Comparison of beam trip frequencies between estimation from current experimental data of accelerators and requirement from ADS transient analyses

加速器駆動核変換システムにおける熱過渡解析から得られる許容ビーム停止頻度と現状の加速器運転データとの比較

武井 早憲   ; 辻本 和文 ; 大内 伸夫 ; 大井川 宏之 ; 水本 元治*; 古川 和朗*; 小川 雄二郎*; 矢野 喜治*

Takei, Hayanori; Tsujimoto, Kazufumi; Ouchi, Nobuo; Oigawa, Hiroyuki; Mizumoto, Motoharu*; Furukawa, Kazuro*; Ogawa, Yujiro*; Yano, Yoshiharu*

現存する高出力陽子加速器では経験上頻繁にビームトリップが起こるため、加速器駆動核変換システム(ADS)を構成する機器に対して熱疲労損傷を生じる可能性がある。このビームトリップが未臨界炉の各要素に与える影響を調べるため熱過渡解析を実施した。その結果、許容ビーム停止頻度はビームトリップ時間に依存して年間5025,000回の範囲となった。次に、ADS用高出力加速器のビームトリップを減少させる方法を探るため、許容ビーム停止頻度と現状の加速器運転データから求められるビーム停止頻度を比較した。その結果、ある条件の下ではビームトリップ時間が10秒以下の停止頻度は許容ビーム停止頻度を満足していることがわかった。一方、10秒を超えるビームトリップについては、熱応力条件を満足するには停止頻度を約30分の1に減少させる必要があることがわかった。

Frequent beam trips as experienced in existing high power proton accelerators may cause thermal fatigue problems in ADS components. Thermal transient analyses were performed to investigate the effects of beam trips on the reactor components. Our results indicate that the acceptable frequency of beam trips ranges from 50 to 25,000 times per year, depending on the beam trip duration. In order to measure the effect of reducing beam trips on the high power accelerator for ADS, we compared the difference between the acceptable frequency for beam trips and the operation data of existing accelerators. The result of this comparison shows that for typical conditions the beam trip frequency for durations of 10 seconds or less is within the acceptable level, while that exceeding 10 seconds should be reduced by about 1/30 to satisfy the thermal stress conditions.