CNO循环是超过1.3倍太阳质量恒星在其主序星阶段能量的主要来源[1]。在恒星的温度很低时,CNO循环的能量产生率受此循环中反应速率最慢的¹⁴N（p,γ）¹⁵O反应速率的控制[2]。除此之外,¹⁴N（p,γ）¹⁵O还控制着大质量恒星CNO循环的时间,是确定球状星团年龄的重要工具[3]。因此对^{1 4}N（p,γ）¹⁵O反应截面的精确测量具有重要意义。影响¹⁴N（p,γ）¹⁵O反应截面精确测量的因素主要有两个方面:一方面是天然宇宙射线的干扰。为了减少宇宙射线对¹⁴N（p,γ）¹⁵O反应截面精确测量的影响,我们选择在锦屏深地实验室进行实验,实验室位于地下2400米,周围被大理石和放射性稳定的岩石包围,极大的减少了宇宙射线对¹⁴N（p,γ）¹⁵O反应截面测量所带来的本底干扰。另一方面是氮同位素反应的干扰。¹⁴N和¹⁵N的天然丰度分别为:99.63%和0.37%[4],但是¹⁵N（p,αγ）¹²C在该能区的截面比^{1 4}N（p,γ）¹⁵O要高约5个量级,¹⁵N（p,αγ）¹²C反应所发射的4.4 MeV的γ射线,将会对¹⁴N（p,γ）¹⁵O反应的测量造成影响。因此在对¹⁴N（p,γ）¹⁵O反应截面的精确测量中,制备高纯度的¹⁴N靶成为了整个实验的关键因素。本文的主要工作分为以下四个方面:第一:2018年9月,我们在中国近代物理研究所320k V高电荷高压平台上,用能量为100keV的¹⁴N束流,在钽（Ta）衬底上制备了3块¹⁴N注入靶。由于实验过程中采用了分析磁铁,分离出了随¹⁴N束流一起而来的¹⁵N和其他杂质,所以这种方法制备的¹⁴N靶的纯度较高。由于这种方法制备的¹⁴N靶的纯度较高,并采用离子束注入的方式,所以本文后面称此靶为高纯度¹⁴N注入靶（样品示意图如图3-6所示）。目前国际上制备高纯度的同位素靶均采用离子注入的方式即离子束沉淀法。第二:在中国近代物理研究所320k V高电荷高压平台上制备高纯度¹⁴N注入靶的过程中,通过在真空靶室前的冷井中是否加入液氮来验证管道内抽真空过程中产生的油气对制备¹⁴N靶纯度的影响。其中制备靶1时冷井中没有加入液氮,制备靶2、靶3时冷井中加入液氮并每间隔1小时进行补充,防止液氮完全挥发,冷井对管道内的油气达不到冷凝的作用。第三:2019年6月,我们将在中国近代物理研究所320k V高电荷高压平台上制备的3块高纯度¹⁴N注入靶和一块洁净未经注入的钽片带到四川大学720所,用卢瑟福背散射分析法对靶的含量和含量随深度分布以及真空靶室前有无冷井时对制备靶的纯度进行测量。由于卢瑟福背散射分析对样品不具有破坏性,因此在各领域中被广泛应用。通过对卢瑟福背散射实验获取的能谱进行分析,我们得到:真空靶室前放有冷井能够很好的抑制管道内的油气随束流一起注入到钽（Ta）衬底上,而真空靶室前不加冷井,制备靶样品过程中会植入大量的碳元素并对靶的纯度造成影响;并且通过对能谱的分析我们得到了靶2的含氮量为1.422×10¹⁸atoms/cm²,靶3的含氮量为0.824×10¹⁸atoms/cm²。第四:通过本次实验,对制备高纯度¹⁴N注入靶的设计以及卢瑟福背散射分析法的使用条件有了更深刻的认识。由于是本课题组第一次进行相关方面的研究,在实验设计和分析中存在一些缺陷（例如:1.由于我们对能谱的高能端进行分析,靶样品能谱与钽片能谱高能端的缺口表示元素的含量。因为靶1中含有两种元素,能谱高能端的缺口是两种元素贡献的总和,因此无法分析出靶1中的含氮量。2.我们在质子能量为1750keV,散射角度为165度时,靶1的实验能谱上看到了两个峰,因为我们选用能量刻度的能量点只在高能端,此刻度系数用在低能段存在误差,所以无法得到精确的深度。3.同时由于钽衬底很厚,使碳元素和氮元素的实验计数叠加在了钽元素的计数上,因而不利于用氮元素和碳元素的峰对含量和深度进行分析）。本文指出了实验设计和分析过程中的缺陷,并给出了解决方案和建议,因此对下一次相关方面的研究具有重要的指导作用。