DB34/T 3113-2018 超导回旋加速器 输运线降能器设计准则

ICS27.120.99

F91

DB34

安徽省地方标准

DB34/T3113—2018

超导回旋加速器输运线降能器设计准则

SuperconductingcyclotronDesigncriteriaforthedegraderofbeamline

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2018-04-16发布2018-05-16实施

安徽省质量技术监督局发布

DB34/T3113—2018

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由合肥中科离子医学技术装备有限公司提出。

本标准归口单位：安徽省超导回旋加速器标准化技术委员会。

本标准起草单位：合肥中科离子医学技术装备有限公司、安徽省质量和标准化研究院、中国科学院

等离子体物理研究所。

本标准主要起草人：宋云涛、郑金星、江峰、沈俊松、李碧、陈永华、韩曼芬、张午权、支博、曾

宪虎、朱雷。

I

DB34/T3113—2018

超导回旋加速器输运线降能器设计准则

1范围

本标准规定了超导回旋加速器输运线上关键部件降能器的术语和定义、物理设计、工程设计和机械

装配及精度要求。

本标准适用于超导回旋加速器输运线中降能器的设计，其他各类加速器的输运线中提供降低束流能

量功能的部件设计可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T4728电气简图用图形符号

GB/T6988.1电气技术用文件的编制第1部分：规则

NB/T47013.2承压设备无损检测第2部分：射线检测

QJ2965氟橡胶密封超高真空法兰规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

束流beam

由大量带电粒子在电磁场作用下，大体上沿某一特定方向运动时，形成的带电粒子流。

3.2

降能器degrader

降低束流中粒子能量的设备。

3.3

输运线beamline

由一系列不连续的磁铁元件、真空元件、束流选择元件、束流测量元件组成，实现将从加速器主机

引出束流安全、高效、稳定输送到输出端的束流传输系统。

3.4

降能块degraderblock

1

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降能器中唯一接触束流的部件。

3.5

真空室vacuumchamber

密闭腔体，腔体内部为真空环境，腔体两侧与输运线管道通过密封件连接。

3.6

波纹管组件bellowscomponent

两端焊接刀口法兰并具有多个横向波纹可折叠的管状弹性敏感元件。

4物理设计

4.1总体要求

4.1.1降能器应可将引出端的束流能量降低至输出端的最低束流能量。

4.1.2输出端的最高束流能量应不大于引出端的束流能量的95％。

4.2厚度设计

4.2.1降能块在束流方向上的厚度应满足式（1）、（2）、（3）的规定。

2222

dEZ1Z22mec2

KlnL.............(1)

1220

dxAI12m/Mm/M

ee

1/2

12.....................................(2)

E0dx

x.......................................(3)

E1dE

式中：

E——粒子当前能量，单位为MeV；

x——降能块在束流方向上的厚度，单位为cm；

2

K1——常数系数，0.307075MeV·cm/mol；

ρ——降能块材料的密度，单位为g/cm3；

Z1——入射粒子电荷量，单位为基本电荷e；

Z2——降能块材料的原子电荷量，单位为基本电荷e；

A——降能块材料的摩尔质量，单位为g/mol；

β——入射粒子速度与光速的比值，无量纲量；

2

me——电子静质量，0.510998918(44)MeV/c；

I——降能块材料的平均电离能，单位为eV；

M——入射粒子静质量，单位为MeV/c2；

L0——修正项，无量纲量；

E0——粒子入射能量，单位为MeV；

E1——粒子出射能量，单位为MeV。

2

DB34/T3113—2018

4.2.2根据入射粒子速度，式(1)中的修正项L0有不同的内容：

a)当1时，L0应包含壳修正项；

b)当10时，L0应包含密度修正项。

4.2.3对于以化合物材料制成的降能块，厚度计算应根据化合物内所有元素的比例及种类分别进行计

算后求和得到。

5工程设计

5.1降能块材料选择

降能块的材料宜按照如下顺序选择：

a)平均原子序数小于硅的材料；

b)中子产额小的材料；

c)相对密度高的材料；

d)单元素材料；

e)可以