用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及束流耦合方法。靶装置包括：用作靶体的多个固体颗粒；以及用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。本发明所述加速器驱动的中子产生装置及束流耦合方法中，对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行处理，可以克服现有技术中热交换低、运行寿命短、稳定性差和应用范围小等缺陷，以实现热交换高、运行寿命长、稳定性好和应用范围广的优点。
【专利说明】用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置
及其束流耦合方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于中子产生装置的靶装置、一种加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法。
【背景技术】
[0002]中子产生装置中，冷却剂与固态靶材料之间的热交换是制约其发展的主要因素。随着加速器束流功率的不断提高，固态靶已无法适应靶工作的需求。目前的固态靶基本运行于I兆瓦以下束流耦合环境中。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于中子产生装置的靶装置、加速器驱动的中子产生装置及其束流耦合方法，由此例如解决束流轰击时移动热载体的选择及热移除的技术问题。
[0004]本发明的另一个目的在于，提出一种加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，由此例如解决现有靶装置在高功率束流中不能长期使用的技术问题。
[0005]根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于中子产生装置的靶装置，该靶装置包括:用作靶体的多个固体颗粒；以及用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。
[0006]根据本发明的一方面，所述固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。
[0007]根据本发明的一方面，所述固体颗粒包括钨、钨合金材料、铀、铀合金、铀陶瓷材料、钍、钍合金和钍陶瓷材料中的任意一种材料。
[0008]根据本发明的一方面，所述靶体反应腔室具有限定注入口的注入管道和限定引出口的引出管道，所述固体颗粒通过注入口注入靶体反应腔室，并且所述固体颗粒通过所述引出口从靶体反应腔室移出。
[0009]根据本发明的一方面，靶体反应腔室的直径与所述多个固体颗粒的粒径的比例范围为5: 1-30: I ;和/或，注入管道的管径与靶体反应腔室的直径的比例范围为1: 1-1: 10;和/或，引出管道的管径与祀体反应腔室的直径的比例范围为1:1-1: 10。
[0010]根据本发明的一方面，本发明提供了一种加速器驱动的中子产生装置，该加速器驱动的中子产生装置包括:用于容纳固体颗粒的靶体反应腔室，所述固体颗粒用作靶体；以及固体颗粒传送装置，所述固体颗粒传送装置用于将固体颗粒注入靶体反应腔室。
[0011]根据本发明的一方面，所述加速器驱动的中子产生装置还包括:冷却装置，该冷却装置在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，对固体颗粒进行冷却，然后固体颗粒传送装置将固体颗粒注入靶体反应腔室。
[0012]根据本发明的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括:分拣装置，该分拣装置构造成在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，选择预定标准的固体颗粒，然后将预定标准的固体颗粒注入靶体反应腔室。预定标准可以是固体颗粒的粒度、或其它质量指标等，这些指标可以借助于各种检测装置进行检测。
[0013]根据本发明的一方面，所述固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。
[0014]根据本发明的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括:设置在固体颗粒注入口和引出口中的至少一个处的用于暂时存储固体颗粒的缓冲室。
