束流收集器的熱計算
初級束流收集器是ISOL靶室系統的重要部件。它位于靶的后方，主要作用是對回旋加速器注入進靶室的剩余束流進行收集，并在靶被打穿的極端情況下，對束流進行收集以確保系統其他部件不受損害。收集器采用高熔點的材料作為接受束流轟擊的部分，利用高導熱性的銅基將熱量傳遞給水冷系統。中心區域采用錐面以增大束流的分布面積。本工作對收集器的主要部分進行了熱分析計算。計算假定注入束流為100MeV的質子束，總功率20kW，束流分布滿足σ=5mm的正態分布。計算中考慮了質子在鎢靶不同深度能量沉積的布拉格效應。通過銅基和冷卻水之間的流體動力學模擬，在冷卻水流速<5m/s，冷卻水管分布在距離束流中心約100mm時，水管壁的溫度約110?C。收集器中心接受束流轟擊的部分采用φ30mm的鎢芯時中心區域的溫度分布示，其中心最高溫度2215?C（2485K），遠低于鎢的熔點3680?C。此時，銅基部分最高溫度為677?C（950K），同樣低于銅的熔點1054?C。從溫度分布計算結果來看，束流收集器的結構方案是可行的。 [2]