上海硬X射线自由电子激光装置调试用束流收集桶的设计

摘要：

在建上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai high repetition rate XFEL and extreme light facility,SHINE)包含一台8 GeV的超导直线加速器,100 PW的激光系统,三条波荡线和10条实验线站.主加速器的第三磁压缩段(BC3段)有一调试用的束流收集桶,BC3段的调试电子流强为0.3μA、能量为7.7 GeV,束流功率为2.31 kW.本文从材料对7.7 GeV电子的能量吸收方面考虑,对束流收集桶的结构进行了确定.用ANSYS 17.0对束流收集桶的温度场进行了分析,结果证明在有表面空气自然对流换热的情况下,铝芯的最高温度为193.14℃,在束流收集桶坑道无外界换气的情况下,束流收集桶需要外围冷却水;用蒙特卡罗程序FLUKA对束流收集桶的活化进行了分析,保守假设束流收集桶连续注束2000 h.结果证明要保证停机1 h后,束流收集桶周围30 cm处的剩余辐射剂量小于25μSv/h,束流收集桶外围需要55～85 cm的混凝土屏蔽体;结果显示束流收集桶的剩余辐射剂量在30 min内衰减的非常快,这是由于刚停机时束流收集桶内产生的50％左右的放射性核素半衰期都小于10 min.

关键词：上海硬X射线自由电子激光装置、束流收集桶、ANSYS17.0、热分析、FLUKA、活化分析

所属期刊栏目：40

分类号：TL75(辐射防护)

在线出版日期：2021-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：510-515