上海硬X射线自由电子激光装置调试用束流收集桶的设计

作     者：徐玉海 王光宏 李哲夫 许文贞 张斌团 吕炯军 杨夫彬 夏晓彬 XU Yuhai;WANG Guanghong;LI Zhefu;XU Wenzhen;ZHANG Bintuan;LV Jiongjun;YANG Fubin;XIA Xiaobin

作者机构：中国科学院上海高等研究院张江实验室上海201204 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 

出 版 物：《辐射防护》 (Radiation Protection)

年 卷 期：2020年第40卷第6期

页      码：510-515页

摘      要：在建上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai high repetition rate XFEL and extreme light facility,SHINE)包含一台8 GeV的超导直线加速器,100 PW的激光系统,三条波荡线和10条实验线站。主加速器的第三磁压缩段(BC3段)有一调试用的束流收集桶,BC3段的调试电子流强为0.3μA、能量为7.7 GeV,束流功率为2.31 kW。本文从材料对7.7 GeV电子的能量吸收方面考虑,对束流收集桶的结构进行了确定。用ANSYS 17.0对束流收集桶的温度场进行了分析,结果证明在有表面空气自然对流换热的情况下,铝芯的最高温度为193.14℃,在束流收集桶坑道无外界换气的情况下,束流收集桶需要外围冷却水;用蒙特卡罗程序FLUKA对束流收集桶的活化进行了分析,保守假设束流收集桶连续注束2000 h。结果证明要保证停机1 h后,束流收集桶周围30 cm处的剩余辐射剂量小于25μSv/h,束流收集桶外围需要55~85 cm的混凝土屏蔽体;结果显示束流收集桶的剩余辐射剂量在30 min内衰减的非常快,这是由于刚停机时束流收集桶内产生的50%左右的放射性核素半衰期都小于10 min。

主 题 词：上海硬X射线自由电子激光装置 束流收集桶 ANSYS17.0 热分析 FLUKA 活化分析 

学科分类：082704[082704] 08[工学] 0827[工学-食品科学与工程类] 

馆 藏 号：203102021...