[0015]根据本发明的一方面，所述固体颗粒传送装置构造成在束流作用在固体颗粒上的同时，使固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。
[0016]根据本发明的一方面，所述的加速器驱动的中子产生装置还包括:冷却装置和分拣装置，冷却装置对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行冷却，并且分拣装置从循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒中选择预定标准的固体颗粒。
[0017]根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，该方法包括:将用作靶体的固体颗粒注入靶体反应腔室，以及将束流作用在固体颗粒上。
[0018]根据本发明的一方面，当束流作用在固体颗粒上的同时，固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。
[0019]根据本发明的一方面，对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行处理。
[0020]根据本发明的一方面，所述处理包括冷却固体颗粒和选择预定标准的固体颗粒。
[0021]根据本发明的一方面，所述用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法可以是用于加速器驱动的中子产生装置的低功率束流耦合方法，或用于加速器驱动的中子产生装置的高功率束流耦合方法。
[0022]根据本发明的一些实施方式，本发明可以解决现有靶装置在高功率束流轰击时的热移除的技术问题，从而实现热交换高、运行寿命长、稳定性好和应用范围广的优点。
[0023]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
[0024]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0026]图1为根据本发明的实施例的用于加速器驱动的中子产生装置的方框图；
[0027]图2为根据本发明的实施例的用于加速器驱动的中子产生装置的离线系统的方框图；
[0028]图3为根据本发明的实施例的用于加速器驱动的中子产生装置的离线系统的示意图；
[0029]图4为根据本发明的实施例的靶主体的结构示意图；[0030]图5为根据本发明的实施例的靶主体中靶体反应腔室和固体颗粒的结构示意图。
[0031]结合附图，本发明实施例中附图标记如下:
[0032]11-靶体反应腔室；12_固体颗粒注入段；13_固体颗粒引出段；14_质子束入射管道；15-束流扫描及安全保护装置；16_固体颗粒。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0034]装置实施例
[0035]如图1至图3所示，根据本发明的实施例的加速器驱动的中子产生装置100包括:第I子系统S1、第2子系统S2、第3子系统S3、第4子系统S4和第5子系统S5。
[0036]第I子系统SI为加速器系统，用于提供加速器入射束流，束流的分布可根据需要设置为均匀分布、类高斯单峰分布、双峰分布等；粒子束的能量范围可以为IOOMeV至数个GeV;其强度由中子源需要的中子强度决定，束流强度可在0.1mA到数百个mA之间进行变化。第I子系统SI中可以包括束流弯曲磁铁、束流真空保护系统等组件。作为第I子系统SI的加速器系统可以采用任何公知的加速器系统。
[0037]第2子系统S2为用于中子产生装置的靶装置100A(参见图4和5)，由靶体反应腔室11与固体颗粒16构成，入射束流轰击固体颗粒16组成的靶体，会在反应腔体11中发生初级散裂反应和级联反应产生大量中子。在靶体反应腔室11的一端设置固体颗粒注入段12，此注入段12可以与用于暂存固体颗粒16的第3子系统S3相连接，固体颗粒16将从第3子系统S3输入注入段12，在靶体反应腔室11的另一端设置有固体颗粒引出段13，此引出段13可连接至第4子系统S4，第4子系统S4用于暂存固体颗粒16。
[0038]第3子系统S3可以包括固体颗粒传输装置和分拣装置，在这里固体颗粒将被检验并针对各种情况进行分流处理；
[0039]第4子系统S4是固体颗粒暂存系统，可以包括固体颗粒传输装置及热交换器等，在这里热交换器将冷却固体颗粒；
