Taper型超导腔低温恒温器的研制
发布时间：2021-09-09 10:17
加速器驱动次临界系统（Accelerator Driven Sub-critical System简称ADS）是由加速器、散列靶和次临界反应堆等组成的系统,在有效处理核废料的同时也可以利用核裂变发电,具有很好的经济性和系统安全性,被国际公认为最有前景的核废料嬗变技术途径。中科院近代物理研究所承担的ADS注入器Ⅱ直线加速器主要由离子源（ECR）、低能束流传输线（LEBT）、射频四极加速器（RFQ）、中能束流传输线（MEBT）、超导加速段和高能束流传输线（HEBT）等组成,其中超导加速段由两个HWR010型低温恒温器+Taper型低温恒温器+Spoke型低温恒温器（CM1+CM2+CM3+CM4）共四个低温恒温器组成,所加速的质子束能量可达25MeV。超导直线低温恒温器是一个由超导高频、超导磁体、束诊元件等多种类型的部件组成的复杂系统,由于ADS项目直线加速器超导段尺寸空间和低温系统的限制要求,在为超导元件提供稳定可靠的低温和真空工作环境的同时,各部件不同接口紧凑型装配结构的合理设计和低温恒温器系统热负载的有效优化是Taper型低温恒温器研制的巨大挑战。本文所研制的ADS Taper型超导...
【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】：183 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
ADS原理示意图
所、高能物理研究所、合肥物质科学研究院承担，中科院及国内其他相关研究单位参与,如图 1.2 所示。图1.2 中国 ADS 发展路线图[4]Figure 1.2 The development roadmap of Chinese ADS强流质子直线加速器是加速器驱动嬗变研究装置的基本组成部分，其作用主要是用来产生强流、大功率质子束，通过质子束轰击散裂中子靶产生高通量中子来维持次临界堆内持续链式反应，从而达到嬗变核废料的目的。中科院近代物理研究所承担的 ADS 注入器Ⅱ直线加速器主要由离子源（ECR）、低能束流传输线（LEBT）、射频四极加速器（RFQ）、中能束流传输线（MEBT）、超导加速段和高能束流传输线（HEBT）等组成[5-8]。其中超导加速段随着项目的进展，先后经历了单腔测试恒温器（TCM1）、六腔测试恒温器（TCM6）、HWR 型六腔双恒温器（CM1+CM2）、HWR 型六腔双恒温器+Taper型低温恒温器+Spoke 型低温恒温器（CM1+CM2+CM3+CM4）四个阶段，所加速的质子束能量分别达到了 2.5MeV、5MeV、10MeV 和 25MeV，如图 1.3 所示。
图1.3 ADS注入器Ⅱ项目发展历程[4]Figure 1.3 Development process of ADS injector Ⅱaper 型低温恒温器因其内部所安装的 Taper 型超导腔体而得名，Ta工作频率 162.5 MHz, 是一种 beta = 0.15 的 HWR 腔型，因其内腔又称为 Taper 型超导腔。Taper 型低温恒温器主要包括 4.2 K 冷质量er 型超导腔体组件、5 组超导螺线管和 4 组冷 BPM）、悬吊支撑系、冷却系统、磁屏蔽系统（常温/低温）、冷屏系统、真空室以及安，是用于先导专项 ADS 第 4 阶段（图 1.4-图 1.5）及十二五项目用的一种新型低温恒温器，该研制任务是 ADS 研究的关键内容，S 项目的关键技术，该型大型低温恒温器为国内首次研制，可以将 11 MeV 加速至 18 MeV 左右，详细数据见表 1.1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]恒温器箱形真空壳体的研制[J]. 孙志和,万玉琴,王沛,白峰,卢毛磊,黄倩. 真空与低温. 2017(02)
[2]ADS超导直线加速器的准直方法[J]. 孙国珍,张斌,袁建东,姚俊杰,王锋锋. 低温与超导. 2017(03)
[3]从常规超导到铜基超导、铁基超导——超导的发展及应用[J]. 邹子晨. 世界有色金属. 2016(20)
[4]液氮传导冷却型高温超导电流引线研制[J]. 刘承连,丁开忠,周挺志,冯汉升,陆坤,宋云涛. 低温工程. 2016(01)
[5]ADS注入器Ⅱ10MeV加速器液氦分配系统设计[J]. 牛小飞,韩彦宁,姜子运,王先进,白峰,郭晓虹,张军辉. 强激光与粒子束. 2015(11)
[6]直面挑战 追梦核裂变能可持续发展——“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”战略性先导科技专项及进展[J]. 中国科学院"未来先进核裂变能——ADS嬗变系统"战略性先导科技专项研究团队. 中国科学院院刊. 2015(04)
[7]低温超导组件的标定与准直测量[J]. 袁建东,张斌,姚俊杰. 低温与超导. 2015(04)
[8]ADS注入器ⅡCry Module的低温准直测量技术[J]. 袁建东. 低温物理学报. 2015(02)
[9]HWR腔水平测试恒温器热辐射屏设计与测试[J]. 韩彦宁,张鹏,牛小飞,万玉琴,张军辉. 低温与超导. 2014(12)
[10]高温超导材料的发展和应用现状[J]. 吴兴超,李永胜,徐峰. 材料开发与应用. 2014(04)
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
本文编号：3391915
【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】：183 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
ADS原理示意图
所、高能物理研究所、合肥物质科学研究院承担，中科院及国内其他相关研究单位参与,如图 1.2 所示。图1.2 中国 ADS 发展路线图[4]Figure 1.2 The development roadmap of Chinese ADS强流质子直线加速器是加速器驱动嬗变研究装置的基本组成部分，其作用主要是用来产生强流、大功率质子束，通过质子束轰击散裂中子靶产生高通量中子来维持次临界堆内持续链式反应，从而达到嬗变核废料的目的。中科院近代物理研究所承担的 ADS 注入器Ⅱ直线加速器主要由离子源（ECR）、低能束流传输线（LEBT）、射频四极加速器（RFQ）、中能束流传输线（MEBT）、超导加速段和高能束流传输线（HEBT）等组成[5-8]。其中超导加速段随着项目的进展，先后经历了单腔测试恒温器（TCM1）、六腔测试恒温器（TCM6）、HWR 型六腔双恒温器（CM1+CM2）、HWR 型六腔双恒温器+Taper型低温恒温器+Spoke 型低温恒温器（CM1+CM2+CM3+CM4）四个阶段，所加速的质子束能量分别达到了 2.5MeV、5MeV、10MeV 和 25MeV，如图 1.3 所示。
图1.3 ADS注入器Ⅱ项目发展历程[4]Figure 1.3 Development process of ADS injector Ⅱaper 型低温恒温器因其内部所安装的 Taper 型超导腔体而得名，Ta工作频率 162.5 MHz, 是一种 beta = 0.15 的 HWR 腔型，因其内腔又称为 Taper 型超导腔。Taper 型低温恒温器主要包括 4.2 K 冷质量er 型超导腔体组件、5 组超导螺线管和 4 组冷 BPM）、悬吊支撑系、冷却系统、磁屏蔽系统（常温/低温）、冷屏系统、真空室以及安，是用于先导专项 ADS 第 4 阶段（图 1.4-图 1.5）及十二五项目用的一种新型低温恒温器，该研制任务是 ADS 研究的关键内容，S 项目的关键技术，该型大型低温恒温器为国内首次研制，可以将 11 MeV 加速至 18 MeV 左右，详细数据见表 1.1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]恒温器箱形真空壳体的研制[J]. 孙志和,万玉琴,王沛,白峰,卢毛磊,黄倩. 真空与低温. 2017(02)
[2]ADS超导直线加速器的准直方法[J]. 孙国珍,张斌,袁建东,姚俊杰,王锋锋. 低温与超导. 2017(03)
[3]从常规超导到铜基超导、铁基超导——超导的发展及应用[J]. 邹子晨. 世界有色金属. 2016(20)
[4]液氮传导冷却型高温超导电流引线研制[J]. 刘承连,丁开忠,周挺志,冯汉升,陆坤,宋云涛. 低温工程. 2016(01)
[5]ADS注入器Ⅱ10MeV加速器液氦分配系统设计[J]. 牛小飞,韩彦宁,姜子运,王先进,白峰,郭晓虹,张军辉. 强激光与粒子束. 2015(11)
[6]直面挑战 追梦核裂变能可持续发展——“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”战略性先导科技专项及进展[J]. 中国科学院"未来先进核裂变能——ADS嬗变系统"战略性先导科技专项研究团队. 中国科学院院刊. 2015(04)
[7]低温超导组件的标定与准直测量[J]. 袁建东,张斌,姚俊杰. 低温与超导. 2015(04)
[8]ADS注入器ⅡCry Module的低温准直测量技术[J]. 袁建东. 低温物理学报. 2015(02)
[9]HWR腔水平测试恒温器热辐射屏设计与测试[J]. 韩彦宁,张鹏,牛小飞,万玉琴,张军辉. 低温与超导. 2014(12)
[10]高温超导材料的发展和应用现状[J]. 吴兴超,李永胜,徐峰. 材料开发与应用. 2014(04)
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
本文编号：3391915
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