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真空 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (3): 7-11.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2022.03.02

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CSNS反角白光中子源真空系统*

王鹏程1,2, 孙晓阳1,2, 敬罕涛1,2, 黄涛1,2, 刘佳明1,2, 刘顺明1,2, 谭彪1,2   

  1. 1.中国科学院高能物理研究所,北京 100049;
    2.散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
  • 收稿日期:2021-02-07 出版日期:2022-05-25 发布日期:2022-06-01
  • 作者简介:王鹏程(1986-),男,甘肃省庆阳市人,博士生。
  • 基金资助:
    *国家重点研发计划(2016YFA0401601)

The Vacuum System of Back-n at CSNS

WANG Peng-cheng1,2, SUN Xiao-yang1,2, JING Han-tao1,2, HUANG Tao1,2, LIU Jia-ming1,2, LIU Shun-ming1,2, TAN Biao1,2   

  1. 1. Institute of High Energy Physics(IHEP), Chinese Academy of Sciences(CAS), Beijing 100049, China;
    2. Spallation Neutron Source Science Center(SNSSC),Dongguan 523803, China
  • Received:2021-02-07 Online:2022-05-25 Published:2022-06-01

摘要: 在中国散裂中子源(CSNS)大科学平台中,利用高能质子加速器产生的1.6GeV高能质子轰击固体钨靶,在靶前产生的反向中子束流,经质子通道返回,并引出到中子实验区,被称为反角白光中子源(Back-n),其具有能谱宽(0~200MeV)、中子产额大(2×1016n/s)等特点,适合进行核数据测量等高能物理研究。该反角白光中子源真空系统,由和高能质子束流共用的26m超高真空系统和专供中子束流通过的54m高真空系统组成,两个真空系统采用不同的真空获得方案和工艺路线,并用中子束窗隔开,在超高真空侧安装有超高真空插板阀,避免中子束窗损坏后影响加速器的运行。本文介绍了该真空系统的设计及运行情况,其建成为白光中子源的实验研究提供了良好的真空条件。

关键词: 反角白光中子源(Back-n), 超高/高真空系统, 运行

Abstract: In the China spallation neutron source(CSNS) large scientific platform, 1.6GeV high-energy protons produced by a high-energy proton accelerator are used to bombard a solid tungsten target. The back neutron beam generated in front of the target returns through the proton channel to the neutron experiment area is called the back neutron source(Back-n). It has the characteristics of wide energy spectrum(0-200MeV)and large neutron yield(2×1016n/s), which is suitable for nuclear data measurement and other high-energy physics research. The Back-n vacuum system consists of a 26m ultra-high vacuum system shared with the high-energy proton beam and a 54m high vacuum system dedicated to the passage of the neutron beam. The two vacuum systems adopt different vacuum acquisition schemes and process routes,and are separated by a neutron beam window. An ultra-high vacuum gate valve is installed on the ultra-high vacuum side to prevent the damage of the neutron beam window from affecting the operation of the accelerator. This article introduces the design and operation of the Back-n vacuum system. The establishment of the vacuum system provides high-quality vacuum conditions for the experimental research of the Back-n.

Key words: Back-n, ultra-high/high vacuum system, operation

中图分类号: 

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[1] WANG S, FANG S X, FU S N, et al.Introduction to the overall physics design of CSNS accelerators[J]. Chinese Physics C, 2009, 33(S2): 1-3.
[2] WEI J, FANG S X, CAO J S, et al.China spallation neutron source: Accelerator design iterations and R&D status[J]. Journal of the Korean Physical Society, 2007, 50(9): 1377-1384.
[3] TANG J Y, AN Q, BAI J B, et al.Back-n white neutron source at CSNS and its applications[J]. Nuclear Science and Techniques, 2021, 32: 11
[4] 唐靖宇, 安琪, 白怀勇, 等. 中国第一台高性能白光中子源——CSNS反角白光中子源及其应用[J]. 原子能科学技术, 2019, 53(10): 2012-2022.
[5] 董海义, 宋洪, 李琦, 等. 中国散裂中子源(CSNS)真空系统研制[J]. 真空, 2015, 52(4): 1-6.
[6] ZHANG L Y, JING H T, TANG J Y, et al.Design of back-streaming white neutron beam line at CSNS[J]. Applied Radiation and Isotopes, 2018, 132: 212-221.
[7] JING H T, TANG J Y, TANG H Q, et al.Studies of back-streaming white neutrons at CSNS[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2010, 621(1/2/3): 91-96.
[8] 唐靖宇, 敬罕涛, 夏海鸿, 等. 先进裂变核能的关键核数据测量和CSNS白光中子源[J]. 原子能科学技术, 2013, 47(7): 1089-1095.
[9] 鲍杰, 陈永浩, 张显鹏, 等. 中国散裂中子源反角白光中子束流参数的初步测量[J]. 物理学报, 2019, 68(8): 38-47.
[10] 韩长材, 欧阳晓平, 张显鹏, 等. 中国散裂中子源反角白光中子束斑测量[J]. 原子能科学技术, 2020, 54(3): 385-393.
[11] 陈明, 薛松, 周泽宇, 等. 铬锆铜材料的热出气性能研究[J]. 真空科学与技术学报, 2021, 41(8): 766-769.
[12] 刘建龙, 蔺晓建, 蒙峻, 等. 同步加速器装置中多丝束流剖面探测结构材料出气率测量[J]. 真空科学与技术学报, 2018, 38(12): 1029-1032.
[13] 关玉慧, 宋洪, 董海义, 等. 常见放气率测试方法的量化比较[J]. 真空科学与技术学报, 2020, 40(6): 524-530.
[14] 邢银龙, 刘志宏, 吴杰峰, 等. ITER超导磁体绝缘玻璃纤维放气性能分析[J]. 真空, 2017, 54(5): 52-55.
[15] 罗艳, 王魁波, 张罗莎, 等. 聚合物的放气分率与放气模型研究[J]. 真空科学与技术学报, 2015, 35(9): 1100-1104.
[16] GRINHAM R, CHEW D A.A review of outgassing and methods for its reduction[J]. Applied Science and Convergence Technology, 2017, 26(5): 95-109.
[1] 齐大伟, 高俊旺, 吴斌, 王慧, 吕德润. 大口径真空插板阀优化设计[J]. 真空, 2021, 58(5): 46-49.
[2] 张仰维, 李宏. 浅谈直流真空电弧炉电源主电路方案及运行效率问题[J]. 真空, 2020, 57(5): 70-74.
[3] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15-18.
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[1] 李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2] 周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3] 李志胜. 空间环境下超大型红外定标用辐射屏蔽门的研制[J]. 真空, 2018, 55(5): 66 -70 .
[4] 郑 列, 李 宏. 200kV/2mA 连续可调直流高压发生器的设计[J]. 真空, 2018, 55(6): 10 -13 .
[5] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[6] 孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李 征, 孙立臣, 王 勇, 王 健, 张 强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[7] 黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[8] 纪 明, 孙 亮, 杨敏勃. 一种用于对月球样品自动密封锁紧的设计[J]. 真空, 2018, 55(6): 24 -27 .
[9] 李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[10] 刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .