J-PARCリニアックにおける冷却水への微量金属混入の調査

Investigation for tiny metal contamination of water cooling system in J-PARC Linac

菅沼 和明 ; 廣木 文雄 ; 伊藤 崇  ; 山崎 良雄 

Suganuma, Kazuaki; Hiroki, Fumio; Ito, Takashi; Yamazaki, Yoshio

J-PARCリニアックの冷却水システムは、流量変動が発生し安定運転の妨げになっていた。冷却水の汚濁が流量変動を引き起こす原因であることを突き止め、循環ポンプの仕様変更と冷却水の汚濁を低減する対策を実行し、流量変動を収束させた。しかしながら、発生源の抑制は未解決である。これまでの調査から、汚濁は微量金属の混入で、冷却水に精製水を使用することによる銅への浸食と腐食によって起こることが判明している。精製水を使用し無酸素銅を多用する加速器特有の問題かもしれない。加速器に使用する冷却水は、放射線の影響を抑えるために不純物を極力排除した精製水を使用している。一方、加速空洞及び電磁石を製作する部材には、伝熱に優れている銅の使用や加工精度に優れている鉄を多用している。また、加速器は高電圧、大電流を使用する必要があり、工業用水や水道水の使用では、安定運転へのリスクが伴う。一般的な設備の冷却水に銅を使用する場合、防食剤を使用することで、腐食を抑制できるが、前述したとおり、加速器は、放射線場,高電圧の環境であり防食剤の使用が制限される。本報告では、J-PARCリニアック冷却水設備における微量金属混入の調査について報告する。

In the past, water flow decreased at water cooling system in J-PARC Linac. Contamination get mixed in cooling water. The problem was resolved by changing the system of the circulation pumps and reducing the tiny metal in water cooling system. However, suppression of occurring tiny metal is unresolved. The tiny metal is the unique problem of accelerator. It is caused by heavy using oxygen free copper and phosphorus deoxidized copper. The two copper is used for the part of accelerator and purified water. The object of the report is investigation of tiny metal contamination of water cooling system in J-PARC Linac.