ERL-FEL损失源项的FLUKA整体建模及验证

徐 超　马忠剑　石皓屿　李冠稼　郭思明（中国科学院高能物理研究所　北京 100049）



ERL-FEL损失源项的FLUKA整体建模及验证

徐 超马忠剑石皓屿李冠稼郭思明
（中国科学院高能物理研究所北京 100049）

中国科学院高能物理研究所提出了ERL-FEL （Energy recovery linac- Free electron laser）“一机两用”的概念，通过同一直线加速器将能量回收加速器（Energy recovery linac， ERL）和自由电子激光（Free electron laser， FEL）结合到一起。本文讨论ERL-FEL两用实验装置主体屏蔽设计中，利用离散抽样的方法实现多个损失源项的整合，在同一FLUKA用户程序中实现多源抽样，并将蒙特卡罗计算结果与各源项独立处理的累积结果进行对比。计算表明，两者的结果吻合较好。基于束流损失源项整体建模的方法适用于其他小型直线加速器的整体屏蔽计算，可方便在其他装置上扩展应用。

FLUKA，用户程序，离散抽样，可扩展性，ERL-FEL

本文利用离散抽样的方法实现 ERL装置多个损失源项的整合，在同一FLUKA用户程序中实现多源抽样，并和多个源项分开处理的累积结果进行对比，结果表明两者符合较好；然后修改多源抽样用户程序的参数，扩展到FEL装置屏蔽设计中。

1　设计方法

在屏蔽设计中，国际上普遍采用半经验的分析方法和蒙特卡罗方法。半经验方法很大程度上依赖于设计者的主观经验［2］，可对蒙特卡罗计算进行简单验证。随着计算机技术的进步和蒙特卡罗算法的改进，蒙特卡罗程序可以解决复杂几何结构的屏蔽问题，并得到高精度的计算结果。

1.1FLUKA简介

FLUKA［2］是由意大利国立核物理研究所开发的一个计算粒子输运和粒子与物质相互作用的通用计算工具，可以模拟几十种不同的粒子，处理非常复杂的几何结构。……