Beryllium target optimization for a compact neutron source with proton energy of 10-13 MeV

Abstract

В данной работе применен комплексный подход к оптимизации конструкции бериллиевой мишени для компактного источника нейтронов (КИН) ускорительного типа. Определены основные требования, предъявляемые к мишени компактного источника. Подробно рассмотрены системы охлаждения с использованием вращающегося медного барабана и миниканалов с водным охлаждением. Предложен оптимальный вариант мишени для энергии протонов 13 МэВ.

The extensive heat release in target is the primary limiting factor for a CANS neutron yield. CANS DARIA has been chosen to operate using 13 MeV proton beam providing up to 40 kW of power, which implies an effective target cooling solution. It was found that beryllium provides the best neutron yield while staying in solid state, which makes it the best option for target material. With the optimal beryllium target thickness of 1.1 mm, proton Bragg peak lies outside of the beryllium layer, but 9.21 MeV per incident proton is still dissipated in beryllium. Spinning target and minichannel water cooling were proposed as effective cooling solutions. The necessary target parameters are established.