[0040]第5子系统S5为中子应用系统，可接受从第2子系统S2中输运过来的中子并进行各种可能的中子应用，如发电等。
[0041]入射束流的粒子可选用质子，氘离子，氚离子，氦离子等粒子，束流的入射方向与腔体的轴向相一致。靶体的主要部分是固体颗粒，其主要材料可根据散裂中子需求选择金属钨或钨合金等金属材料，或者选取铀与铀合金或其陶瓷材料、钍与钍合金或其陶瓷材料以产生更多地中子。固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。固体颗粒可以具有任何合适的其它形状。
[0042]如图3、4、5所示，本实施例的加速器驱动的中子产生装置100包括用于容纳固体颗粒16的靶体反应腔室11，加速器系统及安全保护装置15，连接在靶体反应腔室11的中部与加速器系统及安全保护装置15的中部之间的质子束入射管道14，以及与靶体反应腔室11配合的离线处理系统C，离线处理系统C包括固体颗粒传送装置，所述固体颗粒传送装置用于将固体颗粒注入靶体反应腔室。如图1、2所示，图1中的第3子系统S3和第4子系统S4构成图2中的离线系统C，该系统用于使固体颗粒16以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。离线处理系统C还可以包括壳体CH。
[0043]如图3、4、5所示，固体颗粒传送装置包括:大致水平设置的第一固体颗粒传送装置Cl，固体颗粒16可以从靶体反应腔室11排出而落在第一固体颗粒传送装置Cl上。离线处理系统C还可以包括冷却装置30。该冷却装置在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，对固体颗粒进行冷却，然后固体颗粒传送装置将固体颗粒注入靶体反应腔室。例如冷却装置30是鼓风机，由此对固体颗粒16进行冷却。此外，第一固体颗粒传送装置Cl也可以浸没在液体中，由此在输送固体颗粒16的同时，对固体颗粒16进行冷却。此外，离线处理系统C还可以包括分拣装置，例如滚动筛，用于筛除破碎的颗粒，固体颗粒16可以从靶体反应腔室11排出而落入分拣装置。该分拣装置构造成在所述固体颗粒从靶体反应腔室11移出之后，选择预定标准的固体颗粒，然后将预定标准的固体颗粒注入靶体反应腔室11。预定标准可以是固体颗粒的粒度、或其它质量指标等，这些指标可以借助于各种检测装置进行检测。
[0044]此外，冷却装置30和分拣装置可以设置在离线处理系统C的任何合适的部分。在靶体反应腔室11不是竖直放置的情况下，例如水平放置，可以利用诸如螺旋输送机的竖直输送装置或拾取装置(例如机械臂或机器人)将固体颗粒16装载在第一固体颗粒传送装置Cl或分拣装置上。
[0045]此外，在一些实施例中，中子产生装置可以不设置冷却装置和分拣装置，例如颗粒在固体颗粒传送装置中可以散去热量，颗粒产生较少的破损或碎颗粒等，此外在低功率下，可以不使用冷却装置。
[0046]如图2、3所示，固体颗粒传送装置还包括:作为竖直提升传送装置的第二固体颗粒传送装置C3，第二固体颗粒传送装置C3包括竖直输送固体颗粒的螺旋传送装置C31、水平传送装置C32，以及气动提升机C33。固体颗粒传送装置还包括:第三固体颗粒传送装置C5。
[0047]第一固体颗粒传送装置Cl、水平传送装置C32、第三固体颗粒传送装置C5可以是任何合适的输送机，例如利用重力输送固体颗粒的滑道、刮板式输送机或带式输送机。
[0048]此外，固体颗粒可以利用重力从靶体反应腔室11排出，并且可以直接落在第一固体颗粒传送装置Cl上。
[0049]该靶体反应腔室11可以是大致圆筒形，或其它任何合适的形状，例如具有椭圆型横截面等。
[0050]该靶体反应腔室11的中轴线与水平面之间的夹角可以大于O度且小于等于90度，也就是说靶体反应腔室可以近水平放置也可以垂直放置。靶体反应腔室11的轴向尺寸或纵向尺寸与靶体反应腔室的径向尺寸(直径)或横向尺寸的比例范围为3: 1-10: 1，能够根据束流的强度进行调节。多个固体颗粒中每个固体颗粒的直径或粒径与靶体反应腔室的径向尺寸(直径)或横向尺寸的比例范围为5: 1-30: I。多个固体颗粒注入段中每个固体颗粒注入段的注入管道12的管径与靶体反应腔室的径向尺寸(直径)或横向尺寸的比例范围为1: 1-1: 10。固体颗粒引出段的引出管道13的管径与靶体反应腔室的径向尺寸(直径)或横向尺寸的比例范围为1: 1-1: 10。多个固体颗粒至少能够选用钨、钨合金材料、铀、铀合金、铀陶瓷材料、钍、钍合金和钍陶瓷材料中任意一种材料。固体颗粒的直径或粒度在亚毫米至数厘米量级之间，具体大小由靶体反应腔室的径向大小决定。
