基于伴随粒子能谱反演氚靶材料中氚深度分布

The interaction between tritium and materials is one of the hotspots in the fusion reactor materials study field. While the handling and process of the tritium has strict laws due to its radioactive and permeability, and the cost of tritium experiments is high, the requirement of the experiment data on tritium distribution in metal for relevant study, especially developing tritium-metal interaction theoretical model is not fully meet. Based on the experimental platform of deuterium-tritium neutron generator, this project using the existing associated particle monitoring system, through the built tritium distribution unfolding model based on the associated particle spectra, the information of the tritium distributed in the tritium target material under the working condition can be acquired.A new data source of tritium and material interaction is provided for the study of the interaction between tritium and the material without disturbing the D-T neutron generator experiment.

氚与材料相互作用研究是聚变堆材料研究热点之一，但由于氚的放射性和渗透性，涉氚实验要求严格，并且成本较高，使得目前氚相关的实验数据难以满足研究需要，尤其是验证氚输运理论模型的需要。为积极拓展新的氚实验数据来源，本项目拟在氘氚中子发生器实验平台基础上，利用目前实验平台已有的伴随粒子能谱监测系统，通过建立基于伴随粒子能谱反演氚靶中氚分布的模型，获得氚靶在工作状态下的氚分布数据。在不干扰氘氚中子发生器实验的情况下，本项目为氚与材料相互作用研究提供一种新的实验数据来源。

氘氚中子发生器是进行中子物理实验的重要实验平台，其中氚靶是产生中子的关键部件。氚靶中不仅含有氚，氘的含量也随着氘离子的轰击不断增加，由于温度、置换、扩散等原因靶中氘、氚分布处于动态变化的状态，这种动态变化在氘束轰击期间更为剧烈。.在前人研究的基础上，本项目建立一套氚靶中氢同位素动态分布原位测量方法，能够在不干扰中子发生器正常实验的情况下完成氚靶中氢同位素动态分布原位测量。通过研究靶中氢同位素的动态变化有助于进一步认识氢同位素与材料相互作用，如吸收、释放、扩散、穿透等核材料研究、核安全研究等领域共同关心的过程，具有重要的科学意义。.另外本项目建立了基于氚靶中氢同位素分布推导氘氚中子发生器源项目的模型，并通过中子飞行法测量实验，验证了所推导源项的合理性。基于本项目的研究成果，有望获得氘氚中子发生器更为准确的源项数据，这方面的改进对于中子学物理实验研究具有普遍意义。