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加速器駆動未臨界システム用加速器における許容ビームトリップ頻度の評価と現状との比較

Estimation of acceptable beam trip frequencies of accelerators for ADS and comparison with performances of existing accelerators

武井 早憲; 西原 健司; 辻本 和文; 古川 和朗*; 矢野 喜治*; 小川 雄二郎*; 大井川 宏之

Takei, Hayanori; Nishihara, Kenji; Tsujimoto, Kazufumi; Furukawa, Kazuro*; Yano, Yoshiharu*; Ogawa, Yujiro*; Oigawa, Hiroyuki

大強度陽子ビームなどを加速する加速器では、経験的にビームトリップ事象が頻繁に発生することが知られており、加速器駆動未臨界システム(ADS)の構造物に熱疲労損傷を生じる可能性がある。このビームトリップ事象がADS未臨界炉部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、許容ビームトリップ頻度はビームトリップ時間に依存し、年間$$50sim2times10^{4}$$回となった。次に、ADS用大強度加速器で生じるビームトリップ頻度を減らす方法を検討するため、許容ビームトリップ頻度と現状の加速器運転データから推定されるビームトリップ頻度を比較した。その結果、現状の加速器の技術レベルにおいても、既に停止時間が10秒以下のビームトリップ頻度は許容値を満足していた。また、停止時間が5分を超えるビームトリップ頻度は、熱応力条件を満足するために、30分の1程度に減少させれば良いことがわかった。

Frequent beam trips as experienced in existing high power proton accelerators may cause thermal fatigue problems in ADS components which may lead to degradation of their structural integrity and reduction of their lifetime. Thermal transient analyses were performed to investigate the effects of beam trips on the reactor components. Our results indicated that the acceptable frequency of beam trips ranged from 50 to $$2times10^{4}$$ times per year depending on the beam trip duration. In order to consider measures to reduce the frequency of beam trips on the high power accelerator for ADS, we compared the acceptable frequency of beam trips with the operation data of existing accelerators. The result of this comparison showed that the beam trip frequency for durations of 10 seconds or less was within the acceptable level, while that exceeding five minutes should be reduced to about 1/30 to satisfy the thermal stress conditions.

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