【摘要】：隨著加速器的發(fā)展,束流損失探測器(Beam loss monitor,BLM)被廣泛應用于加速器的運行與調試。由于束流損失探測器的安裝位置對其探測信號的靈敏度有較大的影響,因而在束流損失監(jiān)測器安裝前需要對束流損失進行準確的分析計算從而找出束流損失探測器最佳安裝位置來保證其工作性能。本文針對強流負氫回旋加速器上的束流輸運管線,利用G4beamline程序對整體管線上的束流損失分布進行計算,討論了管線上的次級粒子種類及其分布;對100?A流強下束流管線上的空間電荷效應進行分析,討論了該束流強度下空間電荷效應對束流損失影響。計算結果為束流損失探測器提供了可靠的安裝位置信息。同時,對安裝后的束流損失探測器性能進行了實驗測試,包括BLM的坪曲線測定,流強與BLM信號的關系,四極磁鐵對BLM信號的影響以及法拉第杯測量束流時對BLM信號的影響。此外,實驗還分析了束流損失探測器對束流偏轉的監(jiān)測能力。針對結果中出現的束流損失探測器兩端信號的不均勻性,提出一種可行的優(yōu)化方案,通過導向磁鐵和剝離膜的共同作用能夠降低兩端的信號差,并通過實驗驗證了該方案的可行性。對該實驗方案過程進行仿真分析,指出該方案對束流損失探測器信號的調整是通過改變束流損失探測器處束流中心位置實現的并給出偏轉角度與束流中心位置以及束流損失探測器信號的對應關系。
【圖文】：

( A )( A )(1 A )H+35-70 375 2(0.05 45) 23205 10He2+70 70 0.07-0.13102 10HH+35 50 0.1-13410 10D-15-35 50 0.05-1.23205 10Arronax 分為加速間與工作間，加速間為主加速器所在房間，工作間為束流引出行放射性同位素生產、靶源照射的區(qū)域。由于輻射防護的需要，兩區(qū)域之間安裝有土墻作為輻射屏蔽措施。目前加速器上有六個工作間[38]，共 9 條束流傳輸管線，如.2 所示。Arronax 的束流管線一般由一個偏轉磁鐵，一個 y-x 雙向導向磁鐵，兩個 極磁鐵組(最大磁場強度 10T/m)，法拉第杯，中子衰變器，墻壁(3.5m)，準直器，靶。但對于 Ax 工作間來說，在其工作間安裝有另一個偏轉磁鐵以將束流分離至三條管線上以滿足不同的實驗需求，如利用脈沖 He2+粒子進行放射化學實驗，PIXE，反面的測量等。在這些束流管線中，，A1、A2、P2、P3 束流管線是用于放射線同位素產，P1 管線主要用于中子激發(fā)實驗。

行空間電荷作用模擬，其也可以對粒子在物質間的反應進行計算，追蹤碰撞反應所產生的次級粒子。.G4beamline 能夠統計的物理量包括能量沉積，束流尺寸，束流包絡線，粒子動量，同時也能對磁場，電場進行調試以得到更為準確的運算結果。G4beamline 的計算模型和數據庫主要采用 Geant4 中的已有計算模塊，但同時作為開源軟件，在已有數據庫或者模型無法滿足計算需求時，我們也能夠直接將新設計的計算模塊添加到程序中進行計算。3.3 A1 管線構件及仿真A1 管線的分布如圖 3.3 所示，因為法拉第杯以及中子衰減器在正常運行時位于管線外部，對于束流損失計算該部分沒有貢獻，因而分布圖中并未標出。A1 管線的管壁內徑為 50mm，根據其位置的不同，主要有三種類型的壁面。其中，自混凝土隔離墻至后方四極磁鐵入口處的管壁為 1.5mm 的 INOX 合金；后方準直器至靶上的 118mm 長的管道，該段管道壁厚為 4mm，材料為鋁合金；管線的其他部分管厚都為 5mm 的鋁合金。相應的管壁材料列于表 3.2 中。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TL507

【參考文獻】

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1 楊建俊;宋國芳;鐘俊晴;;CYCIAE-100回旋加速器低能刮束板上束流損失的計算[J];中國原子能科學研究院年報;2013年00期

2 袁月;王生;彭軍;苑堯碩;姚澤恩;;CSNS直線加速器空間電荷效應的模擬研究[J];原子能科學技術;2014年05期

3 馬忠劍;隨艷峰;王慶斌;吳青彪;;FLUKA程序在法拉第杯設計中的應用[J];強激光與粒子束;2013年01期

4 張?zhí)炀?姚紅娟;李振國;管鋒平;溫立鵬;解懷東;安世忠;楊建俊;;緊湊型回旋加速器物理問題及調束技術[J];強激光與粒子束;2013年01期

5 李志平;劉渭濱;黃楠;王生;;CSNS/LRBT優(yōu)化設計及空間電荷效應影響研究[J];原子能科學技術;2012年S1期

6 黃明陽;王娜;邱靜;王生;黃楠;;CSNS/RCS粒子散射束流損失研究[J];原子能科學技術;2012年S1期

7 田建民;徐美杭;趙中亮;陳昌;阮向東;陳元柏;徐韜光;陸雙桐;;Improved design and construction of an ionization chamber for the CSNS beam loss monitor (BLM)[J];中國物理C;2012年04期

8 任麗;邱睿;曾鳴;李君利;邵貝貝;;FLUKA在上海光源增強器束流損失監(jiān)測系統模擬中的應用[J];清華大學學報(自然科學版);2011年05期

9 孫玉聰;藍杰欽;張劍鋒;徐宏亮;孫葆根;;合肥光源托歇克效應損失電子的探測[J];強激光與粒子束;2011年03期

10 趙中亮;陳昌;徐美杭;田建民;阮向東;韓晨霞;陳元柏;徐韜光;陸雙桐;;CSNS束流損失監(jiān)控(BLM)系統電離室的改進[J];核電子學與探測技術;2011年01期

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3 秦斌;虛擬樣機環(huán)境下的緊湊型回旋加速器物理設計[D];華中科技大學;2007年

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1 趙良超;基于PIC方法的強流粒子束空間電荷效應的研究[D];華中科技大學;2010年

2 馮義章;回旋加速器非線性強流空間電荷效應仿真研究[D];華中科技大學;2008年

3 劉江濤;北京試驗束裝置上大功率法拉第杯設計制造[D];蘭州大學;2007年

本文編號：2657051