子发生器关键部件之一，其性能直接影响了中子发生器的中子产额及其稳定运行。文章从钛自成靶的设计、制备、表征及测试四个方面系统的介绍了中子发生器中靶的关键技术实验研究。首先，为满足靶的温度控制需求，采用无氧铜作为靶基底材料，并在其内部开设套环式主动水冷回路。通过ANSYS热工模拟靶在加速器运行时的表面温升情况，并利用电子枪轰击测试靶表面实际温度变化情况。模拟和测试结果表明，在中子发生器运行期间，靶表面温度可以有效控制在200℃以内。随后，利用直流磁控溅射技术在无氧铜靶衬底表面制备微米级高纯靶膜。并且，利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和划痕仪研究了靶膜表面的微观结构、成分及膜基结合力。结果表明利用磁控溅射制备的钛膜表面十分均匀紧凑，以六方晶系结构的α-Ti沉积在靶衬底表面，钛膜与基底的膜基结合力为0.22 N。最后，在感应耦合型中子发生器中子产额达到了1.25×10~8 n/s，电子回旋共振中子发生器中子产额达到了1.75×10~8 n/s，都实现了稳定运行5 h。
关键词：中子发生器;自成靶;磁控溅射;钛膜
基金资助：合肥综合性国家科学中心能源研究院（安徽省能源实验室）项目（21KZS202;21KZS208）; 国家自然科学基金项目（12105135;12305200）; 安徽省自然科学基金项目（2308085MA22)
