Silver-indium-cadmium decoupler and liner

銀・インジウム・カドミウムデカップラ-及びライナー

原田 正英; 斎藤 滋; 勅使河原 誠; 川合 將義*; 菊地 賢司; 渡辺 昇; 池田 裕二郎

Harada, Masahide; Saito, Shigeru; Teshigawara, Makoto; Kawai, Masayoshi*; Kikuchi, Kenji; Watanabe, Noboru; Ikeda, Yujiro

大強度中性子源のデカップラー材として、デカップリングエネルギー1eVを達成でき、(n,)反応がベースのためヘリウムガス生成量が小さい、銀・インジウム・カドミウム合金(AIC)を提案した。Cd及びBCデカップラーとさまざまな観点から比較した結果、有力であると判断し、デカップラー・ライナー材として、AICを採用した。現設計において、AICは、2.5mm厚のAg-35%wtCd及び0.5mm厚のAg-15%wtInとしている。デカップラー・ライナーは、構造材のAl合金にHIPにより接合され、Al合金を通して水冷される。最適なHIP条件を見つけるために、小試験片(202mm)のAg-Cd及びAg-Inを幾つかの種類のAl合金カプセル(22mm,底厚3mm,蓋厚1mm)封入して、試験を行った。その結果、最適HIP条件として、500C, 100MPa, 保持時間60分が得られた。さらに、より現実的なサイズである大試験片(Ag-Cd: 2002002.5mm, Ag-In: 2002000.5mm, A5083 and A6061: 21021021mm)による試験を行っている。

As a decoupler material for intense neutron sources, we proposed a new composite material based on the (n,) reaction, silver-indium-cadmium alloy (AIC), which had lettle helium gas production rate and higher decoupling energy (1eV). We compared an AIC decoupler with Cd and BC decouplers from various viewpoints and finally selected AIC as decoupler and liner materials. In the current design, we adopted AIC of 2.5mm thick with a composition of Ag-35wt%Cd and 0.5mm thick with Ag-15wt%In. A decoupler and a liner can be bonded to structural material (Al-alloy) by HIP for water cooling through Al-alloy. To find the optimal HIP condition, small pieces of Ag-Cd and Ag-In (202mm) were enclosed in Al-alloy capsules (22mm, 3mm thick bottom plate and 1mm thick cap) of several Al-alloys. The optimal condition was found to be 500C with a holding time of 60 minutes under a fixed pressure of 100MPa. Large pieces (Ag-Cd: 2002002.5mm, Ag-In: 2002000.5mm, A5083 and A6061: 21021021mm) were also tested aiming at more realistic size conditions.