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羽賀 勝洋; 粉川 広行; 涌井 隆; 原田 正英; 二川 正敏; 神永 雅紀; 加藤 崇; 岡元 義尚
PSI-Proceedings 07-01, p.55 - 65, 2008/01
J-PARCプロジェクトの核破砕中性子源として世界最高レベルである1MWビーム出力に対応可能な水銀ターゲットが完成した。ここでは核破砕中性子源の核となるターゲット容器,水銀循環設備及びターゲット台車について、システムの概要及びこれらの製作・組立途上で生じた幾つかのトピックスについて紹介する。すなわち、ターゲット容器については、製作過程においてビーム窓部に容器の寿命に悪影響を及ぼす残留応力が生じたことが懸念されたため、これを評価し、問題ないレベルであることを確認した。また、水銀循環ポンプについては、水銀漏洩のない機械式電磁ポンプを開発し、400kWまでのビーム出力に対応可能な見通しを得た。さらに、ターゲット台車は300tの車体重量をシステム運転に必要な
1mmの精度で位置決めできることを確認した。
羽賀 勝洋; 二川 正敏; 粉川 広行; 涌井 隆; 直江 崇; 山崎 将伍*; 田中 伸厚*
PSI-Proceedings 07-01, p.67 - 70, 2008/01
水銀ターゲットでは、高出力の陽子ビームに照射されて生じる瞬間的な熱ショックにより圧力波が引き起こされ、これによって生ずる壁面のキャビテーション損傷が重要な問題となっている。JSNSでは圧力波を抑制する技術のR&Dを進めており、中でも水銀中に微小気泡を注入する手法は有望な技術の一つである。本研究では微小気泡の直径や注入箇所をパラメータとして、水銀ターゲット中での気泡分布への影響を解析により調べた。また、小型水銀ループと衝撃試験装置であるMIMTMを組合せることで、微小気泡のキャビテーション損傷への影響を調べるとともに、気泡力学の観点から解析的に評価した。その結果、微小気泡の注入は圧力波の抑制とキャビテーション損傷の軽減に有効な手段であることがわかった。
菊地 賢司; Dai, Y.*
no journal, ,
30MWの高出力標的では、陽子電流20mA,陽子エネルギー1.5GeVであり、高効率伝熱特性,照射損傷フリーという利点を有する液体金属を使用する。鉛ビスマスは、標的特性及び資源量の点において優れていることから、その第1候補ターゲットである。この強放射線場で、ビーム窓は年間陽子で5DPA,中性子で50DPAの照射損傷を受ける。一方、これまでPSIのSINQ標的を利用して実施した照射では、年間陽子で10DPA,中性子で10DPAの損傷場を実現した。DPAに及ぼす粒子依存性、及びHe生成量の評価が今後高力標的を実現するために明らかにすべき課題となることがわかった。