C-ADS中的質(zhì)子束窗的物理設(shè)計(jì)研究.pdf

1、中國加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)(C-ADS)中，需要將強(qiáng)流質(zhì)子直線加速器的束流引入鉛鉍合金靶中，產(chǎn)生中子供給次臨界反應(yīng)堆以維持其裂變反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。強(qiáng)流質(zhì)子直線加速器運(yùn)行時(shí)，需要保持質(zhì)子所處的環(huán)境為高真空狀態(tài)，而中子靶內(nèi)存在氦氣和其它氣體，因此需要質(zhì)子束窗(PBW)將加速器真空管道和中子靶區(qū)進(jìn)行真空隔離。
　　 質(zhì)子束窗位于強(qiáng)流質(zhì)子直線加速器高能輸運(yùn)線(HEBT)末端，隔開直線加速器的真空室和充滿氦氣的中子靶區(qū)。質(zhì)子束流穿越束窗時(shí)會(huì)沉積

2、一定的熱功率，沉積的能量集中在質(zhì)子束窗膜的狹小體積中。同時(shí)，質(zhì)子與中子靶作用會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的背散射中子，這部分背散射中子會(huì)對(duì)束窗的微觀結(jié)構(gòu)造成損傷，并進(jìn)而降低束窗的力學(xué)性能。因此，質(zhì)子束窗面臨的熱功率問題和輻照損傷如何處理是一個(gè)重要問題。
　　 在這篇論文里，我們通過模擬計(jì)算質(zhì)子經(jīng)過低壓氦氣狀態(tài)時(shí)的損失情況，證實(shí)了質(zhì)子束窗在ADS裝置中的必要性，并模擬了質(zhì)子穿越質(zhì)子束窗時(shí)的熱功率沉積問題，以及質(zhì)子束的散射情況。利用蒙卡軟件Flu