强流质子加速器低能段束流损失探测研究
发布时间：2021-05-21 17:33
加速器驱动次临界系统ADS注入器II采用的是超导直线加速器,该加速器在低能段利用超导腔对质子进行加速。随着质子能量和流强的提高,质子束在超导腔加速过程中由于各种原因会造成束流损失。束流损失过高不但会会产生很强的次级辐射场,从而对环境和工作人员造成影响,同时高功率的束流损失还可能损坏加速器部件,因此,强流加速器建造中必须考虑对束流损失进行监测和控制。目前国内外束损探测研究主要集中在中、高能段,低能段的束损探测尚无成熟的解决方案,这是制约强流直线加速器发展的关键问题之一。本文针对CI-ADS注入器Ⅱ的束损监测系统进行了探索性的研究。首先通过Mento-Carlo模拟计算CI-ADS的次级辐射场,掌握了次级辐射场中粒子种类、能谱和角分布,并对束流在不同点位损失的情况下次级辐射场的变化进行了研究,从而找到最适合放置束流损失探测器的位置;其次选择了不同类型的探测器进行了研究,分析其在束损探测中的可行性;最后针对影响束流损失探测的因素进行了分析,对低能段最主要的干扰因素场致辐射进行了实验测量,最终给出了低能段束损监测的可能解决方案。研究结果表明,由于CI-ADS注入器II的质子束能量较低,带电粒子...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 概述
1.1.1 国外的发展
1.1.2 国内的发展
1.2 束流损失及其研究意义
1.3 束损探测的原理
1.4 束流损失探测的发展
1.5 常见束损探测器的运用
1.5.1 电离室
1.5.2 闪烁体探测器
1.5.3 PIN型光电二极管
1.5.4 金刚石探测器
1.6 研究思路及内容
第二章 蒙特卡罗计算方法
2.1 蒙特卡罗基本思想
2.2 蒙特卡罗方法的优缺点
2.3 蒙特卡罗方法软件
2.3.1 MCNP
2.3.2 Geant4
2.3.3 FLUKA
2.3.4 EGS
2.3.5 SRIM
2.3.6 SANDYL
第三章 超导腔束流损失辐射场的模拟计算
3.1 质子与物质的相互作用
3.2 质子在铌中射程模拟计算
3.3 超导腔束损辐射场的模拟
3.4 本章小结
第四章 HWR腔束损探测研究
4.1 不同粒子的探测方式
4.2 注入器Ⅱ场致辐射的测量
4.3 低能段束损探测的困难
4.4 常用束损探测器分析
4.5 本章小结
第五章 探测器测试及模拟计算研究
5.1 塑料闪烁体探测器测试
5.2 金刚石对粒子的探测效率的模拟研究
5.3 金刚石探测器在束损探测的模拟
5.4 束损角度对探测的影响
5.5 束损保护探测时间与束流损失率的关系
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 总结
6.2 结论
6.3 展望
参考文献
附录一 超导腔辐射场模拟计算部分输入文件
附录二 金刚石探测器探测效率模拟计算部分输入文件
发表文章
【参考文献】：
期刊论文
[1]ADS注入器Ⅱ热冲击损伤研究（英文）[J]. 贺守波,何源,王志军,杨阳阳,张生虎,赵红卫. 原子核物理评论. 2014(03)
[2]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)
[3]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)
[4]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)
[5]Design and construction of the first prototype ionization chamber for CSNS and PA beam loss monitor （BLM） system[J]. 徐美杭,田建民,陈昌,陈元柏,徐韬光,陆双桐. 中国物理C. 2009(02)
[6]四种蒙特卡罗程序的比较计算[J]. 邱睿,李君利,武祯,曾志. 原子能科学技术. 2008(12)
[7]CVD金刚石在辐射探测领域中的应用[J]. 周海洋,朱晓东,詹如娟. 核技术. 2005(02)
[8]强流质子加速器物理与技术关键问题[J]. 傅世年,方守贤,关遐龄. 中国核科技报告. 2001(00)
[9]高功率质子加速器的国际发展及国内研究条件[J]. 陈银宝. 原子能科学技术. 1996(04)
本文编号：3200103
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 概述
1.1.1 国外的发展
1.1.2 国内的发展
1.2 束流损失及其研究意义
1.3 束损探测的原理
1.4 束流损失探测的发展
1.5 常见束损探测器的运用
1.5.1 电离室
1.5.2 闪烁体探测器
1.5.3 PIN型光电二极管
1.5.4 金刚石探测器
1.6 研究思路及内容
第二章 蒙特卡罗计算方法
2.1 蒙特卡罗基本思想
2.2 蒙特卡罗方法的优缺点
2.3 蒙特卡罗方法软件
2.3.1 MCNP
2.3.2 Geant4
2.3.3 FLUKA
2.3.4 EGS
2.3.5 SRIM
2.3.6 SANDYL
第三章 超导腔束流损失辐射场的模拟计算
3.1 质子与物质的相互作用
3.2 质子在铌中射程模拟计算
3.3 超导腔束损辐射场的模拟
3.4 本章小结
第四章 HWR腔束损探测研究
4.1 不同粒子的探测方式
4.2 注入器Ⅱ场致辐射的测量
4.3 低能段束损探测的困难
4.4 常用束损探测器分析
4.5 本章小结
第五章 探测器测试及模拟计算研究
5.1 塑料闪烁体探测器测试
5.2 金刚石对粒子的探测效率的模拟研究
5.3 金刚石探测器在束损探测的模拟
5.4 束损角度对探测的影响
5.5 束损保护探测时间与束流损失率的关系
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 总结
6.2 结论
6.3 展望
参考文献
附录一 超导腔辐射场模拟计算部分输入文件
附录二 金刚石探测器探测效率模拟计算部分输入文件
发表文章
【参考文献】：
期刊论文
[1]ADS注入器Ⅱ热冲击损伤研究（英文）[J]. 贺守波,何源,王志军,杨阳阳,张生虎,赵红卫. 原子核物理评论. 2014(03)
[2]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)
[3]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)
[4]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)
[5]Design and construction of the first prototype ionization chamber for CSNS and PA beam loss monitor （BLM） system[J]. 徐美杭,田建民,陈昌,陈元柏,徐韬光,陆双桐. 中国物理C. 2009(02)
[6]四种蒙特卡罗程序的比较计算[J]. 邱睿,李君利,武祯,曾志. 原子能科学技术. 2008(12)
[7]CVD金刚石在辐射探测领域中的应用[J]. 周海洋,朱晓东,詹如娟. 核技术. 2005(02)
[8]强流质子加速器物理与技术关键问题[J]. 傅世年,方守贤,关遐龄. 中国核科技报告. 2001(00)
[9]高功率质子加速器的国际发展及国内研究条件[J]. 陈银宝. 原子能科学技术. 1996(04)
本文编号：3200103
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3200103.html
