論文前沿| 賦能先進核材料研究！重光低溫冷阱北京大學三束輻照裝置優(yōu)化高溫輻照環(huán)境

發(fā)布時間：2025-9-29 點擊次數(shù)：378

在先進核反應堆研發(fā)進程中，結構材料的輻照性能研究是突破技術瓶頸的關鍵環(huán)節(jié) —— 而氫、氦等嬗變產(chǎn)物引發(fā)的材料性能劣化，以及高溫輻照環(huán)境下碳化物生成對實驗精度的干擾，一直是科研人員面臨的核心挑戰(zhàn)。為模擬反應堆真實服役環(huán)境、開展精準的核材料輻照實驗，北京大學搭建了用于先進核材料研究的三束輻照裝置，該系統(tǒng)以 1.7 MV 串列加速器為核心，整合多臺關鍵設備形成可控輻照研究平臺。作為這套高端科研裝置的核心部件供應商，重光憑借在低溫控溫領域的技術積累，為其輻照腔室定制集成了低溫冷阱，成功解決了高溫輻照場景下碳化物生成的難題，為裝置穩(wěn)定運行、實驗數(shù)據(jù)可靠提供了關鍵支撐，助力我國先進核材料研究邁出堅實一步。

期刊名：《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms》

文章名：《Triple-beam irradiation facility for advanced nuclear materials research at Peking University》

客戶單位：北京大學

應用產(chǎn)品：低溫冷阱

Part.1

論文摘要

Part.2

品牌截圖

Part.3

三束輻照裝置優(yōu)化高溫輻照裝置

事實上，在核材料輻照研究的復雜鏈條中，除了液氮冷阱對實驗環(huán)境的 “保駕護航”，樣品在極端輻照條件下的穩(wěn)定承載與精準溫控，同樣是決定實驗成敗的關鍵一環(huán) —— 而這，正是重光高低溫樣品桿的核心發(fā)力點。作為電子束、離子束實驗的關鍵配套組件，這款樣品桿從研發(fā)之初就深度錨定先進核材料研究的嚴苛需求，尤其針對輻照裝置這類大型設備的聯(lián)用場景，進行了全方位的性能優(yōu)化與定制化設計。

TS500E-EI TT900E-EI

不同于普通樣品桿僅能滿足基礎承載需求重光高低溫樣品桿憑借精密的結構工藝，可精準嵌入北大三束輻照裝置及同類大型輻照設備內部，無需對設備主體進行復雜改造，即可快速完成安裝調試，大幅降低設備聯(lián)用的時間成本與操作門檻。更重要的是，其卓越的穩(wěn)定承載性能，能有效規(guī)避實驗過程中樣品位移、晃動等風險，確保電子束、離子束可精準作用于樣品指定區(qū)域，從源頭減少因樣品不穩(wěn)定導致的實驗誤差，這對于需要長期觀測材料輻照損傷演化的核材料研究而言，無疑是數(shù)據(jù)可靠性的重要保障。

其他應用案例

在核材料研究最核心的溫控需求上，這款樣品桿更是展現(xiàn)出 “無可替代” 的硬核實力。它搭載了自主研發(fā)的高精度溫控系統(tǒng)，不僅覆蓋了 -190℃至 500℃的超寬溫度調節(jié)范圍 —— 既能模擬反應堆低溫工況下的材料服役環(huán)境，也能精準復現(xiàn)高溫輻照場景，完美匹配氫、氦嬗變產(chǎn)物作用下材料性能測試的全溫域需求；更能實現(xiàn) ±0.01℃的超高控溫精度，即便在長時間輻照實驗中，也能確保樣品溫度始終穩(wěn)定在目標區(qū)間，徹底解決了傳統(tǒng)樣品桿 “控溫不準導致實驗數(shù)據(jù)波動” 的痛點。例如，在北大三束輻照裝置開展的氫 - 氦協(xié)同輻照實驗中，需嚴格控制樣品溫度在特定值以排除溫度干擾，精準觀測空穴形核規(guī)律，重光高低溫樣品桿的高精度溫控能力，就為這類實驗提供了穩(wěn)定的溫度環(huán)境，助力科研團隊高效獲取可靠數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品型號	TS500E-EI	TT900E-EI
制冷方式	TN	無
溫度范圍	-190℃~500℃	RT~950℃
溫度分辨率	0.1℃	0.1℃
控溫精度	±0.01℃	±0.01℃
最大加熱速率	50℃/min	100℃/min
最大冷卻速率	-30℃/min	自然降溫
樣品臺材質	Silver	高溫合金
樣品臺尺寸	40mm*33mm	Φ50mm
X軸移動距離	±70mm	±70mm
電流參數(shù)	pA level	-
外觀尺寸	Φ40mm*550mm	Φ40mm*550mm
腔體重量	6kg	6kg

不僅如此，針對核材料研究中多樣化的實驗需求，這款樣品桿還具備極強的 “定制化適配性”。科研人員可根據(jù)樣品尺寸、實驗氛圍等具體需求，靈活調整樣品桿的大小與位置，同時通過優(yōu)化密封結構進一步提升氣密性。在部分需要惰性氣體保護的核材料輻照實驗中，優(yōu)化后的密封設計能有效隔絕外界空氣進入實驗腔室，避免樣品被氧化，同時保障輻照過程中氣體環(huán)境的穩(wěn)定性，為特殊實驗條件下的研究提供了靈活解決方案 —— 這與北大三束輻照裝置 “可控輻照條件” 的核心設計理念高度契合，也讓重光的產(chǎn)品成為科研團隊開展復雜實驗的 “可靠伙伴”。

從為北大三束輻照裝置定制液氮冷阱，到憑借高低溫樣品桿解決樣品承載與溫控難題，重光始終以 “解決科研痛點、賦能核材料研究” 為核心目標，深度參與到我國先進核反應堆研發(fā)的關鍵進程中。未來，我們將繼續(xù)以科研需求為導向，不斷迭代技術、優(yōu)化產(chǎn)品，為更多高校、科研機構及企業(yè)的核材料研究提供更優(yōu)質的組件解決方案，助力我國在先進核能領域的科研創(chuàng)新與技術突破。

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