用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及束流耦合方法。靶装置包括：用作靶体的多个固体颗粒；以及用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。本发明专利技术所述加速器驱动的中子产生装置及束流耦合方法中，对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行处理，可以克服现有技术中热交换低、运行寿命短、稳定性差和应用范围小等缺陷，以实现热交换高、运行寿命长、稳定性好和应用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及束流耦合方法。靶装置包括：用作靶体的多个固体颗粒；以及用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。本专利技术所述加速器驱动的中子产生装置及束流耦合方法中，对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行处理，可以克服现有技术中热交换低、运行寿命短、稳定性差和应用范围小等缺陷，以实现热交换高、运行寿命长、稳定性好和应用范围广的优点。【专利说明】用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法
本专利技术涉及用于中子产生装置的靶装置、一种加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法。
技术介绍
中子产生装置中，冷却剂与固态靶材料之间的热交换是制约其发展的主要因素。随着加速器束流功率的不断提高，固态靶已无法适应靶工作的需求。目前的固态靶基本运行于I兆瓦以下束流耦合环境中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种，由此例如解决束流轰击时移动热载体的选择及热移除的技术问题。本专利技术的另一个目的在于，提出一种加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，由此例如解决现有靶装置在高功率束流中不能长期使用的技术问题。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种用于中子产生装置的靶装置，该靶装置包括:用作靶体的多个固体颗粒；以及用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。根据本专利技术的一方面，所述固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。根据本专利技术的一方面，所述固体颗粒包括钨、钨合金材料、铀、铀合金、铀陶瓷材料、钍、钍合金和钍陶瓷材料中的任意一种材料。根据本专利技术的一方面，所述靶体反应腔室具有限定注入口的注入管道和限定引出口的引出管道，所述固体颗粒通过注入口注入靶体反应腔室，并且所述固体颗粒通过所述引出口从靶体反应腔室移出。根据本专利技术的一方面，靶体反应腔室的直径与所述多个固体颗粒的粒径的比例范围为5: 1-30: I ;和/或，注入管道的管径与靶体反应腔室的直径的比例范围为1: 1-1: 10;和/或，引出管道的管径与祀体反应腔室的直径的比例范围为1:1-1: 10。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种加速器驱动的中子产生装置，该加速器驱动的中子产生装置包括:用于容纳固体颗粒的靶体反应腔室，所述固体颗粒用作靶体；以及固体颗粒传送装置，所述固体颗粒传送装置用于将固体颗粒注入靶体反应腔室。根据本专利技术的一方面，所述加速器驱动的中子产生装置还包括:冷却装置，该冷却装置在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，对固体颗粒进行冷却，然后固体颗粒传送装置将固体颗粒注入靶体反应腔室。根据本专利技术的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括:分拣装置，该分拣装置构造成在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，选择预定标准的固体颗粒，然后将预定标准的固体颗粒注入靶体反应腔室。预定标准可以是固体颗粒的粒度、或其它质量指标等，这些指标可以借助于各种检测装置进行检测。根据本专利技术的一方面，所述固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。根据本专利技术的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括:设置在固体颗粒注入口和引出口中的至少一个处的用于暂时存储固体颗粒的缓冲室。根据本专利技术的一方面，所述固体颗粒传送装置构造成在束流作用在固体颗粒上的同时，使固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。根据本专利技术的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括:冷却装置和分拣装置，冷却装置对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行冷却，并且分拣装置从循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒中选择预定标准的固体颗粒。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，该方法包括:将用作靶体的固体颗粒注入靶体反应腔室，以及将束流作用在固体颗粒上。根据本专利技术的一方面，当束流作用在固体颗粒上的同时，固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。根据本专利技术的一方面，对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行处理。根据本专利技术的一方面，所述处理包括冷却固体颗粒和选择预定标准的固体颗粒。根据本专利技术的一方面，所述用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法可以是用于加速器驱动的中子产生装置的低功率束流耦合方法，或用于加速器驱动的中子产生装置的高功率束流耦合方法。根据本专利技术的一些实施方式，本专利技术可以解决现有靶装置在高功率束流轰击时的热移除的技术问题，从而实现热交换高、运行寿命长、稳定性好和应用范围广的优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。【专利附图】【附图说明】附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1为根据本专利技术的实施例的用于加速器驱动的中子产生装置的方框图；图2为根据本专利技术的实施例的用于加速器驱动的中子产生装置的离线系统的方框图；图3为根据本专利技术的实施例的用于加速器驱动的中子产生装置的离线系统的示意图；图4为根据本专利技术的实施例的靶主体的结构示意图；图5为根据本专利技术的实施例的靶主体中靶体反应腔室和固体颗粒的结构示意图。结合附图，本专利技术实施例中附图标记如下:11-靶体反应腔室；12_固体颗粒注入段；13_固体颗粒引出段；14_质子束入射管道；15-束流扫描及安全保护装置；16_固体颗粒。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。装置实施例如图1至图3所示，根据本专利技术的实施例的加速器驱动的中子产生装置100包括:第I子系统S1、第2子系统S2、第3子系统S3、第4子系统S4和第5子系统S5。第I子系统SI为加速器系统，用于提供加速器入射束流，束流的分布可根据需要设置为均匀分布、类高斯单峰分布、双峰分布等；粒子束的能量范围可以为IOOMeV至数个GeV;其强度由中子源需要的中子强度决定，束流强度可在0.1mA到数百个mA之间进行变化。第I子系统SI中可以包括束流弯曲磁铁、束流真空保护系统等组件。作为第I子系统SI的加速器系统可以采用任何公知的加速器系统。第2子系统S2为用于中子产生装置的靶装置100A(参见图4和5)，由靶体反应腔室11与固体颗粒16构成，入射束流轰击固体颗粒16组成的靶体，会在反应腔体11中发生初级散裂反应和级联反应产生大量中子。在靶体反应腔室11的一端设置固体颗粒注入段12，此注入段12可以与用于暂存固体颗粒16的第3子系统S3相连接，固体颗粒16将从第3子系统S3输入注入段12，在靶体反应腔室11的另一端设置有固体颗粒引出段13，此引出段13可连接至第4子系统S4，第4子系统S4用于暂存固体颗粒16。第3子系统S3可以包括固体颗粒传输装置和分拣装置，在这里固体颗粒将被检验并针对各种情况进行分流处理；第4子系统S4是固体颗粒暂存系统，可以包括固体颗粒传输装置及热交换器等，在这里热交换器将冷却固体颗粒；第5子系统S5为中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于中子产生装置的靶装置，包括：用作靶体的多个固体颗粒；以及用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹文龙，徐瑚珊，杨磊，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：