CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2019年
上海光源光束线站的屏蔽设计研究
徐加强
Subtype博士
Thesis Advisor夏晓彬
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
Degree Discipline核技术及应用
Keyword屏蔽设计 蒙特卡罗方法 轫致辐射 同步辐射 光束线站
Abstract上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility, SSRF)由150MeV电子直线加速器、3.5GeV增强器、3.5GeV电子储存环以及沿环外侧分布的同步辐射光束线站组成。光束线站首期项目的7条光束线站已稳定运行并向用户供光;属于梦之线项目和蛋白质5线6站项目的6条新线站目前正在调试阶段;上海光源Ⅱ期线站项目也于2013年进入可研阶段,将建设16条线站;未来上海光源的建设目标是拥有60多条光束线站。光束线站的辐射屏蔽设计是线站建设中的一项重要工作,它通过设计合理有效的辐射屏蔽设备,包容同步辐射利用过程中产生的有害辐射,使线站工作人员受到照射剂量合理可行并尽可能的低。 本论文通过研究上海光源光束线站的主要辐射源项,根据上海光源光束线站的结构和布局,建立射线追迹,采用蒙特卡罗方法(MC方法)模拟计算,对上海光源的典型线站进行了辐射屏蔽设计,对已有的Ⅰ期代表性线站的屏蔽设施进行了回顾性评价,计算并实验测量研究了的典型线站的辐射剂量场,归纳总结了应用于光束线站屏蔽设计和辐射水平评价的方法和数据。 本论文共有七章,其中: 第一、二章简述了国外同步辐射光源光束线站在辐射源项、屏蔽设计等方面所做的研究工作。总结了线站上的主要三类辐射源项:储存环内电子与真空管内残余气体分子相互作用产生的气体轫致辐射;储存环内束流损失电子与器件作用产生的轫致辐射;以及光束线站引出的同步光辐射。分别概述了三类辐射源项的产生机理,其中气体轫致辐射是中高能加速器光源线站屏蔽的主要对象。 在第三章介绍了现有的上海光源光束线站的结构和布局。从辐射防护角度介绍了超高分辨宽能段光电子束线(BL09U)、蛋白质微晶结构束线(BL18U)和X射线成像及医学应用束线(BL13W)等几个典型光束线站的结构特点、关键器件和主要参数,分析归纳光束线站主要的屏蔽设计问题。 在第四章中针对典型的光束线站,建立了用于模拟上海光源光束线站气体轫致辐射的计算模型,介绍了用于同步辐射计算的方法和参数,提出基于射线追迹建模开展辐射剂量分布模拟计算的屏蔽设计方法。 在第五章,给出模拟计算得到的轫致辐射源项所产生的伽马和光中子的能谱与角度分布、辐射剂量率的大小。模拟计算研究了代表性的上海光源线站I期线站X射线成像及医学应用束线(BL13W)的辐射剂量场,回顾性评价了此线站的屏蔽设计。利用基于射线追迹的屏蔽模拟计算的方法进行了超高分辨宽能段光电子线站(BL09U)和蛋白质微晶结构线站(BL18U)屏蔽设计。 论文的第六章描述了为研究轫致辐射和光核反应中子的剂量分布所进行的测量实验。这包括采用热释光剂量片和电子式个人剂量计所进行的轫致辐射剂量的测量。用高灵敏度的光子和中子探测器在蛋白质微晶结构线站(BL18U)和超高分辨宽能段光电子线站(BL09U)进行的剂量分布测量。测量结果与计算结果进行了比较,证明了模拟计算结果的正确性。 最后第七章中总结了光束线站的辐射场的分布特点,总结了此研究中所应用的线站屏蔽设计的方法。展望了上海光源后续光束线站的屏蔽设计,以及需要进一步开展的有关线站辐射屏蔽的研究。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/14810
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2019年
Recommended Citation
GB/T 7714
徐加强. 上海光源光束线站的屏蔽设计研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2014.
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