高能同步辐射光束线站轫致辐射吸收器设计

发布时间：2025-02-05 15:41

　　 在建的北京高能同步辐射光源是一个储存环电子能量6 GeV、流强200 mA的同步辐射光源。轫致辐射吸收器是光束线站中位于第一光学棚屋内的长方体铅或钨块,用来阻挡来自直线节的气体轫致辐射。基于工程材料线站的实际布局,使用蒙特卡罗软件FLUKA模拟计算了高能同步辐射正常运行工况下气体轫致辐射在第一光学棚屋内产生的散射光子和光核反应中子的能谱和角分布。结果表明:轫致辐射吸收器可以很好的阻止气体轫致辐射的传播,但产生的光核反应中子较难被棚屋铅墙屏蔽,根据光核反应中子的分布,设计了铅和含硼聚乙烯组合屏蔽的方式,有效地降低了第一光学棚屋内外的中子剂量当量率。

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【部分图文】：

图1 高能同步辐射光源主体建筑示意图

HEPS储存环有48个直线节，其中41个可以用来安装插入件，Ⅰ期工程计划建设14条光束线站，包括13条插入件线站和1条弯铁线站，图2给出了典型插入件光束线站──工程材料线站FOE内主要设备。直线节长6.072m，真空盒管道内径63mm，管壁厚2.5mm，直线节中心距离锯齿墙....

图2 典型光束线站FOE中的主要设备和轫致辐射吸收器示意图

图1高能同步辐射光源主体建筑示意图2直线节中的气体轫致辐射

图3 6 GeV电子在长6.072 m、真空度1.33×10-7 Pa直线节中产生的气体轫致辐射能谱

图3是直线节末端的气体轫致辐射的能谱。光子能量在超过光核反应的阈值时，会与照射到的物质产生光核反应中子（Photo-neutron）。根据入射光子的能量大小，光核反应中子主要来自三种途径[10]：巨共振衰变（入射光子能量10～30MeV）、伪氘核效应（入射光子能量50～300....

图4 第一光学棚屋内剂量率分布(a)光子，(b)中子

图6(a）统计了0°～150°的散射光子能谱（150°～180°内会统计到入射的轫致辐射光子），0°～90°内的散射光子通量仅占17.8%,BS很好地屏蔽了气体轫致辐射产生的前向和侧向的散射光子，但同时也产生了光核反应中子。图6(b）是0°～180°的中子的能谱，可以看出光核反应....

本文编号：4030070