兰州CSRm小丸内靶热力学和流体力学的研究

兰州CSRm内靶终端是进行强子物理实验的平台，可开展奇异介子产生和衰变的研究、重子谱的研究、多夸克态的研究及介子介质效应和手征对称破缺与恢复等多方面的研究。这些物理目标都需要内靶实验终端提供足够多的事件率，并能进行准确的径迹构建。在众多候选的内靶装置中，小丸靶具有其它内靶所欠缺的优点，如可以获得与外靶实验相比拟的实验亮度，可以配置4π立体角的探测器单元等。因此，小丸靶被确定为CSRm内靶实验终端中的主要内靶之一。小丸内靶（Pellet Internal Target）就是将氦以外的某种气体通过低温冷却而形成的固体微球。小丸内靶靶束与储存环离子束在反应室正交并发生相互作用，其反应事例被反应室周围环绕的探测器单元探测到并被记录下来。这篇论文对小丸内靶装置的结构进行了简要的介绍，并对小丸在反应室内的热力学行为进行了模拟。计算表明，靶丸速度是影响靶丸在反应区正常运行的重要因素之一。靶丸速度越大，靶丸在反应室内爆炸的可能性越小。通过对小丸的速度进行的流体动力学分析，发现即使对所有实验条件进行优化，小丸内靶的速度至多能达到100 m/s左右