心線C的方向隨束流B入射夾角變化而變化。樣品臺(tái)31、32、33的中心線C與通道部件11 (例如，通道，通道部件11的縱向方向或通道部件11的底壁112)之間的夾角β會(huì)隨入射束流B與通道部件11的夾角α的變化而變化。例如，樣品臺(tái)31、32、33的中心線C可以與束流B大致平行或重合(圖中示出了重合的情況)。由此，使樣品臺(tái)31、32、33中的物品受到最大的中子輻射劑量。顯然，樣品臺(tái)31、32、33的中心線C也可以與束流B成一定的角度，而不是平行或重合。
[0034]如圖1所示，顆粒換熱器2設(shè)置在通道部件11的下游，與靶系統(tǒng)10的出口通過匯聚管道7連接，該換熱器2可采用波紋板式逆流水冷換熱器。待冷卻的鈹合金顆粒從上部入口處在重力的作用下向下流動(dòng)，而水冷換熱器內(nèi)的冷卻水是自下而上流動(dòng)，吸收鈹合金顆粒攜帶的熱量，并將其帶入冷卻水處理回路中。板式結(jié)構(gòu)具有單位體積內(nèi)換熱面積大，換熱器空間結(jié)構(gòu)緊湊，鈹顆粒運(yùn)動(dòng)阻礙小的特點(diǎn)；波紋結(jié)構(gòu)可明顯增強(qiáng)換熱效果；冷卻水與鈹合金顆粒相對(duì)逆流能夠提高換熱器整體換熱效率，以水為冷卻工質(zhì)可保證足夠的換熱溫差。通過上述的特點(diǎn)，波紋板式逆流水冷換熱器可以在保證冷卻劑與固體顆粒非接觸流動(dòng)的同時(shí)，最大限度的減小換熱器體積，保證足夠經(jīng)濟(jì)性與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0035]如圖1所示，顆粒驅(qū)動(dòng)裝置4設(shè)置于顆粒換熱器2的下游，目的是將換熱后經(jīng)過除塵輸送裝置6輸送至顆粒補(bǔ)充回收儲(chǔ)存系統(tǒng)3中的鈹合金顆粒輸送至靶體I的上方。顆粒驅(qū)動(dòng)裝置4可以采用垂直斗式提升機(jī)，由電機(jī)對(duì)配有裝載斗的環(huán)鏈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。相對(duì)于其他顆粒驅(qū)動(dòng)方式，斗式提升機(jī)主要可動(dòng)部件為循環(huán)鏈與驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其機(jī)械原理較為簡(jiǎn)單，并具有較高的配合寬容度。其循環(huán)鏈垂直提升的方式，使得其具有較高的工作效率。作為備選方案，也可使用電磁提升系統(tǒng)。
[0036]如圖1，圖2，圖3所示，鈹合金顆粒靶從靶系統(tǒng)10上方的匯聚管道8出口在重力作用下輸出至靶系統(tǒng)10，顆粒沿著靶系統(tǒng)10的斜槽底壁112從上到下均勻滾落，在束流耦合區(qū)顆粒密堆率可達(dá)到50%?65%。當(dāng)顆粒流動(dòng)到達(dá)束靶耦合區(qū)時(shí)，與此時(shí)垂直于通道部件11的高能氘束流B發(fā)生反應(yīng)，(如圖1箭頭B方向)，產(chǎn)生高通量的中子。如上所述，束流B的方向與通道部件11 (例如，通道，通道部件11的縱向方向或通道部件11的底壁112)之間的夾角為α，α可以在0度< α < 180度的范圍內(nèi)變化，并且樣品臺(tái)31、32、33的設(shè)置角度也隨之變化。使樣品臺(tái)31、32、33中的物品受到最大的中子輻射劑量。產(chǎn)生的中子分別作用于樣品臺(tái)31、32、33中的各級(jí)樣品。待冷卻的鈹合金顆粒在重力作用下滾落至下方匯聚管道7中，繼而進(jìn)入顆粒靶換熱器2內(nèi)，吸收鈹合金顆粒攜帶的熱量，并將其帶入冷卻水處理回路中。冷卻后的顆粒進(jìn)入除塵輸送裝置6，除塵輸送裝置6可為普通顆粒篩選除塵裝置，也可為電磁顆粒篩選除塵裝置。經(jīng)過篩選除塵后的符合標(biāo)準(zhǔn)的顆粒靶被輸送至顆粒儲(chǔ)存補(bǔ)充裝置3中，若經(jīng)檢測(cè)顆粒儲(chǔ)存補(bǔ)充裝置3中的顆粒少于設(shè)定閾值，則需外界對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充，與此同時(shí)，顆粒驅(qū)動(dòng)裝置4會(huì)將顆粒儲(chǔ)存補(bǔ)充裝置3中的顆粒靶輸送至靶系統(tǒng)10的上游，通過匯聚管道8，進(jìn)入靶系統(tǒng)10，進(jìn)行下一輪的中子反應(yīng)。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例，提供了一種用于小型高通量高能氘鈹中子源的靶系統(tǒng)10，用以解決現(xiàn)有IFMIF中子源靶在運(yùn)行過程中由于流體力學(xué)的不穩(wěn)定性而造成的射流影響和強(qiáng)放射性污染等問題。
[0038]在靶系統(tǒng)10中，采用流化固體顆粒，以及帶有三面?zhèn)缺诘男辈?，斜槽相?duì)于水平位置成30-60度傾斜，鈹合金顆粒從斜槽上方的匯聚管道8輸出后沿斜槽在重力作用下向下方滾落，氘束流通過聚焦垂直入射到流化鈹顆粒靶上，滾動(dòng)中的固體顆粒在束靶耦合區(qū)內(nèi)與束流發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生中子。
[0039]中子產(chǎn)生系統(tǒng)100中的顆粒換熱器設(shè)置在通道部件11的下游，該顆粒換熱器可采用波紋板式逆流水冷換熱器。顆粒換熱器負(fù)責(zé)將顆粒從靶系統(tǒng)10帶出的熱量換至二回路。顆粒儲(chǔ)存補(bǔ)充裝置設(shè)置在顆粒換熱器的下游，用于儲(chǔ)存補(bǔ)充換熱后的顆粒，并可在以后需要的時(shí)候排空系統(tǒng)與控制系統(tǒng)內(nèi)鈹顆?？偭?。顆粒驅(qū)動(dòng)裝置的作用是將顆粒補(bǔ)充回收存儲(chǔ)裝置中的顆粒輸送至通道部件11上方，進(jìn)行下一輪的核反應(yīng)。該顆粒驅(qū)動(dòng)裝置可采用垂直斗式提升機(jī)，由電機(jī)對(duì)配有裝載斗的環(huán)鏈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。作為備選方案，也可使用電磁提升機(jī)。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所采用的固體顆粒與目前國(guó)際上使用的高功率密度液態(tài)噴射鋰靶相比，可有效解決其在運(yùn)行過程中由于流體力學(xué)的不穩(wěn)定性而造成的射流影響，明顯提高中子產(chǎn)生的穩(wěn)定性；此外，能降低對(duì)加速器連續(xù)流強(qiáng)和強(qiáng)放射性環(huán)境防護(hù)的要求以降低成本，也能大大縮短研制周期；再者，固體顆?？蓪a(chǎn)生的熱量通過顆粒的流動(dòng)從靶系統(tǒng)帶出至顆粒換熱器，并使之換至二回路，有效解決中子源的換熱問題；此外，本實(shí)用新型的實(shí)施例的中子產(chǎn)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸大大縮小，可有效降低成本。
[0041]以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于包括: 用作靶體的多個(gè)固體顆粒；以及 通道部件，所述通道部件具有用于固體顆粒通過的相對(duì)于水平方向傾斜的通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于 所述通道是槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于 所述通道相對(duì)于水平方向傾斜30度至60度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于 所述通道部件包括沿通道部件的縱向方向延伸的底壁和兩個(gè)縱向側(cè)壁。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于 所述通道部件還包括用于束流通過而入射到顆粒上的開口部，該開口部位于通道部件的上側(cè)并且與底壁相對(duì)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于 所述通道部件沒有與底壁相對(duì)的頂壁，以形成所述開口部。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于 所述通道部件還包括在上端沿通道部件的橫向延伸的連接底壁和兩個(gè)縱向側(cè)壁的上端的橫向側(cè)壁。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于 所述通道部件在下端沒有沿通道部件的橫向延伸的橫向側(cè)壁。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)，其特征在于 固體顆粒具有球體形狀。10.一種中子產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于包括: 權(quán)利要求1所述的靶系統(tǒng)；以及 固體顆粒傳送裝置，所述固體顆粒傳送裝置用于將固體顆粒傳送到所述靶系統(tǒng)的通道部件的通道的上端。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的中子產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于 該中子產(chǎn)生系統(tǒng)的入射束流與通道部件之間的夾角為(1，且0度< α <180度。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了用于一種中子產(chǎn)生系統(tǒng)的靶系統(tǒng)和一種中子產(chǎn)生系統(tǒng)。靶系統(tǒng)包括：用作靶體的多個(gè)固體顆粒；以及通道部件，所述通道部件具有用于固體顆粒通過的相對(duì)于水平方向傾斜的通道。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，例如可以消除現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生的射流影響及減少?gòu)?qiáng)放射性污染問題。
【IPC分類】H05H6/00, H05H3/06
【公開號(hào)】CN204929373
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520706804
【發(fā)明人】詹文龍, 楊磊, 高笑菲, 張雅玲
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日