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A Study on induced activity in the low-activationized concrete for J-PARC

J-PARCにおける低放射化コンクリートの誘導放射能に関する研究

松田 規宏; 中島 宏; 春日井 好己; 笹本 宣雄*; 金野 正晴*; 北見 俊幸; 市村 隆人; 堀 順一*; 落合 謙太郎; 西谷 健夫

Matsuda, Norihiro; Nakashima, Hiroshi; Kasugai, Yoshimi; Sasamoto, Nobuo*; Kinno, Masaharu*; Kitami, Takayuki; Ichimura, Takahito; Hori, Junichi*; Ochiai, Kentaro; Nishitani, Takeo

高強度の陽子加速器施設において、トンネル内遮へいコンクリートの放射化することが予想されるため、加速器機器メンテナンス作業時の作業員の$$gamma$$線被ばく線量は低減対策をとる必要がある。そこで、大強度陽子加速器施設(J-PARC)では、トンネル内遮へいコンクリート躯体の一部に、石灰石を骨材とする低放射化コンクリートを採用することとし、低放射化コンクリートの性能指標として新たに$$^{24}$$Na当量を導入した。低放射化コンクリートの有効性を検証するため、低放射化コンクリートと普通コンクリートの粉末試料について、中性子照射実験を原研FNSで行った。J-PARC用に整備した遮へい設計詳細計算コードシステムを用いて計算解析を行い、その結果はファクター2以内の良い一致を示した。また、J-PARCを模擬した体系での検証は、加速器停止後1週間以内のメンテナンス期間において、低放射化コンクリートによる$$gamma$$線被ばく線量が普通コンクリートに比べて1/10以下であり、低放射化コンクリートの使用は有効であることが確認された。

In high power proton accelerator facilities, concrete shield can be highly activated, which makes maintenance work quite difficult. So, a low-activationized concrete (limestone concrete) is to be partially adopted as a concrete shield for Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) aiming at reducing $$gamma$$-ray exposure dose during maintenance period. A new quantity, $$^{24}$$Na-equivalent, was introduced as a criterion to assure effectiveness of the low-activationized concrete. In order of its verification, powdered low-activationized concrete and ordinary one were irradiated using FNS at JAERI. The measurements were analyzed by a shielding design code system being used for J-PARC, showing that the calculations reproduce the measured induced activity within a factor of 2. Furthermore, by using the same code system, $$gamma$$-ray exposure dose was calculated for the configuration of J-PARC to find out that $$gamma$$-ray exposure dose by the low-activationized concrete was about 10 times lower than that by the ordinary concrete in a period of less than a few days after operation.

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