Shielding Design of a Neutron Beam Line "NOBORU" at JSNS/J-PARC

JSNS/J-PARCの中性子ビームライン"NOBORU"の遮蔽設計

原田 正英   ; 及川 健一   ; 春日井 好己  ; 前川 藤夫  

Harada, Masahide; Oikawa, Kenichi; Kasugai, Yoshimi; Maekawa, Fujio

NOBORUは、JSNS/J-PARCに設置された23本のうちの一つのビームラインであり、中性子源特性測定と様々なテスト実験を行うことを目的としている。NOBORUでは、1MWにおいて、大きな中性子ビームサイズを扱うために、十分な遮蔽が必要であった。本研究において、NOBORUの遮蔽構造を決定するために、遮蔽計算を駆使した。遮蔽計算では、様々なビームライン機器によって生じる中性子ビーム損失を考慮した。その結果、J-PARCで適用しているすべての線量限度を満たす遮蔽構造を決定することができた。そして、運転時において、NOBORUNの実験室内での線量測定を行った。測定結果は、2倍の範囲内で、計算値と良い一致を示すことがわかった。さらに、中性子シャッターの遮蔽効果とTチョッパーの残留放射能についても評価した。

NOBORU is one of 23 neutron beam ports in JSNS/J-PARC to measure neutron source characteristics and to be applicable to various test experiments. Shielding for NOBORU must be tough due to the large neutron beam size and the high beam power at 1MW. In this study, we determined the shielding structure of NOBORU by neutronics calculations. In the shielding calculation, we considered neutron beam loss conditions caused by various beam line components. As a result, shielding structures that satisfied all the necessary radiation dose limits adopted in the J-PARC were determined. We measured dose rates in the experimental room of NOBORU during operation. The measured values were in good agreement with the calculated ones within a factor of 2. In addition, we also evaluated the effectiveness of a neutron beam shutter and radioactivity of the T chopper.