中国散裂中子源孔道辐射屏蔽设计与分析

• 作 者: 刘剑
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 散裂中子源 孔道衰减 剂量当量率 辐射场分析 屏蔽设计

中国散裂中子源(CSNS)的核心部件是一台高能强流质子加速器,其在运行时由于束流损失等因为,会形成大量辐射剂量,对周围环境造成污染,并对工作人员形成安全威胁。因此,有必要对其辐射场进行分析,对屏蔽结构进行详细的论证。　　
对于加速器的屏蔽,孔道结构是一个有实际意义的问题。由于需要供水、供电、通风、引入信号等因为,不可避免地要实现隧道内外的联通,这就会造成辐射剂量沿着孔道逃逸到屏蔽之外。因此,孔道的结构需要加以论证,必要时采用多阶孔道予以屏蔽。　　
本论文在验证了使用FLUKA模拟辐射沿着孔道衰减的可靠性的基础上,首先对CSNS直线主副隧道进行了模拟优化,提出了多种方案加以对比,使波导口孔道出口处的剂量当量率小于2.5μSv/h的安全限值；然后对储存环通风口的“U”型三阶孔道加以验证,满足了实际工程的安全要求；最后,对谱仪大厅的隧道屏蔽加以模拟计算,根据实际需要,参考ISIS谱仪大厅的孔道结构,采用了五阶孔道的设计方案。在这个过程中,使用了经验公式加以验证。计算结果与模拟结果相符合,为工程设计提供了一定的依据。　　
本论文的结果可直接应用于CSNS的屏蔽建造上。