XiPAF束流垃圾桶屏蔽设计及残余剂量评估

分类： 核科学技术 >> 粒子加速器 提交时间： 2025-04-29

王迪 陈伟 吕伟 闫逸花 于俊英 王敏文 王忠明

摘要： 为了确保西安200 MeV质子应用装置（XiPAF）升级之后的辐射安全，本文对束流垃圾桶进行了研究设计。首先根据中能质子加速器次级辐射场的特征，确定了束流垃圾桶采用复合结构，以及低中子产额的靶芯材料——聚乙烯。基于FLUKA设计了束流垃圾桶，计算结果表明，在束流垃圾桶的尾部侧面和横向侧面的最大剂量当量率分别为4.2 mSv/h和3.2 mSv/h，满足5.5 mSv/h的剂量限值要求。选择聚乙烯作为靶芯材料，在上游方向的剂量与传统石墨靶心相比减少约75%。最后对连续出束1小时、1天、1周等三种典型工况下的残余剂量进行分析，桶入口处剂量衰减至2.5 μSv/h所需的时间均大约为2~3小时。本文为中能质子加速器的束流垃圾桶设计提供了重要的参考依据，并有助于确保XiPAF工作人员的辐射安全，具有较好的工程应用价值。

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