[实用新型]一种大面积碳夹心同位素靶的制备装置

说明书

本实用新型属于同位素技术领域，公开了一种大面积碳夹心同位素靶的制备装置。该制备装置主要包括真空室及位于真空室内的膜厚监测器、靶框支架、同位素靶源、碳弧源、旋转驱动装置；该制备装置还包括传动装置和集成电源，该传动装置包括传动齿轮和传动手柄，其中传动齿轮位于真空室内；该集成电源包括第一电源和第二电源，该集成电源位于真空室外。该装置具有操作简单、无需频繁破坏真空且靶膜制备成功率高的有益效果。

技术领域

本实用新型属于同位素技术领域，公开了一种大面积碳夹心同位素靶的制备装置。

背景技术

随着核物理基础研究的深入开展和高稳定高能量加速器以及高分辨率探测系统的发展，对浓缩同位素核靶的需求越来越大。同位素靶膜的制备需要解决两方面的问题：1)所需同位素靶膜的面积较大，而浓缩同位素的价格比天然材料昂贵得多，有些可相差到几千万倍。例如，⁴⁸Ca的单价是376美元/mg，而天然Ca为0.01美元/g，两者差3760万倍。因而需要一种能够尽量提高材料利用率和制靶成功率的同位素靶膜制备装置。2)很多物理实验常用的同位素靶膜如²⁰⁸Pb等由于熔点较低，很容易被实验过程中释放的热量熔化，因此常需要在²⁰⁸Pb靶内外两面各蒸镀一层碳膜来延长靶的寿命。

基于以上两个问题，张宏斌等在《同位素²⁰⁸Pb靶的制备》中公开了一种夹心同位素靶的制备装置，该装置包括碳膜的制备装置和²⁰⁸Pb靶制备装置两种，两种制备过程均在真空室内进行。利用该装置进行制备夹心同位素靶时，需要镀一层碳膜后从真空室取出将碳膜剥离至²⁰⁸Pb靶靶框上，待蒸镀²⁰⁸Pb之后打开真空再在碳膜制备装置中蒸镀第二层碳膜，操作过程麻烦且破坏两次真空，影响制备效率和成功率。目前急需一种操作过程简单、制备效率和成功率高的大面积碳夹心同位素靶的制备装置。

实用新型内容

(一)实用新型目的

根据现有技术所存在的问题，本实用新型提供了操作简单、无需频繁破坏真空且靶膜制备成功率高的大面积碳夹心同位素靶的制备装置，所述大面积是指面积在12cm²以上。

(二)技术方案

为了解决现有技术所存在的问题，本实用新型所提供的技术方案如下：

一种大面积碳夹心同位素靶的制备装置，该制备装置主要包括真空室及位于真空室内的膜厚监测器、靶框支架、同位素靶源、碳弧源、旋转驱动装置；该制备装置还包括传动装置和集成电源，该传动装置包括传动齿轮和传动手柄，其中传动齿轮位于真空室内；该集成电源包括第一电源和第二电源，该集成电源位于真空室外。

所述靶框支架设置于真空室内的上部位置，为圆盘形结构，该支架四周设置有一个或多个与靶框数量、大小和形状对应的靶位，靶框放置于该靶位处；靶框支架与旋转驱动装置连接，该旋转驱动装置带动靶框旋转；

所述同位素靶源位于蒸发舟内，该蒸发舟位于其中一个靶位正下方2.5～3cm处，且与两个金属电极固定连接，用于热蒸发同位素靶源。该两个金属电极与第一电源连接；该碳夹心同位素靶制备过程中，旋转装置带动靶框支架旋转，使同位素靶源均匀地蒸镀在靶框上。

所述碳弧源位于真空室内部下方；该碳弧源包括两根碳棒，该两根碳棒与第二电源连接用以镀制碳膜，其中一根碳棒位置固定，另一根碳棒与传动装置连接；在传动装置的带动下两根碳棒的距离可调。

优选地，所述膜厚监测器为石英晶体膜厚监测器。

优选地，所述真空室为钟罩型结构。

优选地，所述两个金属电极的材质为铜电极。

优选地，所述靶框可为正方形、长方形、弧形或异型框。