Development of a retro-reflecting corner cube mirror for JSNS target container monitoring

JSNSターゲット容器診断のための再帰性ミラーの開発

勅使河原 誠   ; 涌井 隆  ; 前川 藤夫  ; 二川 正敏  ; 加藤 崇; 菊地 賢司; 仲村 宏二*; 深井 卓*; 吉田 信俊*; 直江 崇*   ; 山口 義仁*

Teshigawara, Makoto; Wakui, Takashi; Maekawa, Fujio; Futakawa, Masatoshi; Kato, Takashi; Kikuchi, Kenji; Nakamura, Koji*; Fukai, Takashi*; Yoshida, Nobutoshi*; Naoe, Takashi*; Yamaguchi, Yoshihito*

J-PARCでは中心利用施設の一つとして核破砕中性子源の建設が進められている。高強度でピーク強度の高い中性子ビームを利用者に供給するため1MWのパルス陽子ビームがターゲットに入射される。しかしながら、パルス陽子ビーム入射によって発生した圧力波を起因とし、ターゲット容器にピッティング損傷をもたらし、容器の寿命を短くする。そこで、容器の寿命を予測する診断技術の確立が重要となる。音響診断として用いられるレーザードップラ法は、ピッティング損傷によって発生した振動事象を計測するのに適した方法である。この診断法を可能とするために再帰性ミラーを採用した。有機材での再帰性ミラーは既に確立されているが、放射線損傷の点から、金属材料での開発が望まれていた。われわれは、電鋳法を用いることにより12%の反射率を有するNi材の再帰性ミラーを開発した。しかしながら、ターゲット容器に取り付けるためのロウ付け処理がNi材に再結晶をもたらし、反射率を低下させた。そこで、ロウ付けについて最適化を施すことによって4%の反射率の低下のみで実機のターゲット容器に導入することを可能とした。

The spallation neutron source facility (JSNS) in J-PARC project is under construction. Highest neutron intensity, especially peak intensity, is provided to neutron beam users in JSNS. However, the pressure wave caused by the intense pulsed proton beam gives vibration related pitting damage on the target beam window, resulting in a shorter life-time. It is very important to monitor the pitting damage of the target beam window to estimate its life-time. Laser Doppler method is a useful acoustic vibration measurement technique to monitor damage caused by pitting damage. We adopted a retro-reflecting corner cube mirror to enable this measurement. We developed a retro-reflective corner cube mirror with the reflectivity of 12 %, which is made by Ni using electroforming. Finally, we could install the retro-reflective mirror on the real target container with an optimized brazing method (Ag based brazing).