Update of DPA and nuclear heat calculations in spallation neutron source at J-PARC

J-PARC核破砕中性子源におけるDPA及び核発熱計算のアップデート

原田 正英   ; 高田 弘   

Harada, Masahide; Takada, Hiroshi

J-PARC核破砕中性子源は、ステンレス製容器の水銀標的に陽子ビームを当てている。水銀標的に上下に、3台のアルミニウム製容器の液体減速材が設置されている。標的と減速材の周りには、反射体容器に内封されたベリリウムと鉄の反射体が置かれている。これらの機器は、アルミニウム製陽子ビーム窓をもったステンレス製の容器に、ヘリウム雰囲気に置かれている。設計段階では、メンテナンスや保管シナリオ構築のために、機器毎に、PHITSコードを用いて、放射線損傷の指標であるDPAを評価した。また、標的や減速材等の機器の機械設計のために、PHITSコードより、核発熱を評価した。さて、PHITSコードは、近年更新され、そこで、以前の計算結果と比較を行い、大きな差異がないことを確認した。

In the spallation neutron source at J-PARC, proton beam hits a mercury target. Above or below the target, there are three liquid hydrogen moderators. Around the target and moderator, beryllium and iron reflectors are located. These components with helium atmosphere are set into the vessel which has a proton-beam windows. In the design stage, for a construction of maintenance and storage scenarios, DPA which is a major index of radiation damage were evaluated for each component with the PHITS code. And for mechanical designs of the target, the moderator and so on, nuclear heat was also estimated with the PHITS code. The PHITS code was recently updated recently. Therefore, the DPA calculation and the nuclear heat calculation were updated with the latest PHITS code. As results, it was confirmed that there was little significant difference between the latest estimated data and the old ones.