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羽賀 勝洋; 粉川 広行; 涌井 隆; 直江 崇; 二川 正敏
no journal, ,
J-PARCの1MW核破砕中性子源の水銀ターゲット容器では、大強度のパルス陽子ビーム入射に伴い水銀中で発生する圧力波で誘起される容器壁面のキャビテーション損傷が、容器寿命を左右する重要な要因となる。これまでの解析的及び実験的研究や、米国のSNS施設の運転経験により、壁面近傍の速い水銀流れがキャビテーション損傷を抑制する効果を持つことが分かってきた。同様な効果を得るために、J-PARCのターゲット容器において陽子ビームが入射する壁面(ビーム窓部)の内側に壁を設けて二重壁構造とし、幅2mmの狭隘流路を形成した。計算コード(ANSYS Fluent)を用いた解析の結果、ターゲット容器内の水銀流速は1.2m/s程度であるのに対し、狭隘流路内では4m/sにまで高めることが分かった。また、内壁に直径10mmから60mmの円形の穴を設けたモデルをつくり、損傷による影響を解析した結果、この損傷(穴)があっても狭隘流路内の水銀流速への影響は小さく、外壁(ビーム窓部)へのキャビテーション損傷の抑制効果は維持できる可能性のあることを見い出した。
明午 伸一郎; 大井 元貴; 圷 敦; 池崎 清美*
no journal, ,
J-PARCの核破砕中性子源(JSNS)では高い信頼性を持ち、更に十分な寿命を有するSiCワイヤを用いたマルチワイヤプロファイルモニタ(MWPM)の開発を行ってきた。また、核破砕中性子源の水銀ターゲットにおける二次元のビームプロファイルを得るために、ビーム照射後に遠隔操作にてイメージングプレート(IP)をターゲット容器のビーム入射面に設置し放射化法によるビームプロファイルモニタの開発を行った。MWPMで得たビームの幅はIPで得た結果と良い一致を示すことが示され、高い信頼性で大強度のビームが測定されていることが示された。ターゲット周辺部においてビームハローを制御し発熱密度を設計許容値(1W/cc)以下に抑えるために、水銀ターゲットの上流にハローモニターを設置した。このモニターにより、ビームハローの強度が許容される1W/ccの発熱密度よりも小さいことが確認された。以上のビームモニターの情報により大強度の核破砕中性子源の運転が可能となった。
Micciche, G.*; Frascati, F.*; Lorenzelli, L.*; 若井 栄一; 中庭 浩一
no journal, ,
The IFMIF is the most promising machine designed for testing candidate structural materials for fusion nuclear power reactors up to a damage rate of 100 dpa in five years. Materials are tested by using a high-energy neutron flux produced by a stripping reaction of two D
beams impinging on a free surface liquid lithium jet flowing in a concave backplate on the TA. The TA is the most heavily exposed component to the neutron flux, since it is located in the most severe region of neutron irradiation (50 dpa/fpy), and then it has been designed to be exchanged remotely. Two design options of the target system were developed in Japan and Europe. In the presentation the remote handling maintenance activities performed, with both TA concepts, are discussed together with the outcomes of the preliminary tests carried out and with the design solutions adopted to optimize the entire refurbishment process of this component.