RCSビーム入射部における低放射化・保守性向上のための真空容器のアップグレード

Upgrade of vacuum chamber at RCS beam injection area aimed at lower radiation and maintainability increase

神谷 潤一郎   ; 山本 風海   ; 柳橋 亨*; 佐藤 篤*; 三木 信晴*

Kamiya, Junichiro; Yamamoto, Kazami; Yanagibashi, Toru*; Sato, Atsushi*; Miki, Nobuharu*

J-PARC 3GeVシンクロトロン(Rapid Cycling Synchrotron: RCS)のビーム入射部は、リニアックからの負水素イオンを陽子へ荷電変換する薄膜によるビーム散乱のため、真空ダクト等が放射化し残留放射線量が高いエリアである。加えて、パルス電磁石であるシフトバンプ電磁石の漏洩磁場で真空ダクトのフランジ温度が100度近くになるため、熱膨張により真空リークが発生しやすい箇所である。今後1MWのビーム出力に向けて安定運転をしていくうえで、このような状況の改善は、保守時の被ばくを低減するという観点で必須である。残留放射線量低減を目的として遮蔽体を常設するために、入射点の真空容器の構造を改良する。フランジの発熱によるリークの問題は、フランジ材料を現在の純チタン2種(耐力:約220MPa)から高強度材料であるTi-6Al-4V(耐力:約920MPa)に変更することで、高トルクでの締め付けにも耐えうるようにする。本会では、これらのアップグレードの状況について報告する。

Surround of the beam injection point in the J-PARC 3 GeV Rapid Cycling Synchrotron is the area where the residual radioactive dose is higher than other areas due to the beam scattering by the charge stripping foil. However, there is very little space to install radiation shields around the vacuum chamber in the beam injection point. Furthermore, the vacuum leak has often occurred due to the heat expansion of the chamber flange due to the induced current by the nearby pulse magnet. To solve such problems for minimizing the radiation exposure of maintenance workers, the vacuum chamber rin the beam injection point was newly designed. The space for the radiation shields was created by lengthening and the changing the cross-sectional shape. The titanium alloy with high mechanical strength was used for the flange material so that the flange was able to be fastened with higher tightening torque.