[實(shí)用新型]散裂靶

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922341724.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN211476819U
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊磊;楊陽陽;高笑菲;張建榮;麻禮東;楊瓊;祁美玲;陳小龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院近代物理研究所
• 主分類號(hào): F28D15/04
• 分類號(hào): F28D15/04;H05H6/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張成新

本實(shí)用新型公開了一種散裂靶，包括：具有多孔結(jié)構(gòu)的靶體(1)，所述靶體(1)用于接受束流照射；具有保溫功能的容納部(2)，所述容納部(2)具有密閉腔體(3)，所述靶體(1)設(shè)于所述密閉腔體(3)內(nèi)；以及換熱工質(zhì)(4)，設(shè)于所述密閉腔體(3)內(nèi)，所述靶體(1)部分地浸沒在所述換熱工質(zhì)(4)中；其中，所述換熱工質(zhì)(4)能夠沿所述多孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，以充滿所述靶體(1)的孔隙；所述孔隙內(nèi)的換熱工質(zhì)(4)在束流照射靶體(1)的過程中受熱變?yōu)檎羝稣羝c所述容納部(2)的內(nèi)壁接觸被冷卻為液態(tài)，流回所述換熱工質(zhì)(4)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及核工程領(lǐng)域，特別涉及一種散裂靶。

背景技術(shù)

散裂靶可以作為一種高效的中子源和中微子源應(yīng)用于從基礎(chǔ)研究到尖端應(yīng)用的不同領(lǐng)域。在使用時(shí)，加速器等裝置產(chǎn)生的束流作用于散裂靶的靶體從而發(fā)生核反應(yīng)，可以獲得自然界中難以獲取的粒子流或核素產(chǎn)物。在核反應(yīng)過程中，束流的能量在靶體內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致靶體溫度持續(xù)升高，因此需要對(duì)靶體進(jìn)行冷卻。

現(xiàn)有技術(shù)一般采用單相工質(zhì)對(duì)靶體進(jìn)行換熱，即在換熱過程中，工質(zhì)保持為液態(tài)或氣態(tài)的單相形式。然而，單相工質(zhì)的傳熱效率限定了散裂靶的功率，單相工質(zhì)傳熱過程對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置等外援設(shè)備的依賴較大，使得整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

因此，有必要研究一種高功率、結(jié)構(gòu)簡單的散裂靶。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種散裂靶，以解決上述技術(shù)問題中的至少一個(gè)方面。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提出一種散裂靶，包括：具有多孔結(jié)構(gòu)的靶體，所述靶體用于接受束流照射；具有保溫功能的容納部，所述容納部具有密閉腔體，所述靶體設(shè)于所述密閉腔體內(nèi)；以及換熱工質(zhì)，設(shè)于所述密閉腔體內(nèi)，所述靶體部分地浸沒在所述換熱工質(zhì)中；其中，所述換熱工質(zhì)能夠沿所述多孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，以充滿所述靶體的孔隙；所述孔隙內(nèi)的換熱工質(zhì)在束流照射靶體的過程中受熱變?yōu)檎羝稣羝c所述容納部的內(nèi)壁接觸被冷卻為液態(tài)，流回所述換熱工質(zhì)中。

根據(jù)一些實(shí)施方式，所述容納部包括本體和設(shè)于所述本體外壁的保溫部。

根據(jù)一些實(shí)施方式，所述靶體的材料根據(jù)以下因素中的一個(gè)或多個(gè)確定：所述換熱工質(zhì)的種類、所述換熱工質(zhì)對(duì)所述靶體的浸潤角大小、所述束流的功率大小。

根據(jù)一些實(shí)施方式，所述靶體的結(jié)構(gòu)根據(jù)以下因素中的一個(gè)或多個(gè)確定：所述換熱工質(zhì)在所述靶體內(nèi)的擴(kuò)散速度大小、所述束流的功率大小、所述靶體的尺寸、所述換熱工質(zhì)的熱屬性。

根據(jù)一些實(shí)施方式，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率為40％～80％。

根據(jù)一些實(shí)施方式，所述容納部將所述換熱工質(zhì)的溫度保持在接近所述換熱工質(zhì)的飽和溫度。

根據(jù)一些實(shí)施方式，所述換熱工質(zhì)選自以下種類中的一種：水、液態(tài)鉛、液態(tài)鉍、液態(tài)鈉鉀合金。

根據(jù)一些實(shí)施方式，所述靶體的材料為高熔點(diǎn)金屬或不銹鋼。

在根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的散裂靶中，通過將靶體設(shè)置為多孔結(jié)構(gòu)，使得換熱工質(zhì)能夠在毛細(xì)作用下沿所述多孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，以充滿所述靶體的孔隙，并與靶體換熱變?yōu)檎羝煌ㄟ^設(shè)置具有保溫功能的容納部，使得所述蒸汽與所述容納部的內(nèi)壁接觸后被冷卻為液態(tài)流回所述換熱工質(zhì)中，從而基于換熱工質(zhì)的相變過程能夠?qū)崿F(xiàn)換熱工質(zhì)的傳熱以及循環(huán)利用，換熱效率高，有利于提高散裂靶功率。并且，換熱工質(zhì)依靠毛細(xì)作用可以實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)流動(dòng)，無需設(shè)置外源驅(qū)動(dòng)設(shè)備，整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)簡單。

附圖說明

通過下文中參照附圖對(duì)本實(shí)用新型所作的描述，本實(shí)用新型的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，并可幫助對(duì)本實(shí)用新型有全面的理解。

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例性實(shí)施例的散裂靶的示意圖；以及