本项目针对我国反应堆中子源和散裂中子源建设工程需求与中子多层膜光学元件开发能力短缺之间的矛盾,重点开展了面向中子导管的中子超反射镜设计、制作与检测方法研究。设计方法上,改进现有设计方法,实现了具有较大m值且较少膜层数的中子超反射镜设计,降低了制作难度;制作工艺上,深入研究膜层数较多的多层膜生长机理,优化制作工艺,提高多层膜成膜质量;探索非周期多层膜膜层沉积速率精确标定方法;开展多层膜沉积均匀性改善方法研究,拓展超反射镜有效面积;在国内首次制作出有效面积180mm×70mm、膜层厚度误差小于1%、m=2的Ni/Ti中子超反射镜样品,临界反射率超过90%,与国外同类产品性能相当。测量方法上,重点开展多层膜膜层界面粗糙度测量方法研究,研究结果表明,界面粗糙度随膜层的生长逐渐变化,且测量结果与理论模型相吻合。通过国际合作,实现了中子超反射镜的反射率测量。项目研究成果填补了我国在中子多层膜元件方面的研究空白,为我国未来独立开展中子导管和光学系统研制提供了技术基础和元件支撑。
英文主题词neutron, multilayer, roughness, uniformity, reflectivity