[发明专利]用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于中子产生装置的靶装置、一种加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法。 

背景技术

中子产生装置中，冷却剂与固态靶材料之间的热交换是制约其发展的主要因素。随着加速器束流功率的不断提高，固态靶已无法适应靶工作的需求。目前的固态靶基本运行于1兆瓦以下束流耦合环境中。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法，由此例如解决束流轰击时移动热载体的选择及热移除的技术问题。 

本发明的另一个目的在于，提出一种加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，由此例如解决现有靶装置在高功率束流中不能长期使用的技术问题。 

根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于中子产生装置的靶装置，该靶装置包括：用作靶体的多个固体颗粒；以及用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。 

根据本发明的一方面，所述固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。 

根据本发明的一方面，所述固体颗粒包括钨、钨合金材料、铀、铀合金、铀陶瓷材料、钍、钍合金和钍陶瓷材料中的任意一种材料。 

根据本发明的一方面，所述靶体反应腔室具有限定注入口的注入管道和限定引出口的引出管道，所述固体颗粒通过注入口注入靶体反应腔室，并且所述固体颗粒通过所述引出口从靶体反应腔室移出。 

根据本发明的一方面，靶体反应腔室的直径与所述多个固体颗粒的粒径的比例范围为5∶1-30∶1；和/或，注入管道的管径与靶体反应腔室的直径的比例范围为1∶1-1∶10； 和/或，引出管道的管径与靶体反应腔室的直径的比例范围为1∶1-1∶10。 

根据本发明的一方面，本发明提供了一种加速器驱动的中子产生装置，该加速器驱动的中子产生装置包括：用于容纳固体颗粒的靶体反应腔室，所述固体颗粒用作靶体；以及固体颗粒传送装置，所述固体颗粒传送装置用于将固体颗粒注入靶体反应腔室。 

根据本发明的一方面，所述加速器驱动的中子产生装置还包括：冷却装置，该冷却装置在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，对固体颗粒进行冷却，然后固体颗粒传送装置将固体颗粒注入靶体反应腔室。 

根据本发明的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括：分拣装置，该分拣装置构造成在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，选择预定标准的固体颗粒，然后将预定标准的固体颗粒注入靶体反应腔室。预定标准可以是固体颗粒的粒度、或其它质量指标等，这些指标可以借助于各种检测装置进行检测。 

根据本发明的一方面，所述固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。 

根据本发明的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括：设置在固体颗粒注入口和引出口中的至少一个处的用于暂时存储固体颗粒的缓冲室。 

根据本发明的一方面，所述固体颗粒传送装置构造成在束流作用在固体颗粒上的同时，使固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。 

根据本发明的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括：冷却装置和分拣装置，冷却装置对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行冷却，并且分拣装置从循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒中选择预定标准的固体颗粒。 

根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，该方法包括：将用作靶体的固体颗粒注入靶体反应腔室，以及将束流作用在固体颗粒上。 

根据本发明的一方面，当束流作用在固体颗粒上的同时，固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。 

根据本发明的一方面，对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行处理。 

根据本发明的一方面，所述处理包括冷却固体颗粒和选择预定标准的固体颗粒。 

根据本发明的一方面，所述用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法可以是用于加速器驱动的中子产生装置的低功率束流耦合方法，或用于加速器驱动的中子产生装置的高功率束流耦合方法。 

根据本发明的一些实施方式，本发明可以解决现有靶装置在高功率束流轰击时的热移除的技术问题，从而实现热交换高、运行寿命长、稳定性好和应用范围广的优点。 

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。