ERL-FEL損失源項的FLUKA整體建模及驗證

徐 超　馬忠劍　石皓嶼　李冠稼　郭思明（中國科學院高能物理研究所　北京 100049）

?

ERL-FEL損失源項的FLUKA整體建模及驗證

徐 超馬忠劍石皓嶼李冠稼郭思明
（中國科學院高能物理研究所北京 100049）

中國科學院高能物理研究所提出了ERL-FEL （Energy recovery linac- Free electron laser）“一機兩用”的概念，通過同一直線加速器將能量回收加速器（Energy recovery linac， ERL）和自由電子激光（Free electron laser， FEL）結合到一起。本文討論ERL-FEL兩用實驗裝置主體屏蔽設計中，利用離散抽樣的方法實現多個損失源項的整合，在同一FLUKA用戶程序中實現多源抽樣，并將蒙特卡羅計算結果與各源項獨立處理的累積結果進行對比。計算表明，兩者的結果吻合較好。基于束流損失源項整體建模的方法適用于其他小型直線加速器的整體屏蔽計算，可方便在其他裝置上擴展應用。

FLUKA，用戶程序，離散抽樣，可擴展性，ERL-FEL

本文利用離散抽樣的方法實現 ERL裝置多個損失源項的整合，在同一FLUKA用戶程序中實現多源抽樣，并和多個源項分開處理的累積結果進行對比，結果表明兩者符合較好；然后修改多源抽樣用戶程序的參數，擴展到FEL裝置屏蔽設計中。

1　設計方法

在屏蔽設計中，國際上普遍采用半經驗的分析方法和蒙特卡羅方法。半經驗方法很大程度上依賴于設計者的主觀經驗［2］，可對蒙特卡羅計算進行簡單驗證。隨著計算機技術的進步和蒙特卡羅算法的改進，蒙特卡羅程序可以解決復雜幾何結構的屏蔽問題，并得到高精度的計算結果。

1.1FLUKA簡介

FLUKA［2］是由意大利國立核物理研究所開發的一個計算粒子輸運和粒子與物質相互作用的通用計算工具，可以模擬幾十種不同的粒子，處理非常復雜的幾何結構。……