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A Plan of Proton Irradiation Facility at J-PARC and possibilities of application to nuclear data research

J-PARCにおける陽子照射施設計画と核データ研究への応用への可能性

前川 藤夫  

Maekawa, Fujio

分離変換技術は、高レベル放射性廃棄物の減容、有害低減のための有望な技術である。原子力機構では、加速器駆動システム(ADS)と組み合わせで文永変換技術を開発している。ADSの実現可能性に影響を与える重要課題の1つに、加速器と未臨界炉心の境界をなす陽子ビーム窓がある。陽子ビーム窓は、高強度の陽子ビームと標的で生成した核破砕中性子、および鋼材に対し腐食性を有する高温の液体鉛ビスマス共晶合金の流動によって損傷を受ける。J-PARCでは、ADS環境下での材料損傷研究のため、400MeV、250kWの陽子ビームを入射する液体鉛ビスマス核破砕ターゲットを備えた陽子ビーム照射施設を計画している。本施設は、半導体デバイスのソフトエラー試験,RI製造,核分裂および核融合炉のための材料照射など、多様な目的にも利用できる。陽子ビームや核破砕中性子を使った核データ研究への応用も多様な用途の一つであり、核データコミュニティからの優れたアイデアを歓迎する。

The partitioning and transmutation (P-T) technology has promising potential for volume reduction and mitigation of degree of harmfulness of high-level radioactive waste. JAEA is developing the P-T technology combined with accelerator driven systems (ADS). One of critical issues affecting the feasibility of ADS is the proton beam window (PBW) which functions as a boundary between the accelerator and the sub-critical reactor core. The PBW is damaged by a high-intensity proton beam and spallation neutrons produced in the target, and also by flowing high-temperature liquid lead bismuth eutectic alloy which is corrosive to steel materials. To study the materials damage under the ADS environment, J-PARC is proposing a plan of proton irradiation facility which equips with a liquid lead-bismuth spallation target bombarded by a 400 MeV - 250 kW proton beam. The facility is also open for versatile purposes such as soft error testing of semi-conductor devises, RI production, materials irradiation for fission and fusion reactors, and so on. Application to nuclear data research with using the proton beam and spallation neutrons is also one of such versatile purposes, and we welcome unique ideas from the nuclear data community.

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