[0051]加速器系统用于控制束流轰击固体颗粒的横向分布，通过预先确定的方式扫描使得热量分布均匀化。安全保护装置15用于防止意外状态下的压力气体向加速器方向的泄漏，保证加速器束流管道处于能够工作的真空范围之内。
[0052]如图2、3所示，上述离线系统C包括设置在相应固体颗粒注入段的注入口 12处的缓冲室C7，分拣系统用于在多个固体颗粒注入之前，多个固体颗粒经过分拣系统被检验并针对预先设置的各种情况进行分流处理，将合格的固体颗粒传输至缓冲室C7。例如，选择预定粒度的颗粒，把破碎的固体颗粒滤去。螺旋输送机C31同时有分拣和除尘作用、气动提升机C33同时有分拣和除尘作用，
[0053]缓冲室C7可以具有大致漏斗状，用于暂存固体颗粒。
[0054]在上述实施例的加速器驱动的中子产生装置中，靶体反应腔室11中的靶体由多个移动固体颗粒构成，当束流轰击靶体时会产生高通量的中子流。
[0055]固体颗粒材料选用钨或其合金材料、铀与铀合金或其陶瓷材料、钍与钍合金或其陶瓷材料等其他特性符合应用要求的材料，固体颗粒材料特性为:耐高温、高热容量、高中子产额等，并将固体颗粒放置于靶体反应腔室中。固体颗粒注入段:固体颗粒经缓冲室进入注入段，由注入段注入反应腔室中。固体颗粒引出段:该段的作用是将沉积了高功率能量的固体颗粒移出反应腔室，同时传输固体颗粒至热交换系统移除高功率的沉积能量。固体颗粒热交换系统:移除固体颗粒高功率的沉积能量。固体颗粒传输装置和分拣系统:在固体颗粒注入段与热交换系统之间，在固体颗粒传输装置和分拣系统中，固体颗粒将被检验并针对各种情况进行分流处理。束流入射管道:该管道的作用为加速器束流的入射通道，将束流引入该装置。入射束流粒子可为质子、氘离子、氚离子或氦离子等粒子，束流的入射方向与腔体的轴向相一致。束流扫描及安全保护装置:束流扫描装置可以控制束流轰击固体颗粒的横向分布，通过确定的方式扫描使得热量分布均匀化；安全保护装置可以防止装置意外状态下的压力气体向加速器方向的泄漏，保证加速器束流管道处于可工作的真空范围之内。
[0056]靶体反应腔室两端分别为固体颗粒注入段和固体颗粒引出段，靶体反应腔室设计有多个固体颗粒注入段接口，用户可根据具体需求选择接口数量并进行连接。缓冲室C7可以是套在束流管道外围的圆环形腔室，靶体反应腔室11的注入口开始时可以是关闭的，诸如传送带的第三固体颗粒传送装置C5将颗粒先注入缓冲室C7，将缓冲室C7灌满至一定高度，然后再打开靶体反应腔室11的注入口，靶体反应腔室11的注入口的打开个数根据束流强度等参数决定，在运转中可以控制。打开靶体反应腔室11的注入口之后，颗粒受重力作用或通过气体混合驱动落入靶体反应腔室11的注入口。例如，可在缓冲室C7上方加吹气口，使颗粒落入靶体反应腔室11的注入口。利用注入口的打开个数决定注入和移出颗粒的速度，以保证靶体反应腔室11内保持预定量的颗粒。
[0057]参见图1，在本发明的一个具体实例中，加速器驱动的中子产生装置的主体部分包括:靶体反应腔室11、固体颗粒注入段12、固体颗粒引出段13、质子束入射管道14、束流扫描及安全保护装置15。
[0058]靶体反应腔室11下部连接固体颗粒引出段13，上部连接固体颗粒注入段12，同时质子束入射管道14也连接在注入段12与靶体反应腔室11中轴部，在束流入射管道14远离反应腔室11处与束流扫描及安全保护装置相连接。此靶装置设计有多个固体颗粒注入段接口，用户可根据具体需求选择接口数量并进行连接，以向靶体反应腔室中注入多个固体颗粒；注入后的多个固体颗粒，在靶体反应腔室中与束流发生初级散裂反应与级联反应，产生大量中子。
[0059]该靶可近水平放置也可垂直放置使用。进一步地，所述靶体反应腔室的中轴线与水平面之间的夹角大于O度且小于等于90度。
[0060]参见图5，靶主体部分由靶体反应腔室11和固体颗粒16组成，固体颗粒16经固体颗粒注入段12注入后，在靶体反应腔室11中与束流发生初级散裂反应与级联反应，产生大量中子。此靶系统的束流扫描及安全保护装置15安装在靶体反应腔室体的上端，束流扫描可以控制束流轰击固体颗粒的横向分布，通过确定的方式扫描束流使得热量分布均匀化。安全保护装置用于保护加速器系统，当靶体在事故工况下有气体泄漏时，有压气体会通过安全保护装置的入口与其连接，在这里气体将被等离子化并与上端装置压力差分系统共同工作，对加速器系统形成有效保护。
