期刊论文

Design and Thermal Analysis of a High-power Faraday Cup for CSNS-Ⅱ

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机电工程技术

1009-9492

2023

52

04

85-89

国家自然科学基金青年科学基金资助项目（编号：211805220）；

本校为第一机构

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1 377 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。

A high-power Faraday cup was designed to absorb and stop the beam to protect the superconducting cavity during the beam commissioning of 80 MeV drift tube linear accelerator(DTL)in China Spallation Neutron Source phase II(CSNS-II).The energy deposition of 80MeV proton b...MORE A high-power Faraday cup was designed to absorb and stop the beam to protect the superconducting cavity during the beam commissioning of 80 MeV drift tube linear accelerator(DTL)in China Spallation Neutron Source phase II(CSNS-II).The energy deposition of 80MeV proton bea...