J-PARC 3GeVシンクロトロンビームコリメータの故障原因究明作業

A Failure investigation of the beam collimator system in the J-PARC 3 GeV rapid cycling synchrotron

岡部 晃大  ; 山本 風海   ; 神谷 潤一郎   ; 高柳 智弘   ; 山本 昌亘   ; 吉本 政弘  ; 竹田 修*; 堀野 光喜*; 植野 智晶*; 柳橋 亨*; 武石 健一; 滑川 裕矢*; 引地 裕輔*; 加藤 新一; 高橋 博樹  

Okabe, Kota; Yamamoto, Kazami; Kamiya, Junichiro; Takayanagi, Tomohiro; Yamamoto, Masanobu; Yoshimoto, Masahiro; Takeda, Osamu*; Horino, Koki*; Ueno, Tomoaki*; Yanagibashi, Toru*; Takeishi, Kenichi; Namekawa, Yuya*; Hikichi, Yusuke*; Kato, Shinichi; Takahashi, Hiroki

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)には、ビーム損失を局所化し、機器の放射化を抑制するためにビームコリメータが設置されている。RCSにて加速中に広がったビームハローは、すべてコリメータ散乱体によって散乱され、吸収体部にて回収される。2016年4月のコリメータ保守作業時に吸収体部の1つで大規模な真空漏れが発生したため、代替の真空ダクトを設置することで応急的な対処を行い、ビーム利用運転を継続した。取り外したコリメータの故障原因を特定するためには、遮蔽体を解体し、駆動部分をあらわにする必要がある。しかし、故障したコリメータ吸収体部は機能上非常に高く放射化しており、ビームが直接当たる真空ダクト内コリメータ本体では40mSv/hという非常に高い表面線量が測定された。したがって、作業員の被ばく線量管理、及び被ばく線量の低減措置をしながら解体作業を行い、故障したコリメータ吸収体の真空リーク箇所の特定に成功した。本発表では、今回の一連の作業及び、コリメータの故障原因について報告する。

The most important issue is to reduce the uncontrolled beam loss in the high intensity hadron accelerator such as J-PARC proton accelerators. The J-PARC 3 GeV Synchrotron (RCS) has a collimator system which narrows a high intensity beam in the RCS. After startup of RCS in 2007, the collimator system of the RCS worked well. However, in April 2016, vacuum leakage at the collimator system occurred during the maintenance operation. To investigate a cause of the failure, we took apart iron shields of the collimator reducing exposed dose of operators. As a result of inspection, we succeeded to identify the cause of the vacuum leakage failure. In this presentation, we report the failure investigation of the beam collimator system in the RCS.