CSNS中子散射谱仪

CSNS中子散射谱仪中子散射谱仪中子散射谱仪中子散射谱仪王芳卫王芳卫王芳卫王芳卫fortheCSNSInstrumentTeamCSNSEngineeringCenterforTargetStationandNeutronInstrumentsInstituteofPhysics,ChineseAcademyofSciences2Page散裂中子源进展November12,2008Outline•CSNS试验系统简介试验系统简介试验系统简介试验系统简介•中子产生中子产生中子产生中子产生：：：：靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究•中子利用中子利用中子利用中子利用：：：：一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍•中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究•任务分级细分任务分级细分任务分级细分任务分级细分、、、、时间安排与投资概算时间安排与投资概算时间安排与投资概算时间安排与投资概算3Page散裂中子源进展November12,2008•CSNS试验系统简介试验系统简介试验系统简介试验系统简介•中子产生中子产生中子产生中子产生：：：：靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究•中子利用中子利用中子利用中子利用：：：：一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍•中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究•任务分级细分任务分级细分任务分级细分任务分级细分、、、、时间安排及投资概算时间安排及投资概算时间安排及投资概算时间安排及投资概算4Page散裂中子源进展November12,2008中子产生和利用中子产生和利用中子产生和利用中子产生和利用：：：：同一屋檐下的不同任务同一屋檐下的不同任务同一屋檐下的不同任务同一屋檐下的不同任务5Page散裂中子源进展November12,2008Projectofcentralorganization6Page散裂中子源进展November12,2008CSNS设计参数设计参数设计参数设计参数18183NumberofspectrometersH2O(300K),L-H2(20K)coupled&decoupledModeratorsTungstenTargetmaterial211TargetnumberDTL+SCLDTLDTLLinactype23013081Linacenergy[MeV]7.83.81.9Protonsperpulse[1013]252525Pulserepetitionrate[Hz]31515176Ave.beamcurrent[μμμμA]1.61.61.6Beamenergyontarget[GeV]500240120Beampowerontarget[kW]ultimateIIIPhase7Page散裂中子源进展November12,2008CSNSinstrumentlayout:BaselineLowenergyDGspectrometerHighIntensityPNDSinglecrystalRGspectrometerHighenergyDGspectrometerLiquidreflectometerMulti-purposereflectometerSmallanglediffractometerDisordermaterialsPNDHighenergyRGspectrometerHighpressurePNDeVSpectrometerSinglecrystaldiffractometerLowenergyRGspectrometerLongwavelengthPNDNeutronphysicsHighresolutionPNDEngineeringPNDLH2(20K)CoupledWater(300K)DecoupledModerator：：：：ProtonbeamTargetCoolingSystem(PND:PowderNeutronDiffractometer;RG/DG:Reversal/DirectGeometry)BackscatteringspectrometerLH2(20K））））Decoupled+Poisoned8Page散裂中子源进展November12,2008Threeday-oneinstrumentsTotal:18beamportsPowderdiffractometer:6Singlecrystaldiffractometer:1SANS:1Reflectometer:2Directgeometryspectrometer:3Invertgeometryspectromter:4Neutronphysics:1InstrumentsatPhaseI:HIPD(HighIntensityPowderDiffractometer)REFL(REFLectometer)SANS(SmallAnglediffractometer)Instrumentsproposedbyusergroups:Chemicalspectrometer(highenergyRGspectrometer):SYSUusergroupNeutronResearchonEnergyandEnvironmentalFrontiers(highpressurePND):Energyandhighpressureusergroups9Page散裂中子源进展November12,2008ISISIPNSLANSCEKENSISISIPNSLANSCEKENSISISIPNSLANSCEKENSISISIPNSLANSCEKENSSNSSNSSNSSNSCSNSCSNSCSNSCSNSPowderPowderPowderPowderDiffractometerDiffractometerDiffractometerDiffractometer66664444555544445555****6666SingleCrystalSingleCrystalSingleCrystalSingleCrystalDiffractometerDiffractometerDiffractometerDiffractometer111111111111111122221111SmallAngleSmallAngleSmallAngleSmallAngleDiffractometerDiffractometerDiffractometerDiffractometer222222221111111122221111ReflectometerReflectometerReflectometerReflectometer222222221111222222222222DirectGeometrySpectrometerDirectGeometrySpectrometerDirectGeometrySpectrometerDirectGeometrySpectrometer33332222222211114#4#4#4#3333IndirectGeometrySpectrometerIndirectGeometrySpectrometerIndirectGeometrySpectrometerIndirectGeometrySpectrometer555522224444444433334444191314131913141319131413191314131818181817171717ConceptualDesignofInstrumentsConceptualDesignofInstrumentsConceptualDesignofInstrumentsConceptualDesignofInstruments*CORELLI:anelasticdiffusescatteringmachine,included#HYSPEC:amonochromatorspectrometer,includedCSNS谱仪同世界类似装置的比较谱仪同世界类似装置的比较谱仪同世界类似装置的比较谱仪同世界类似装置的比较陶举洲陶举洲陶举洲陶举洲：：：：陶举洲陶举洲陶举洲陶举洲：：：：国外散裂中子源谱仪配置和应用国外散裂中子源谱仪配置和应用国外散裂中子源谱仪配置和应用国外散裂中子源谱仪配置和应用国外散裂中子源谱仪配置和应用国外散裂中子源谱仪配置和应用国外散裂中子源谱仪配置和应用国外散裂中子源谱仪配置和应用10Page散裂中子源进展November12,2008•CSNS试验系统简介试验系统简介试验系统简介试验系统简介•中子产生中子产生中子产生中子产生：：：：靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究靶站物理及预制研究•中子利用中子利用中子利用中子利用：：：：一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍一期三台谱仪物理设计介绍•中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究中子谱仪各组成部分的设计和预制研究•任务分级细分任务分级细分任务分级细分任务分级细分、、、、时间安排及投资概算时间安排及投资概算时间安排及投资概算时间安排及投资概算11Page散裂中子源进展November12,2008靶站进展靶站进展靶站进展靶站进展——靶站总体设计靶站总体设计靶站总体设计靶站总体设计•在概念设计的基础上在概念设计的基础上在概念设计的基础上在概念设计的基础上，，，，吸取国吸取国吸取国吸取国际上成功运行和在建的散裂中际上成功运行和在建的散裂中际上成功运行和在建的散裂中际上成功运行和在建的散裂中子源的设计和建设经验和教子源的设计和建设经验和教子源的设计和建设经验和教子源的设计和建设经验和教训训训训，，，，完善完善完善完善CSNS靶站总体设计靶站总体设计靶站总体设计靶站总体设计方案方案方案方案–慢化器方案慢化器方案慢化器方案慢化器方案：：：：充分考虑国内充分考虑国内充分考虑国内充分考虑国内用户科学需求用户科学需求用户科学需求用户科学需求，，，，结合国际上结合国际上结合国际上结合国际上在建和成功运行散裂中子源在建和成功运行散裂中子源在建和成功运行散裂中子源在建和成功运行散裂中子源经验经验经验经验，，，，选用慢化器方案选用慢化器方案选用慢化器方案选用慢化器方案–靶靶靶靶-慢化器慢化器慢化器慢化器-反射体系统维护方反射体系统维护方反射体系统维护方反射体系统维护方案案案案–中子开关中子开关中子开关中子开关（（（（Shutter））））方案方案方案方案（（（（垂直垂直垂直垂直））））TopshieldingConcreteexternalshieldingAircoolingvesselØ10mShutterMiddelironshieldingHeliumcoolingvesselØ2mT-M-RvesselTrolley100kW(1.6GeV/62.5μμμμA)/25Hz---CSNSTargetStationLevel+8mLevel+0mLevel–2mLevel+1.2m有有有有2天天天天1年年年年定期维护定期维护定期维护定期维护有有有有2天天天天1-2年年年年仪器仪表仪器仪表仪器仪表仪器仪表有有有有2天天天天1年年年年重水净化重水净化重水净化重水净化B常规维护常规维护常规维护常规维护无无无无15天天天天30年年年年反射体反射体反射体反射体有有有有15天天天天5年年年年慢化器慢化器慢化器慢化器无无无无15天天天天20年年年年氦容器氦容器氦容器氦