GeV 能区质子束流在ADS散裂靶中的能量沉积研究

基本信息
批准号:91226107
项目类别:重大研究计划
资助金额:80.00
负责人:张雪荧
学科分类:
依托单位:中国科学院近代物理研究所
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:于全芝,葛红林,马飞,张宏斌,李建洋,鞠永芹,沈飞
关键词:
能量沉积热释光探测器散裂靶质子束流模拟计算
结项摘要

Knowledge of the energy deposition in target materials is an important part of the computer simulation of materials properties under the irradiation. The accuracy of such parameters is of paramount importance for the design study of the power sub-critical systems driven by proton accelerator (ADS), especially liquid-metal spallation target. The goal of this project is to analyze the energy deposition in the targets and the structural material irradiated with intermediate energy protons. The energy deposition will be calculated with the help of different models incorporated in the MCNPX package、GEANT4 and others code. At the same time, the method of measurement energy deposition with thermoluminescence detectors (TLDs) will be developed. Using high energy proton beam from HIRFL-CSR, such measurements of energy release in target and structural material will be carried out by TLDs. The energy deposition were obtained by analytical thermoluminescent data. Through the comparison the modern code calculations of the energy deposition with the experimental data, the refined physical model of heat deposition parameters are proposed to simplify a technical calculation of heat deposition in real targets.

散裂靶是ADS嬗变系统中耦合加速器和反应堆的重要系统,在GeV能量的质子束流轰击时,有大量的能量沉积在散裂靶及结构材料中,能量沉积的特征及其机理对于散裂靶设计非常重要。项目首先借助各种数值模拟程序,如MCNPX、GEANT4及自主开发程序,对能量沉积进行分析计算,分析其机理和主要特征;同时,发展热释光探测器测量技术,掌握热释光测量能量沉积的关键技术;最后,在模拟结果的指导下,设计合理的实验方案,实验测量质子束流轰击各种实验靶材料时的能量沉积数据。通过实验数据和数值模拟对比分析校核,掌握高能质子的能量沉积机理和特征,提高散裂靶的模拟设计程序可靠性。

项目摘要

散裂靶是ADS嬗变系统中耦合加速器与次临界反应堆的重要系统。高能质子束轰击散裂靶时,有大量的能量沉积在散裂靶及结构材料中,能量沉积的特征及机理对于ADS散裂靶的设计非常重要,但相关的参考实验数据很少。项目利用60Co放射源、HIRFL-CSR提供的400MeV/u 和165MeV/u高能碳离子束流,对LiF:Mg,Ti、LiF:Mg,Cu,P等热释光探测器的发光曲线、能量响应、相对探测效率等完成了测量和评价;并对高能重带电粒子在重金属靶中的能量沉积开展了测试实验,掌握了能量沉积测量的基本实验及数据分析方法。完成了250MeV质子束在厚W靶和Pb靶中的能量沉积分布实验测量,获得了关键实验数据,并与模拟程序MCNPX、FLUKA、PHITS、GEANT4等计算结果进行对比分析,明确了散裂靶内能量沉积机理的物理机制,对于ADS散裂靶方案设计提供了重要依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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