Hands-on maintenance for the target diagnostic system on top shielding of spallation neutron source at J-PARC

J-PARC核破砕中性子源の遮蔽体上部におけるターゲット診断システムのハンズオンメンテナンス

直江 崇   ; 猿田 晃一   ; 勅使河原 誠   ; 木下 秀孝   ; 涌井 隆  

Naoe, Takashi; Saruta, Koichi; Teshigawara, Makoto; Kinoshita, Hidetaka; Wakui, Takashi

J-PARCのパルス核破砕中性子源では、液体水銀標的、3種類の液体水素減速材と反射体がヘリウムベッセル内の遮蔽体の下に設置されている。運転中の水銀標的の陽子ビーム入射時の挙動をモニタリングするために、レーザードップラー振動計とマイクロフォンから構成されるターゲット診断システムを標的から3m離れた遮蔽上部に設置している。2023年10月に、遮蔽体の上部にアクセスし診断システムの交換を手作業で実施した。作業に際し、以下のような安全対策を講じた。ヘリウムベッセル開口部を覆うグリーンハウスと局所排気の設置、線量当量率(100Sv/h)及び空気中トリチウム濃度(0.1Bq/cm)に関する作業停止基準の明確化、エアラインマスク及びアノラックスーツの着用、高さ5mの遮蔽体開口部への転落防止ロープ設置と墜落制止用器具の装着。局所排気の連続運転により、約4時間で作業環境のトリチウム濃度はバックグラウンドレベルまで低下し、遮蔽体上部の線量は40Sv/h程度であったため、内部被ばくは検出されず安全に作業を完了することができた。

At the pulsed spallation neutron source J-PARC, a liquid mercury target, three types of cryogenic liquid hydrogen moderators and a reflector are placed with a shielding inside a helium-filled vessel. In October, 2023, we accessed on the top surface of the shielding in the helium vessel, where 3 mm upper from target, and replaced a target diagnostic system for monitoring the beam induced acoustic vibration. To accomplish the hands-on-work safely, we took following safety measures: installation of a greenhouse with a local exhaust upon the helium vessel, define the upper limit of suspend work for dose rate (100 Sv/h) and tritium concentration in air (0.1 Bq/cm) in green house, wear air-line aspirator and anorak to prevent internal exposure, place fall prevention rope in addition to wear safety belt to eliminate the risk of fall from shield of 5m in height. The result showed that the tritium concentration in air in the greenhouse was successfully reduced to the background level after 4 hours of ventilation, and dose rate of work area was 40 Sv/h. Therefore, the workers completed hands-on-maintenance without any detectable internal exposure.