Nd₂Fe₁₄B永磁體是高能同步輻射光源插入件的核心構(gòu)件,永磁體在高能電子加速器的混合輻射場(chǎng)中可能產(chǎn)生退磁的現(xiàn)象是高能同步輻射光源的一個(gè)重要問題。本文采用蒙特卡羅軟件FLUKA模擬分析了Spring-8的電子直射Nd₂Fe₁₄B磁陣列的輻照損傷實(shí)驗(yàn),建立了Nd₂Fe₁₄B磁陣列輻照劑量和退磁的關(guān)系。使用高能同步輻射光源（High Energy Photon Source,HEPS）波蕩器插入件模型和恒流注入模式束流損失參數(shù),計(jì)算了各個(gè)磁極受到的吸收劑量分布,分析了HEPS光束線站波蕩器插入件的退磁情況。計(jì)算結(jié)果表明:插入件永磁體的退磁現(xiàn)象在入口處比較嚴(yán)重;插入件受到輻照劑量和束流損失的方式有很大關(guān)系,在52.5 nC電子直射損失在插入件入口、25.5 nC電子均勻損失在極板間隙的情況下,受輻照最嚴(yán)重的磁極運(yùn)行2.1 a的輻照退磁可以達(dá)到5%,如果直射損失部分電子的比例變小,插入件的壽命會(huì)有一定程度的提高;在插入件入口處放置一定厚度的屏蔽材料或者增大極板間隙...

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【部分圖文】：

圖1 插入件磁陣列示意圖(a)混合結(jié)構(gòu)，(b) Halbach結(jié)構(gòu)

目前國內(nèi)外對(duì)輻照導(dǎo)致永磁體退磁的機(jī)理存在爭(zhēng)論，主要有兩種觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)是熱效應(yīng)（入射粒子的能量沉積導(dǎo)致局部溫度高于居里溫度引起的退磁）和電離效應(yīng)（入射粒子與核外電子相互作用，改變?cè)哟啪�，�?dǎo)致磁體的磁疇結(jié)構(gòu)發(fā)生改變）[16]，這類變化是可逆的，磁體再次充磁至飽和可以恢復(fù)原來的磁體....

圖2 HEPS波蕩器插入件計(jì)算模型(a)側(cè)視剖面圖，(b)橫截面剖面圖

本次研究選取了HEPS低維結(jié)構(gòu)探針線站初步設(shè)計(jì)的波蕩器插入件，產(chǎn)生的同步輻射光能量范圍為4.8～40keV，插入件的上下兩個(gè)極板是Nd2Fe14B磁極與鐵鈷釩材料的極片交錯(cuò)排列的混合結(jié)構(gòu)，極板間隙5.2mm，共有194個(gè)磁周期，每個(gè)周期長20.6mm，峰值磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.1....

圖3 FLUKA模擬時(shí)使用束流損失模型(a)束流損失在插入件入口，(b)束流以1 mrad的角度均勻損失在磁間隙表面

圖3(a）為橫向尺寸5mm、縱向尺寸1mm的電子束直射極板的側(cè)面，入射位置距離磁體表面6mm；圖3(b）為電子以一定的角度（1mrad）均勻入射插入件磁體的表面，電子能量均為6GeV。加速器調(diào)束過程中，束流動(dòng)力學(xué)孔徑是可以調(diào)整的，直射插入件入口以及均勻損失在磁間隙上的....

圖4 不同束流損失狀態(tài)下插入件磁極中的吸收劑量

為了了解不同的束流損失方式對(duì)插入件的影響，利用FLUKA軟件（軟件版本：FLUKA2020.0-3）的USRBIN卡的DOSE選項(xiàng)記錄6GeV電子入射插入件后磁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的吸收劑量和空間分布。圖4是不同束流損失狀態(tài)下（直射部分電子占比分別為30%、50%、70%），磁體內(nèi)吸收劑....

本文編號(hào)：4017194