【摘 要】
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中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)是主要由高能质子加速器、中子靶站和中子散射谱仪等三大部分构成的大型科学平台,其质子束流(动能1.6 GeV)一期功率为100kW,脉冲重复频率为25 Hz,预期有效脉冲中子通量高达2.0× 1016 cm2s-1.CSNS的高能质子应用区(High Energy Proton Experimental Are
【机 构】
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中国科学技术大学近代物理系,安徽合肥230026;中国科学技术大学核探测与电子学国家重点实验室,安徽合肥230026
【出 处】
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安徽省核学会理事扩大会暨2015年学术年会
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中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)是主要由高能质子加速器、中子靶站和中子散射谱仪等三大部分构成的大型科学平台,其质子束流(动能1.6 GeV)一期功率为100kW,脉冲重复频率为25 Hz,预期有效脉冲中子通量高达2.0× 1016 cm2s-1.CSNS的高能质子应用区(High Energy Proton Experimental Area,HEPEA)将从主质子束流中引出4％(功率4 kW)进行μSR(Muon Spin Rotation,Relaxation,Resonance)实验.表面μ+(动量29.8MeV/c)由停留在靶表面附近的π+(由质子打靶产生)衰变产生,自旋极化率极高(～100％),是μSR技术的主要探针,在材料磁结构测量和超导体研究等方面得到了广泛应用.本文首先运用Monte Carlo模拟软件Geant4深度分析了在零磁场条件下四种靶(铍、石墨、铜和镍)表面μ+分布情况并确定最优产生靶材料为石墨.利用束流模拟软件G4beamline软件首次使用π+-μ+模拟法分析了在特定磁场分布条件(四极磁铁或者超导螺线管)下静止π+在柱形石墨靶(Φ120×300 mm)内的空间分布并由此确定了最优靶形(圆柱+锥形圆台).最终利用G4beamline模拟数据结合束流Courant-Snyder参数确定了四极磁铁和超导螺线管两种收集方式(四极磁铁或者螺线管出口处)的表面μ+产额量级可达108 t+/s和109 μ+/s.
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