Nd₂Fe₁₄B永磁體是高能同步輻射光源插入件的核心構件,永磁體在高能電子加速器的混合輻射場中可能產生退磁的現(xiàn)象是高能同步輻射光源的一個重要問題。本文采用蒙特卡羅軟件FLUKA模擬分析了Spring-8的電子直射Nd₂Fe₁₄B磁陣列的輻照損傷實驗,建立了Nd₂Fe₁₄B磁陣列輻照劑量和退磁的關系。使用高能同步輻射光源（High Energy Photon Source,HEPS）波蕩器插入件模型和恒流注入模式束流損失參數(shù),計算了各個磁極受到的吸收劑量分布,分析了HEPS光束線站波蕩器插入件的退磁情況。計算結果表明:插入件永磁體的退磁現(xiàn)象在入口處比較嚴重;插入件受到輻照劑量和束流損失的方式有很大關系,在52.5 nC電子直射損失在插入件入口、25.5 nC電子均勻損失在極板間隙的情況下,受輻照最嚴重的磁極運行2.1 a的輻照退磁可以達到5%,如果直射損失部分電子的比例變小,插入件的壽命會有一定程度的提高;在插入件入口處放置一定厚度的屏蔽材料或者增大極板間隙...

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【部分圖文】：

圖1 插入件磁陣列示意圖(a)混合結構，(b) Halbach結構

目前國內外對輻照導致永磁體退磁的機理存在爭論，主要有兩種觀點：一種觀點是熱效應（入射粒子的能量沉積導致局部溫度高于居里溫度引起的退磁）和電離效應（入射粒子與核外電子相互作用，改變原子磁矩，導致磁體的磁疇結構發(fā)生改變）[16]，這類變化是可逆的，磁體再次充磁至飽和可以恢復原來的磁體....

圖2 HEPS波蕩器插入件計算模型(a)側視剖面圖，(b)橫截面剖面圖

本次研究選取了HEPS低維結構探針線站初步設計的波蕩器插入件，產生的同步輻射光能量范圍為4.8～40keV，插入件的上下兩個極板是Nd2Fe14B磁極與鐵鈷釩材料的極片交錯排列的混合結構，極板間隙5.2mm，共有194個磁周期，每個周期長20.6mm，峰值磁場強度為1.1....

圖3 FLUKA模擬時使用束流損失模型(a)束流損失在插入件入口，(b)束流以1 mrad的角度均勻損失在磁間隙表面

圖3(a）為橫向尺寸5mm、縱向尺寸1mm的電子束直射極板的側面，入射位置距離磁體表面6mm；圖3(b）為電子以一定的角度（1mrad）均勻入射插入件磁體的表面，電子能量均為6GeV。加速器調束過程中，束流動力學孔徑是可以調整的，直射插入件入口以及均勻損失在磁間隙上的....

圖4 不同束流損失狀態(tài)下插入件磁極中的吸收劑量

為了了解不同的束流損失方式對插入件的影響，利用FLUKA軟件（軟件版本：FLUKA2020.0-3）的USRBIN卡的DOSE選項記錄6GeV電子入射插入件后磁結構內部的吸收劑量和空間分布。圖4是不同束流損失狀態(tài)下（直射部分電子占比分別為30%、50%、70%），磁體內吸收劑....

本文編號：4017194