[發明專利]一種用于質子束流輻照實驗測試靶的冷卻裝置

有效

• 申請號: 201810726192.2
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108895874B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 符振輝;呂銀龍;王飛
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00;F28F13/12
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 羅煥清

本發明公開了一種用于質子束流輻照實驗測試靶的冷卻裝置，其包括用于和束流阻斷塊（2）的進氣口（4）相連的冷氣源（8）；在進一步的方案中，冷卻裝置還包括用于連接在測試靶末端的散熱風扇（7）以及用于設在測試靶上的熱電偶。本發明的冷卻裝置采用主動散熱的方式，或進一步結合散熱風扇，或進一步與測試靶自身的被動散熱結構（散熱格柵結構）相結合，可有效實現測試靶的散熱，提高了質子束流輻照實驗的穩定性，保證了實驗數據采集的準確性，且結構簡單，操作方便，成本低。

技術領域

本發明涉及回旋加速器質子束流輻照實驗技術領域，更具體地說，它涉及一種用于質子束流輻照實驗測試靶的冷卻裝置。

背景技術

在回旋加速器質子束流輻照實驗中，實驗測試靶不斷接收到來自回旋加速器的質子束流，使得測試靶不斷發熱，不斷升溫；由于輻照實驗一般都是高達數十小時的長期實驗，而放置回旋加速器的大廳是一種密閉空間，基本不存在空氣流動，因此，實驗過程中測試靶本身會持續不斷的升溫。當升溫到一定程度的時候，束流接收板上的電器元件會被燒壞，電器元件的高溫燒壞嚴重時，還會引起火災；此外，溫度過高時，實驗測試靶機械元件（如束流接收板等）也可能被燒壞，產生彎曲變形。以上幾點都會影響束流收集的準確性，嚴重影響輻照實驗的順利進行。所以，當進行輻照實驗時，為了保證加速器輻照實驗的長期、連續、不斷的穩定運行，必須有一系列的行之有效的測試靶散熱的方法。目前常見的實驗散熱方案普遍采用被動風冷的方案，這種方法明顯不適合類似輻照實驗這種的長時間、持續發熱的實驗。

發明內容

針對輻照實驗中測試靶溫度不斷升高，嚴重影響實驗的長期、穩定運行的問題，本發明的目的在于提供一種用于質子束流輻照實驗測試靶的冷卻裝置，其結構簡單，安裝方便，能有效地對實驗測試靶進行降溫，保證輻照實驗的順利進行。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種用于質子束流輻照實驗測試靶的冷卻裝置，所述測試靶包括用于安裝在質子束流末端的束流導入板以及與束流導入板相連的用于接收部分束流并同時阻斷部分束流的束流阻斷塊，束流阻斷塊內開設有安裝槽，安裝槽內設有用于嵌設被測元件的束流接收板，束流阻斷塊上設有與安裝槽連通的進氣口、排氣口，所述冷卻裝置包括用于和束流阻斷塊的進氣口相連的冷氣源。

通過采用上述方案，在束流阻斷塊上連接冷氣源，利用空氣壓縮機通過進氣口持續不斷地向安裝槽內輸入冷氣流，冷氣流經過束流接收板后，從排氣口排出，帶走熱量，從而實現對束流阻斷塊的主動散熱。

進一步地，冷氣源為空氣壓縮機。

進一步地，所述冷卻裝置還包括用于使輸出的氣流直接吹遍束流阻斷塊的散熱風扇，散熱風扇連接在束流阻斷塊的背離束流導入板的一端。

通過采用上述方案，在束流阻斷塊的末端加裝大功率風扇，直吹并吹遍束流阻斷塊，以便進一步實現對束流阻斷塊的主動散熱，以利于輻照實驗的穩定進行。進一步地，所述冷卻裝置包括設在束流阻斷塊邊緣的散熱格柵結構。

進一步地，所述冷卻裝置包括設在束流導入板四周邊緣的散熱格柵結構。

通過采用上述方案，在束流阻斷塊和束流導入板開散熱格柵結構，可以增大散熱面積，且這種方式作為一種被動散熱形式，與前述主動散熱方式結合，可進一步加強冷卻裝置的散熱能力。

進一步地，所述冷卻裝置還包括設在束流阻斷塊上的溫度監測模塊。

通過采用上述方案，利用溫度監測模塊可實時監測束流阻斷塊的溫度變化情況，以便對冷卻裝置的相關部件作適應性調整，以保證束流阻斷塊處于穩定且適宜的溫度下，保證輻照實驗的順利進行。

進一步地，所述冷卻裝置還包括用于插設到束流阻斷塊內的熱電偶，所述熱電偶與外設的溫度顯示儀表相連。

通過采用上述方案，使用熱電偶監控溫度，由于熱電偶靈敏度高、成本低且安裝方便，不但提高了實驗準確度，且降低了實驗成本，易于操作。