[0061]束流扫描装置由四极磁铁系统或者偏转电极系统构成，可以工作在几十至几百赫兹，并且尽可能提高扫描频率，束流扫描装置接口通过管道与安全保护装置相连接；安全保护装置的材料由耐高温固体材料组成；束流扫描与安全保护装置构成一个整体。
_2] 方法实施例
[0063]根据本发明实施例，基于上述实施例的加速器驱动的中子产生装置，提供了一种高功率束流耦合方法，包括以下步骤:将用作靶体的固体颗粒注入靶体反应腔室，以及将束流作用在固体颗粒上。
[0064]当束流作用在固体颗粒上的同时，固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。可以对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行处理。所述处理包括冷却固体颗粒和选择预定标准的固体颗粒。
[0065]本发明提供了一种高功率束流耦合方法，包括以下步骤:
[0066]SlO:例如，通过重力或气动方式，使作为靶体的固体颗粒经缓冲室进入注入段，由注入段注入反应腔室中；
[0067]S20:在反应腔室中，束流与固体颗粒发生核反应(初级散裂反应与级联反应)并释放出大量中子；
[0068]S30:高功率束流在固体颗粒上沉积高功率的能量；
[0069]S40:沉积高功率能量的固体颗粒由引出段移出反应腔室并传输至固体颗粒至热交换系统，高功率的沉积能量也被移出反应腔室；
[0070]S50:在固体颗粒至热交换系统中，固体颗粒高功率的沉积能量被移除，具体地，固体球在通过分拣系统时进行气冷的降温，也可后接一个液体传热系统将热量进一步交换，降低至室温；
[0071]S60:在固体颗粒注入之前，固体颗粒经过传输线和分拣系统被检验并针对各种情况进行分流处理，合格的固体颗粒被传输至缓冲室，具体地:由固体颗粒引出段导出的固态球经有不同孔的水平机械传送带(板)把破碎的固体颗粒滤去，同时进行气冷的热交换，之后通过螺旋输送机和气动提升机进行进一步的分拣和除尘，最后使用连续式机械提升机将合格的固体颗粒传送到靶系统上端的缓冲室内。[0072]通过上述的循环过程，加速器驱动的中子产生装置即达到与高功率束流的耦合，循环速度由束流功率与热交换速度决定，束流功率越大则循环速度越快。该加速器驱动的中子产生装置的结构和特性，可参见上述装置实施例和图1-图5的相关说明，在此不再赘述。
[0073]上述高功率束流耦合方法，主要包括以下步骤:固体颗粒由注入段(即固体颗粒注入段)注入反应腔室(即靶体反应腔室)中；束流与靶主体的多个固体颗粒反应产生中子；沉积了高功率能量的固体颗粒经引出段(即固体颗粒引出段)移出反应腔室；通过热交换系统固体颗粒移除高功率的能量；束流入射管道(即质子束入射管道)为加速器束流的入射通道；安全保护装置可以防止加速器驱动的中子产生装置意外状态下的压力气体向加速器方向的泄漏。加速器驱动的中子产生装置的离线处理使得其所在系统的整体维护便捷，各部件在工业制造中的技术成熟度较高，从而降低了加速器驱动的中子产生装置的制造与应用难度。
[0074]综上所述，本发明上述各实施例的加速器驱动的中子产生装置及高功率束流耦合方法，可以运用于加速器中子源应用领域，如核电能源系统(包括核废料嬗变和核材料增殖)、同位素生产、中子治癌和材料辐照等；具有离线处理的特色，对于放射性要求严格的应用，固体颗粒材料可选用钨或其合金材料，通过简单的离线处理可以实现较为简单的运行维护。对于放射性要求低的应用，固体颗粒材料可选用铀与铀合金或其陶瓷材料、钍与钍合金或其陶瓷材料，其运行维护设施将较为复杂，离线处理也有助于降低这一复杂性。
[0075]本发明上述各实施例的加速器驱动的中子产生装置及高功率束流耦合方法，针对现有固态靶装置在冷却剂与固态靶材料之间热交换和比例系数中存在的制约因素及液态靶面临的各种高温液态金属腐蚀、束窗结构材料损伤、两相流体稳定性、加速器束流管道真空保持等难题，提供一种能够在高功率束流条件下使用的散裂中子产生装置(即加速器驱动的中子产生装置)，该加速器驱动的中子产生装置同时提高了靶装置在高功率束流作用下的寿命。该加速器驱动的中子产生装置结构简单，各类部件在工业领域技术成熟，且制造难度较低，在相关领域可以开展实际应用。
[0076]从上述内容可以看出，本发明通过将中子产生装置的靶装置设置成包括用作靶体的多个固体颗粒；以及用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。由此，可以方便靶装置的靶体的更换。
[0077]此外，通过固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环，可以在靶体反应腔室外部对固体颗粒进行冷却、检测、筛选
