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加速器駆動核変換システムのビーム窓設計検討

Beam window design for accelerator-driven system

菅原 隆徳  ; 江口 悠太 ; 大林 寛生  ; 岩元 大樹   ; 辻本 和文 

Sugawara, Takanori; Eguchi, Yuta; Obayashi, Hironari; Iwamoto, Hiroki; Tsujimoto, Kazufumi

本研究では、加速器駆動核変換システム(ADS)の大きな課題の一つであるビーム窓の設計検討を行った。ADS核計算において緩和された陽子ビーム電流値を用い、ビーム窓および核破砕ターゲットに対して、陽子・中性子輸送計算(PHITSコード), 熱流動解析(STAR-CCM+コード), 構造解析(ANSYSコード)の連成解析を実施した。これらの連成解析の結果、外半径についてはR=180-235mmの範囲、先端厚さについてはt=1.5-3.5mmであれば設計条件を満たし、半球形状として成立することが示された。

A new beam window concept for accelerator-driven system (ADS) is investigated by changing the design condition. New proton beam current, which is an important factor for the beam window design was derived by the neutronics calculation. Based on the new proton beam current, the investigation of the beam window was performed by the couple analyses of the particle transport, the thermal hydraulics and the structural analysis. Through these coupled analyses, it was found that hemispherical shapes with the outer radius = 180-235 mm and the thickness at the top = 1.5-3.5 mm were acceptable for the beam window.

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