CERN 束流_dump 设施高功率生产靶的设计
仪器与探测器
2019-11-20 v2 高能物理 - 实验
摘要
束流_dump 设施（BDF）项目是 CERN 提出的一个通用设施，专用于束流_dump 和固定靶实验。在初始阶段，该设施预计将由隐藏粒子搜索（SHiP）实验使用。物理需求要求脉冲 400 GeV/c 质子束以及每年尽可能高的靶上质子数（POT），以搜索弱相互作用粒子。靶/dump 组件位于设施核心，旨在安全吸收高强度超级质子同步加速器（SPS）全束流，同时最大化粲介子和美介子的产生。靶/dump 需要高 Z 材料，以获得尽可能短的 absorber 并降低下游实验的缪子本底。靶上沉积的高平均功率（305 kW）给散热带来挑战。在 CERN 于 2016 年启动的 BDF 设施综合设计研究（CDS）期间，为确定和评估靶组件设计开展了大量研究。本文描述了这些研究，详述了拟议的 BDF 生产靶设计，以及材料选择过程和靶配置与束流稀释的优化。这项工作的具体挑战和新颖之处之一是需要考虑新型靶材料，例如钼合金（TZM）作为核心吸收材料以及 Ta2.5W 作为包壳。已进行热结构计算和流体动力学计算，以评估靶及其冷却系统在束流运行下的可靠性。在靶综合设计框架内，还开展了完整靶组件的初步机械设计，评估了整个靶系统的可行性。
引用
@article{arxiv.1904.03074,
title = {Design of a high power production target for the Beam Dump Facility at CERN},
author = {E. Lopez Sola and M. Calviani and P. Avigni and M. Battistin and J. Busom Descarrega and J. Canhoto Espadanal and M. A. Fraser and S. Gilardoni and B. Goddard and D. Grenier and R. Jacobsson and K. Kershaw and M. Lamont and A. Perillo-Marcone and M. Pandey and B. Riffaud and S. Sgobba and V. Vlachoudis and L. Zuccalli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03074},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 18 figures