等处理。
[0078]除了上述的结构外，可以使用任何其它合适的运输设备(诸如运输散料和物品的设备、工业机器人等)、任何其它合适的冷却设备(诸如工业中冷却工件的设备)、以及任何其它合适的检测设备。因此，本发明不限于上述实施例。
[0079]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于中子产生装置的靶装置，包括: 用作靶体的多个固体颗粒；以及 用于容纳多个固体颗粒的靶体反应腔室。
2.根据权利要求1所述的用于中子产生装置的靶装置，其中 所述固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。
3.根据权利要求1所述的用于中子产生装置的靶装置，其中，所述固体颗粒包括钨、钨合金材料、铀、铀合金、铀陶瓷材料、娃、娃合金和娃陶瓷材料中的任意一种材料。
4.根据权利要求1所述的用于中子产生装置的靶装置，其中 所述靶体反应腔室具有限定注入口的注入管道和限定引出口的引出管道，所述固体颗粒通过注入口注入靶体反应腔室，并且所述固体颗粒通过所述引出口从靶体反应腔室移出。
5.根据权利要求4所述的用于中子产生装置的靶装置，其中 靶体反应腔室的直径与所述多个固体颗粒的粒径的比例范围为5: 1-30: 1;和/或， 注入管道的管径与祀体反应腔室的直径的比例范围为1: 1-1: 10 ;和/或， 引出管道的管径与靶体反应腔室的直径的比例范围为1: 1-1: 10。
6.一种加速器驱动的中子产生装置，包括: 用于容纳固体颗粒的靶体反应腔室，所述固体颗粒用作靶体；以及 固体颗粒传送装置，所述固体颗粒传送装置用于将固体颗粒注入靶体反应腔室。
7.根据权利要求6所述的加速器驱动的中子产生装置，还包括: 冷却装置，该冷却装置在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，对固体颗粒进行冷却，然后固体颗粒传送装置将固体颗粒注入靶体反应腔室。
8.根据权利要求6所述的加速器驱动的中子产生装置，还包括: 分拣装置，该分拣装置构造成在所述固体颗粒从靶体反应腔室移出之后，选择预定标准的固体颗粒，然后将预定标准的固体颗粒注入靶体反应腔室。
9.根据权利要求6所述的加速器驱动的中子产生装置，其中 所述固体颗粒具有圆球体形状、椭圆球体形状和多面体形状中的至少一种形状。
10.根据权利要求6所述的加速器驱动的中子产生装置，还包括:设置在固体颗粒注入口处的用于暂时存储固体颗粒的缓冲室。
11.根据权利要求6所述的加速器驱动的中子产生装置，其中 所述固体颗粒传送装置构造成在束流作用在固体颗粒上的同时，使固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。
12.根据权利要求11所述的加速器驱动的中子产生装置，还包括:冷却装置和分拣装置，冷却装置对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行冷却，并且分拣装置从循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒中选择预定标准的固体颗粒。
13.一种用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，包括: 将用作靶体的固体颗粒注入靶体反应腔室，以及 将束流作用在固体颗粒上。
14.根据权利要求13所述的用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，其中当束流作用在固体颗粒上的同时，固体颗粒以从靶体反应腔室内部、经过靶体反应腔室外部、再到靶体反应腔室内部的方式进行循环。
15.根据 权利要求14所述的用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，其中对循环中的正处于靶体反应腔室外部的固体颗粒进行处理。
16.根据权利要求15所述的用于加速器驱动的中子产生装置的束流耦合方法，其中所述处理包括冷却固体颗粒和选择预定标准的固体颗粒。
【文档编号】H05H3/06GK103533740SQ201310068408
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年3月4日 优先权日:2013年3月4日
【发明者】詹文龙, 徐瑚珊, 杨磊 申请人:中国科学院近代物理研究所