束流收集器的热计算
初级束流收集器是ISOL靶室系统的重要部件。它位于靶的后方，主要作用是对回旋加速器注入进靶室的剩余束流进行收集，并在靶被打穿的极端情况下，对束流进行收集以确保系统其他部件不受损害。收集器采用高熔点的材料作为接受束流轰击的部分，利用高导热性的铜基将热量传递给水冷系统。中心区域采用锥面以增大束流的分布面积。本工作对收集器的主要部分进行了热分析计算。计算假定注入束流为100MeV的质子束，总功率20kW，束流分布满足σ=5mm的正态分布。计算中考虑了质子在钨靶不同深度能量沉积的布拉格效应。通过铜基和冷却水之间的流体动力学模拟，在冷却水流速<5m/s，冷却水管分布在距离束流中心约100mm时，水管壁的温度约110˚C。收集器中心接受束流轰击的部分采用φ30mm的钨芯时中心区域的温度分布示，其中心最高温度2215˚C（2485K），远低于钨的熔点3680˚C。此时，铜基部分最高温度为677˚C（950K），同样低于铜的熔点1054˚C。从温度分布计算结果来看，束流收集器的结构方案是可行的。 [2]
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