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脉冲束流下车载加速器中子源靶传热特性
1
作者
胡耀程
范晶晶
+8 位作者
谢宇鹏
李晓博
李竞伦
张凡曦
苏浩泉
孙秋宇
杨一帆
李海鹏
王盛
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期84-93,共10页
为了研究不同脉冲束流频率下车载加速器中子源靶的传热特性及其热动态响应,通过调整脉冲束流的频率或脉宽对背部冷却微通道靶的传热性能进行模拟,并通过分析靶内部结构的热沉积分布,探究车载加速器中子源靶的热负载上限以及制约束流的...
为了研究不同脉冲束流频率下车载加速器中子源靶的传热特性及其热动态响应,通过调整脉冲束流的频率或脉宽对背部冷却微通道靶的传热性能进行模拟,并通过分析靶内部结构的热沉积分布,探究车载加速器中子源靶的热负载上限以及制约束流的因素。选用能量为2.5 MeV、峰值流强为10 mA的束流开展模拟,结果表明:当束流占空比保持在3%不变时,靶的最高温度呈周期波动,且存在上下包络;随着束流频率的上升,每个脉冲周期内靶的上包络温度逐渐下降,这是由于每个脉冲期间的热冲击下降所导致的;频率上升时,每个周期内加热时间与冷却时间同时缩短,导致其下包络温度在最开始增大后基本保持不变;靶的最高温度随着束流频率增加出现从锂层到中间层钽层的转移。该研究对于车载加速器中子源的束流参数选择和靶冷却设计具有一定的参考价值。
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关键词
车载加速器中子源
靶
脉冲束流
传热特性
占空比
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职称材料
用于车载加速器中子源的边缘冷却靶结构研究
被引量：
2
2
作者
李晓博
胡耀程
+8 位作者
范晶晶
李竞伦
乔朝蓬
谢宇鹏
马宝龙
吕永盛
刘蕴韬
李玮
王盛
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期160-171,共12页
为解决车载加速器中子源锂靶出射中子衰减的问题,提出了冷却水在侧面流动的边缘冷却靶结构,研究其辐照损伤、冷却效果和出射中子品质等性能。在靶结构中引入由钒制成的中间层,从氢原子扩散和辐照损伤的角度分析了质子对靶结构材料的影响...
为解决车载加速器中子源锂靶出射中子衰减的问题,提出了冷却水在侧面流动的边缘冷却靶结构,研究其辐照损伤、冷却效果和出射中子品质等性能。在靶结构中引入由钒制成的中间层,从氢原子扩散和辐照损伤的角度分析了质子对靶结构材料的影响;基于有限元软件COMSOL Multiphysics,建立了不同质子束流轰击下的共轭传热模型来预测锂靶温度,并通过实验进行了验证;采用蒙特卡罗方法比较了靶结构的前冲方向中子产额,并对边缘冷却靶结构的感生放射性进行了评估。结果表明:钒中间层的引入可以有效促进氢原子的扩散和容纳过程,减轻氢脆对铜基板的影响;对于功率为250W、半径大于0.75cm的高斯分布质子束斑,边缘冷却靶结构的最高温度可以控制在140℃以下,冷却模拟结果相比于实验结果更为保守;边缘冷却靶结构在前冲方向的中子产额损失更小,具有10%左右的优势。边缘冷却靶结构在保证高效冷却的基础上,提高了前冲方向的中子产额,在车载加速器中子源上具有长寿且可靠运行的潜力,可为靶结构的相关研究提供参考。
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关键词
锂靶
车载加速器中子源
中子
衰减
边缘冷却靶结构
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职称材料
题名
脉冲束流下车载加速器中子源靶传热特性
1
作者
胡耀程
范晶晶
谢宇鹏
李晓博
李竞伦
张凡曦
苏浩泉
孙秋宇
杨一帆
李海鹏
王盛
机构
西安交通大学核科学与技术学院
西安交通大学湖州中子科学实验室
华硼中子科技(杭州)有限公司
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期84-93,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(12375159,1210050454)
