ADS注入器-Ⅱ束流損失監(jiān)測研究.pdf

1、束流損失監(jiān)測系統(tǒng)是對束流損失加以監(jiān)測的加速器工具，在現(xiàn)代大型加速器中已經得到廣泛的應用，可以為加速器故障的診斷、機器安全的保護等提供有力的幫助。
　　注入器-Ⅱ是中國科學院戰(zhàn)略先導專項加速器驅動次臨界潔凈核能系統(tǒng)ADS強流質子加速器的注入器之一，采用全超導結構，質子束能量為10MeV，設計流強高達10mA。本論文從輻射場的模擬計算、擬選用探測器的研究、系統(tǒng)的在線監(jiān)測實驗三個方面對注入器-Ⅱ束流損失監(jiān)測的基本問題進行了探索性研究。首

2、先利用Monte-Carlo方法對注入器-Ⅱ的輻射場進行了模擬計算，給出了束流損失在不同位置條件下的中子、γ輻射場的分布，對束流損失探測器的安放位置的合理性進行了研究；而后，通過廣泛的調研，結合輻射場的特點，選擇了金剛石探測器、閃爍體中子探測器及正比計數(shù)管作為束流損失監(jiān)測的探測器解決方案，并對其可行性進行了研究。對備選的E6876型正比計數(shù)管、EJ-410快中子探測器、EJ-420熱中子探測器及金剛石探測器的基本性能進行了實驗測試，結果

3、顯示：正比計數(shù)管具有較高的靈敏度、較快的時間響應以及良好的信噪比等特點，可作為輔助探測器。EJ-410和EJ-420閃爍體中子探測器的中子信號均遠高于伽馬信號，中子甄別性能高，時間響應快，有望成為注入器-Ⅱ最為可能的束流損失探測器。金剛石探測器對中子、伽馬均有響應，有望在低能段的cryomodule內及加速器高能段的束流損失監(jiān)測方面有著一定的應用前景；此外，結合數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，對金剛石探測器進行了詳細的研究測試，分別在Pu-Be中子源、注

4、入器-Ⅱ以及HIRFL-128＃終端進行了測試，結果表明探測器在不同劑量率的輻射場中的響應具有良好的線性，從而使得束流損失監(jiān)測成為可能。
　　總的來講，根據(jù)對注入器-Ⅱ輻射場的研究，在當前注入器-Ⅱ布局條件下，由于超導腔場致發(fā)射、加速器部件活化以及束流收集而造成的背景輻射場遠高于由束流損失引起的輻射場，故難以通過次級輻射探測的方式來實現(xiàn)束流損失監(jiān)測。但在加速器建成以后，基于金剛石探測器、閃爍體中子探測器以及正比計數(shù)管的探測器組合有