CSNS-Ⅱ高功率法拉第筒设计与热分析

Li Pengxin,Yang Tao, Yang Renjun,Wang Anxin,Fan Xiangfang

Mechanical & Electrical Engineering Technology（2023）

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摘要

设计了一种高功率法拉第筒,用于中国散裂中子源二期工程(CSNS-II)中80MeV漂移管直线加速器(DTL)调束阶段,以吸收和截止束流,并保护下游的超导腔.通过蒙特卡罗程序模拟了80 MeV质子束在不同材料中的能量沉积,为质子束在材料中热源分布的建立提供了依据.使用有限元分析软件ANSYS对结构模型进行热分析,通过材料与结构的分析比较,最终选择以石墨作为面向束流吸收材料、束流与收集靶法线夹角为70°的斜靶结构.当束流参数脉冲宽度为500μs,频率为25 Hz时,达到平衡后峰值温度约为1377 K,未超过相应的石墨材料熔点,结构设计满足工程应用需求.

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关键词

CSNS,Faraday cup,Monte Carlo,energy deposition,thermal analysis

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