ADS注入器-Ⅱ束流损失监测研究

发布时间：2021-01-12 06:39

　　束流损失监测系统是对束流损失加以监测的加速器工具,在现代大型加速器中已经得到广泛的应用,可以为加速器故障的诊断、机器安全的保护等提供有力的帮助。注入器-Ⅱ是中国科学院战略先导专项加速器驱动次临界洁净核能系统ADS强流质子加速器的注入器之一,采用全超导结构,质子束能量为10MeV,设计流强高达10mA。本论文从辐射场的模拟计算、拟选用探测器的研究、系统的在线监测实验三个方面对注入器-Ⅱ束流损失监测的基本问题进行了探索性研究。首先利用Monte-Carlo方法对注入器-Ⅱ的辐射场进行了模拟计算,给出了束流损失在不同位置条件下的中子、γ辐射场的分布,对束流损失探测器的安放位置的合理性进行了研究;而后,通过广泛的调研,结合辐射场的特点,选择了金刚石探测器、闪烁体中子探测器及正比计数管作为束流损失监测的探测器解决方案,并对其可行性进行了研究。对备选的E6876型正比计数管、EJ-410快中子探测器、EJ-420热中子探测器及金刚石探测器的基本性能进行了实验测试,结果显示:正比计数管具有较高的灵敏度、较快的时间响应以及良好的信噪比等特点,可作为辅助探测器。EJ-410和EJ-420闪烁体中子探测器... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文工作的背景
        1.1.1 ADS系统简介及发展
        1.1.2 中国ADS系统及注入器-Ⅱ简介
    1.2 束流损失监测的重要意义
    1.3 论文工作的研究内容
第二章 束流损失的探测原理及常用探测器
    2.1 束流损失的类型
    2.2 探测原理
    2.3 探测器的选择
        2.3.1 长电离室
        2.3.2 短电离室
        2.3.3 闪烁体计数器
        2.3.4 CVD金刚石探测器
        2.3.5 双PIN型光电二极管
    2.4 本章小结
第三章 注入器-Ⅱ束流损失辐射场的蒙特卡罗模拟
    3.1 Monte-Carlo方法及FLUKA程序简介
    3.2 射线与物质的相互作用
        3.2.1 带电粒子与物质的相互作用
        3.2.2 光子与物质的相互作用
        3.2.3 中子与物质的相互作用
    3.3 质子束的射程模拟
    3.4 注入器-Ⅱ次级辐射场模拟计算
        3.4.1 Cryomodule几何结构及FLUKA简化模型
        3.4.2 瞬发辐射场模拟
        3.4.3 剩余辐射场
        3.4.4 束流收集
        3.4.5 场致发射
    3.5 本章小结
第四章 注入器-Ⅱ拟用到的束流损失探测器研究
    4.1 短电离室
        4.1.1 E6876型正比计数管
        4.1.2 正比计数管响应性模拟计算研究
    4.2 闪烁体探测器
        4.2.1 EJ-410型快中子探测器
        4.2.2 EJ-420型热中子探测器
    4.3 金刚石探测器
        4.3.1 金刚石探测器暗电流测试
        4.3.2 金刚石探测器响应性测试
        4.3.3 金刚石探测器在束流损失监测中的应用分析
    4.4 本章小结
第五章 实验测试及初步测量结果
    5.1 本底测试
    5.2 Pu-Be中子源上的实验
        5.2.1 实验布局
        5.2.2 实验结果及分析
    5.3 注入器-Ⅱ上的实验
        5.3.1 实验布局
        5.3.2 实验结果及分析
    5.4 128#终端上的实验
        5.4.1 实验布局
        5.4.2 实验结果及分析
    5.5 探测器响应及注入器-Ⅱ束流损失分析
        5.5.1 探测器响应分析
        5.5.2 注入器-Ⅱ束流损失监测分析
    5.6 本章小结
第六章 结论及展望
    6.1 研究总结
    6.2 工作展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Monte Carlo simulation of carbon ion radiotherapy for the human eye[J]. 庞成果,苏有武,王文军,罗晓明,徐俊奎,李武元,袁娇,姚泽恩.  Chinese Physics C. 2015(01)
[2]End-to-end simulation of the C-ADS Injector Ⅱ with a 3-D field map[J]. 王志军,何源,王旺生,刘淑会,贾欢,李超,徐显波,陈熙荫.  Chinese Physics C. 2013(04)
[3]未来先进核裂变能——ADS嬗变系统[J]. 詹文龙,徐瑚珊.  中国科学院院刊. 2012(03)
[4]The design simulation of the superconducting section in the ADS injector Ⅱ[J]. 王志军,何源,刘勇,岳伟明,杨晓亮,吴巍,李超,肖陈,贾欢.  中国物理C. 2012(03)
[5]加强ADS技术研究 促进核能大规模可持续发展[J]. 夏海鸿,罗璋琳,赵志祥.  现代物理知识. 2011(04)
[6]CSNS束流损失监控（BLM）系统电离室的改进[J]. 赵中亮,陈昌,徐美杭,田建民,阮向东,韩晨霞,陈元柏,徐韬光,陆双桐.  核电子学与探测技术. 2011(01)
[7]加速器驱动次临界系统（ADS）与核能可持续发展[J]. 赵志祥,夏海鸿.  中国工程科学. 2008(03)
[8]温室效应对环境的影响[J]. 郑京.  山东环境. 2003(01)

博士论文
[1]ADS强流质子加速器低β超导HWR腔结构稳定性分析与调谐研究[D]. 贺守波.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2014
[2]电流型CVD金刚石探测器研制[D]. 王兰.清华大学 2008



本文编号：2972357