CSNS-Ⅱ靶站质子束窗结构设计与优化分析

Wang Guangyuan,Liu Lei, Liu Renhong,Kang Ling, Zhang Junsong,Ning Changjun, Yu Jiebing, Chen Jiaxin

High Power Laser and Particle Beams（2023）

引用 0|浏览0

暂无评分

摘要

中国散裂中子源(CSNS)靶站质子束窗位于环到靶站输运线(RTBT)与靶站交接面,起到隔离加速器高真空和靶站氦气环境的作用.随着束流功率提高,目前质子束窗单层膜结构形式已无法满足CSNS-Ⅱ 500 kW的高功率需求,因此开展CSNS-Ⅱ质子束窗研制,设计出双层膜中间通水的冷却结构,完成质子束窗双层膜的薄膜半径、薄膜厚度、水冷槽长度与宽度、对流换热系数等各参数对质子束窗温升与热应力的影响分析.通过冷却水需求分析得出,冷却水流速需大于 15 L/min.通过质子束窗主体的流固耦合分析,消除箱体内部死水区域.最终优化后质子束窗薄膜位置最高温度 47.8℃,薄膜位置最高热应力 30.758 MPa.通过FLUKA软件对质子束窗材料的辐照损伤性能进行分析,在每年 5000 h工作时长、500 kW高功率束流的辐照下,辐照损伤DPA计算值为 1.285 DPA,质子束窗的安全使用寿命在 7 年以上.

关键词

proton beam window,thermal analysis,fluid structure coupling analysis,irradiation damage

AI 理解论文

溯源树

样例

生成溯源树，研究论文发展脉络

Chat Paper

正在生成论文摘要