强激光与粒子束
彊激光與粒子束
강격광여입자속
HIGH POWER LASER AND PARTICLEBEAMS
2011年
10期
2773-2780
,共8页
质子束窗%中国散裂中子源%铝合金%因科镍合金718%散射效应%质子束窗结构
質子束窗%中國散裂中子源%鋁閤金%因科鎳閤金718%散射效應%質子束窗結構
질자속창%중국산렬중자원%려합금%인과얼합금718%산사효응%질자속창결구
PBW%CSNS%aluminum alloy%Inconel 718%scattering effect%PBW structure
质子束窗是在高功率靶区中的一个分界窗,它将质子输运线上高真空区域和氦容器中的氦环境分开.在其他散裂中子源中质子束窗的热效应以及机械问题都已经被研究过了,但质子束在该窗中散射效应的研究却很少被报导,然而在靶设计中如果,有处理好质子束窗的散射效应会有很大的问题.报导了质子束窗散射效应的模拟计算结果,包括不同质子束窗的材料和结构选择,并以中国散裂中子源(CSNS)为例,介绍了在CSNS—期和二期中质子束窗采用周边水冷的铝合金单层结构,CSNS三期采用中间水冷的铝合金夹层结构.文中给出了不同结构的质子束窗和不同的与靶距离散射效应对靶上经非线性磁铁均匀化的束流分布的影响的模拟计算结果.模拟结果显示质子窗的散射效应对束流损失和靶上的束流分布有重要的影响.
質子束窗是在高功率靶區中的一箇分界窗,它將質子輸運線上高真空區域和氦容器中的氦環境分開.在其他散裂中子源中質子束窗的熱效應以及機械問題都已經被研究過瞭,但質子束在該窗中散射效應的研究卻很少被報導,然而在靶設計中如果,有處理好質子束窗的散射效應會有很大的問題.報導瞭質子束窗散射效應的模擬計算結果,包括不同質子束窗的材料和結構選擇,併以中國散裂中子源(CSNS)為例,介紹瞭在CSNS—期和二期中質子束窗採用週邊水冷的鋁閤金單層結構,CSNS三期採用中間水冷的鋁閤金夾層結構.文中給齣瞭不同結構的質子束窗和不同的與靶距離散射效應對靶上經非線性磁鐵均勻化的束流分佈的影響的模擬計算結果.模擬結果顯示質子窗的散射效應對束流損失和靶上的束流分佈有重要的影響.
질자속창시재고공솔파구중적일개분계창,타장질자수운선상고진공구역화양용기중적양배경분개.재기타산렬중자원중질자속창적열효응이급궤계문제도이경피연구과료,단질자속재해창중산사효응적연구각흔소피보도,연이재파설계중여과,유처리호질자속창적산사효응회유흔대적문제.보도료질자속창산사효응적모의계산결과,포괄불동질자속창적재료화결구선택,병이중국산렬중자원(CSNS)위례,개소료재CSNS—기화이기중질자속창채용주변수랭적려합금단층결구,CSNS삼기채용중간수랭적려합금협층결구.문중급출료불동결구적질자속창화불동적여파거리산사효응대파상경비선성자철균균화적속류분포적영향적모의계산결과.모의결과현시질자창적산사효응대속류손실화파상적속류분포유중요적영향.
The proton beam window(PBW) is a boundary wall between the high vacuum area in the proton beam line and the helium atmosphere in the helium vessel at a high beam power target.The thermal and mechanical problems of PBW have been studied in foreign spallation neutron sourees; however,the scattering effect in PBW is seldom reported which poses serious problems to the target design if not well treated.This paper will report the simulation studies of the scattering effect in PBW.Different materials and different structures of PBW are discussed.Taking China Spallation Neutron Source(CSNS) as an example,a thin single-layered aluminum alloy PBW with edge cooling has been chosen for CSNS- Ⅰ and CSNS- Ⅱ,and a sandwiched aluminum alloy PBW has been chosen for CSNS- Ⅲ.The simulations results of the scattering effect in the presence of beam uniformization at the target by using non-linear magnets at the different CSNS PBWs are presented.The simulations show that the scattering effect at PBW is very important in the beam loss and the beam distribution at the target.