广东省基础与应用基础研究基金资助项目(2020B1515120035)。
文摘
为了研究不同脉冲束流频率下车载加速器中子源靶的传热特性及其热动态响应,通过调整脉冲束流的频率或脉宽对背部冷却微通道靶的传热性能进行模拟,并通过分析靶内部结构的热沉积分布,探究车载加速器中子源靶的热负载上限以及制约束流的因素。选用能量为2.5 MeV、峰值流强为10 mA的束流开展模拟,结果表明:当束流占空比保持在3%不变时,靶的最高温度呈周期波动,且存在上下包络;随着束流频率的上升,每个脉冲周期内靶的上包络温度逐渐下降,这是由于每个脉冲期间的热冲击下降所导致的;频率上升时,每个周期内加热时间与冷却时间同时缩短,导致其下包络温度在最开始增大后基本保持不变;靶的最高温度随着束流频率增加出现从锂层到中间层钽层的转移。该研究对于车载加速器中子源的束流参数选择和靶冷却设计具有一定的参考价值。
关键词
车载加速器中子源
靶
脉冲束流
传热特性
占空比
Keywords
transportable accelerator neutron source target
pulsed beam
heat transfer characteristics
duty cycle
分类号
O571.53 [理学—粒子物理与原子核物理]
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职称材料
题名
用于车载加速器中子源的边缘冷却靶结构研究
被引量：
2
2
作者
李晓博
胡耀程
范晶晶
李竞伦
乔朝蓬
谢宇鹏
马宝龙
吕永盛
刘蕴韬
李玮
王盛
机构
西安交通大学核科学与技术学院
中国原子能科学研究院核技术综合研究所
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期160-171,共12页
基金
广东省基础与应用基础研究基金资助项目(2020B1515120035)
中国核工业集团有限公司领创科研项目
日本理化学研究所International Program Associate(IPA)项目。
文摘
为解决车载加速器中子源锂靶出射中子衰减的问题,提出了冷却水在侧面流动的边缘冷却靶结构,研究其辐照损伤、冷却效果和出射中子品质等性能。在靶结构中引入由钒制成的中间层,从氢原子扩散和辐照损伤的角度分析了质子对靶结构材料的影响;基于有限元软件COMSOL Multiphysics,建立了不同质子束流轰击下的共轭传热模型来预测锂靶温度,并通过实验进行了验证;采用蒙特卡罗方法比较了靶结构的前冲方向中子产额,并对边缘冷却靶结构的感生放射性进行了评估。结果表明:钒中间层的引入可以有效促进氢原子的扩散和容纳过程,减轻氢脆对铜基板的影响;对于功率为250W、半径大于0.75cm的高斯分布质子束斑,边缘冷却靶结构的最高温度可以控制在140℃以下,冷却模拟结果相比于实验结果更为保守;边缘冷却靶结构在前冲方向的中子产额损失更小,具有10%左右的优势。边缘冷却靶结构在保证高效冷却的基础上,提高了前冲方向的中子产额,在车载加速器中子源上具有长寿且可靠运行的潜力,可为靶结构的相关研究提供参考。
关键词
锂靶
车载加速器中子源
中子
衰减
边缘冷却靶结构
Keywords
lithium target
transportable accelerator-driven neutron source
neutron attenuation
edge-cooling target structure
分类号
O571.53 [理学—粒子物理与原子核物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
脉冲束流下车载加速器中子源靶传热特性
胡耀程
范晶晶
谢宇鹏
李晓博
李竞伦
张凡曦
苏浩泉
孙秋宇
杨一帆
李海鹏
王盛
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
用于车载加速器中子源的边缘冷却靶结构研究
李晓博
胡耀程
范晶晶
李竞伦
乔朝蓬
谢宇鹏
马宝龙
吕永盛
刘蕴韬
李玮
王盛
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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