大強度陽子加速器計画における核破砕中性子源遮蔽体の基本設計

Basic design of shield blocks for a spallation neutron source under the high-intensity proton accelerator project

吉田 勝彦*; 前川 藤夫  ; 高田 弘   

Yoshida, Katsuhiko*; Maekawa, Fujio; Takada, Hiroshi

原研-KEKの大強度陽子加速器計画(J-PARC)の物質・生命科学実験施設の主要施設として、3GeV-1MWの陽子ビーム駆動による核破砕中性子源の建設が計画されている。本報告書は、モンテカルロ計算による遮蔽性能の評価によって全体寸法が決定された中性子源の生体遮蔽体について、コスト及び取扱いの点で最適な分割方法ならびに、強度面からの設計検討を行った結果についてまとめたものである。強度検討に関しては、異常時荷重として震度5.5(250Gal)程度の地震が発生した場合について、遮蔽体が転倒あるいは、横ズレ等しないかどうかについて検討を行った。長い支持スパンで両端支持される天井遮蔽体に関しては、中央部の最大曲げ応力,最大撓み量に関する検討を行った。

Under the JAERI-KEK High-Intensity Proton Accelerator Project (J-PARC), a spallation neutron source driven by a 3 GeV-1MW proton beam is planed to be constructed as a main part of the Materials and Life Science Facility. Overall dimensions of a biological shield of the neutron source had been determined by evaluation of shielding performance by Monte Carlo calculations. This report describes results of design studies on an optimum dividing scheme in terms of cost and treatment and mechanical strength of shield blocks for the biological shield. As for mechanical strength, it was studied whether the shield blocks would be stable, fall down or move to a horizontal direction in case of an earthquake of seismic intensity of 5.5 (250 Gal) as an abnormal load. For ceiling shielding blocks being supported by both ends of the long blocks, maximum bending moment and an amount of maximum deflection of their center were evaluated.