Life cycle of the proton beam window in J-PARC MLF

MLFにおける陽子ビーム窓のライフサイクル

大井 元貴 ; 山口 雄司   ; 木下 秀孝   ; 明午 伸一郎   ; 羽賀 勝洋  

Oi, Motoki; Yamaguchi, Yuji; Kinoshita, Hidetaka; Meigo, Shinichiro; Haga, Katsuhiro

J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)では、エネルギー3GeV、熱出力1MWの陽子ビームを使用した核破砕中性子源施設である。中性子生成標的には水銀が使用されており、標的容器は大気圧のヘリウム雰囲気中に設置されている。その一方で、3GeV陽子ビームを輸送する陽子ビームラインはビームロス低減のために10Pa以下の高真空に維持されている。このヘリウム領域と真空領域の境目として、陽子ビーム窓が設置されている。陽子ビーム窓は、アルミ合金で構成されているが、陽子ビームを直接受けるため放射線損傷のために定期的な交換が必要であり、設計寿命はビーム照射量10000MWhである。そして、この夏のメンテナンス作業において、陽子ビーム窓を4号機から5号機に入れ替えをおこなう。本発表では、MLFにおける陽子ビーム窓のライフサイクル、構造、交換作業について報告する。

Material and Life science experimental facility (MLF) in J-PARC is a spallation neutron source which uses 3 GeV proton beam with 1 MW power. The neutron production target is made with mercury and the target vessel is installed in the helium vessel. On the other hands, proton beam transport line is kept in high vacuum, less than 10 Pa to reduce the beam loss. As a boundary of the helium atmosphere and the vacuum region, proton beam window (PBW) is installed. The proton beam window is made with aluminum alloy. Due to the radiation damage of the window, lifetime of the PBW is estimated 10000 MWh. In this summer maintenance period, we replace from the PBW No. 4 to PBW No. 5. In this presentation, we report about life cycle, the structure and replacement work of the PBW.