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中国散裂中子源二期靶站关键部件辐照损伤模拟计算
1
作者
曹嵩
殷雯
+5 位作者
周斌
胡志良
沈飞
易天成
王松林
梁天骄
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期46-57,共12页
中国散裂中子源一期工程于2018年通过国家验收,当前束流功率已经达到140 kW.为进一步提高靶站慢化器输出中子强度,已经提出中国散裂中子源二期500 kW功率升级计划.靶站关键部件长期受到高通量、高能量的粒子辐照,会产生较强的辐照损伤,...
中国散裂中子源一期工程于2018年通过国家验收,当前束流功率已经达到140 kW.为进一步提高靶站慢化器输出中子强度,已经提出中国散裂中子源二期500 kW功率升级计划.靶站关键部件长期受到高通量、高能量的粒子辐照,会产生较强的辐照损伤,影响着这些部件的使用寿命.本文首先使用PHITS3.33程序计算了钨、SS316不锈钢、6061铝合金3种材料的质子和中子原子离位截面以及氢、氦的产生截面,并分析了NRT(Norgett-Robinson-Torrens)模型和热平衡前原子复位修正(athermal recombination corrected,ARC)模型对材料离位损伤的影响.在此基础上结合中国散裂中子源二期靶站基线模型计算了靶站关键部件在500 kW的束流功率下运行5000 h产生的原子离位次数(displacement per atom,DPA)以及氢、氦的产额.计算结果表明,钨靶受辐照后产生的NRT-dpa,ARC-dpa,H和He产额最大值分别为8.01 dpa/y(1 y=2500 MW·h),2.39 dpa/y,5110 appm/y(atom parts per million,appm,每百万原子中产生该原子的个数)和884 appm/y.同样也计算了靶容器、慢化器反射体容器和质子束窗的辐照损伤值,根据这些部件的辐照损伤值预估了各自的使用寿命.这些结果对分析中国散裂中子源二期靶站关键部件的辐照损伤情况,构建合理的维护方案有着十分重要的意义.
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关键词
中国散裂中子源二期靶站
辐照损伤
ARC-dpa
phits模拟
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职称材料
题名
中国散裂中子源二期靶站关键部件辐照损伤模拟计算
1
作者
曹嵩
殷雯
周斌
胡志良
沈飞
易天成
王松林
梁天骄
机构
中国科学院高能物理研究所
中国科学院大学核科学与技术学院
粤港澳中子散射科学技术联合实验室
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期46-57,共12页
基金
国家自然科学基金联合基金(批准号:U1932219)
广东省引进创新创业团队项目(批准号:2017ZT07S225)
中德科学基金研究交流中心资助的中德合作交流项目(批准号:M-0728)资助的课题
文摘
中国散裂中子源一期工程于2018年通过国家验收,当前束流功率已经达到140 kW.为进一步提高靶站慢化器输出中子强度,已经提出中国散裂中子源二期500 kW功率升级计划.靶站关键部件长期受到高通量、高能量的粒子辐照,会产生较强的辐照损伤,影响着这些部件的使用寿命.本文首先使用PHITS3.33程序计算了钨、SS316不锈钢、6061铝合金3种材料的质子和中子原子离位截面以及氢、氦的产生截面,并分析了NRT(Norgett-Robinson-Torrens)模型和热平衡前原子复位修正(athermal recombination corrected,ARC)模型对材料离位损伤的影响.在此基础上结合中国散裂中子源二期靶站基线模型计算了靶站关键部件在500 kW的束流功率下运行5000 h产生的原子离位次数(displacement per atom,DPA)以及氢、氦的产额.计算结果表明,钨靶受辐照后产生的NRT-dpa,ARC-dpa,H和He产额最大值分别为8.01 dpa/y(1 y=2500 MW·h),2.39 dpa/y,5110 appm/y(atom parts per million,appm,每百万原子中产生该原子的个数)和884 appm/y.同样也计算了靶容器、慢化器反射体容器和质子束窗的辐照损伤值,根据这些部件的辐照损伤值预估了各自的使用寿命.这些结果对分析中国散裂中子源二期靶站关键部件的辐照损伤情况,构建合理的维护方案有着十分重要的意义.
关键词
中国散裂中子源二期靶站
辐照损伤
ARC-dpa
phits模拟
Keywords
target station of China Spallation Neutron Source II
radiation damage
ARC-dpa
phits
simulation
分类号
O571.53 [理学—粒子物理与原子核物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
中国散裂中子源二期靶站关键部件辐照损伤模拟计算
曹嵩
殷雯
周斌
胡志良
沈飞
易天成
王松林
梁天骄
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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