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MLF気体廃棄物処理設備の現状

The Current state of off-gas processing system at MLF

増田 志歩; 甲斐 哲也   ; 原田 正英   ; 木下 秀孝   ; 関 正和; 高木 素則; 春日井 好己  ; 羽賀 勝洋  

Masuda, Shiho; Kai, Tetsuya; Harada, Masahide; Kinoshita, Hidetaka; Seki, Masakazu; Takagi, Motonori; Kasugai, Yoshimi; Haga, Katsuhiro

J-PARCの核破砕中性子源では水銀をターゲット材料として使用している。水銀の核破砕生成物のうち気体状の核種(トリチウム, 希ガス, 水銀蒸気)の大部分は、水銀循環系内のサージタンクのカバーガス(ヘリウム)に蓄積すると想定される。毎年実施している水銀ターゲット容器交換作業では、容器の取り外しに先立ち、気体廃棄物処理設備でカバーガスを受け入れている。これまでの運転経験から、一定量のトリチウムや希ガスが水銀循環系の内壁に付着したままであるため、交換作業時にはこれらの核種が水銀循環系からホットセルへ放出するのを抑制する必要があることが明らかになった。そこでカバーガスの受入に加えて、水銀循環系内を複数回ヘリウムパージし、系内の放射能濃度の低減を図った。その結果、希ガスの低減は十分な効果が得られたが、トリチウムに関しては十分でなかった。このため交換作業の際には、真空ポンプを用いて水銀循環系を経由して空気を気体廃棄物処理設備へ引き込むことにより、開放部で空気が内部に向かう流れを形成(気流制御)し、系外へのトリチウム放出抑制を図ることとした。本報告では、水銀ターゲット交換における気体廃棄物処理設備の役割を紹介するとともに、希ガスやトリチウム放出抑制の効果や、今後の高度化の展望について述べる。

Mercury is used as a target material for spallation neutron source at J-PARC. It is assumed that most of gaseous nuclides (tritium, noble gases and mercury vapor) among spallation products accumulate in the cover gas (helium) of the surge tank in the Mercury Circulation System (MCS). In the mercury target vessel replacement which is carried out every year, cover gas is transferred to the off-gas processing system before deinstallation of the vessel. It became clear from the previous operation that a certain amount of tritium and noble gases remain absorbed on the inner wall of the MCS. It is necessary to suppress release of these nuclides to the hot cell during vessel replacement. Therefore, the MCS was purged by helium several times to reduce the radioactivity concentration in the system. As a result, the purge was effective for the reduction of noble gas, but not for tritium. Therefore, at the time of replacement, air is drawn into the off-gas processing system via the MCS using a vacuum pump, thereby forming a air flow toward the inside (air-flow control) of the MCS at the opening to suppress the release of tritium out of the system. In this report, we will introduce the role of the off-gas processing system in mercury target vessel replacement and describe the efficacy to suppress the noble gas and tritium release, and future plan of system improvement.

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