J-PARCの中性子源モデレータ用湾曲形状Au-In-Cd合金デカップラーの開発状況

大井 元貴; 勅使河原 誠; 原田 正英

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大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)では、3GeV陽子ビームを水銀ターゲットに入射して中性子を発生し、超臨界水素モデレータで減速してから実験装置にパルス状の中性子ビームとして供給している。モデレータと反射体の設計寿命は30,000MWhであるため、現在モデレータと反射体2号機の製作を進めている。モデレータ1号機では、供給する中性子パルスの時間幅を短くするためにAg-In-Cd合金デカップラーを使用しているが、残留放射能の低減のために2号機ではAu-In-Cd合金デカップラーを採用した。これまでに平板形状Au-In-Cd合金の製作、等方圧加圧接合(HIP)の研究試験を行い、これを使用して反射体2号機を製作した。次に、曲率の異なる球面を組み合わせた湾曲形状をもつモデレータに合わせた、Au-In-Cd合金の製作とHIP加工を行っている。モデレータは多重容器構造であり、HIP加工後にAu-In-Cd合金から12mmの距離まで削り出すため、HIP前の製作精度が求められる。この課題に対して、Au-In-Cd合金を鋳型に溶かして整形する手法を採用した。