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高田 弘; 前川 藤夫; 本村 士郎*; 吉田 勝彦*; 寺奥 拓史*; 明午 伸一郎; 坂井 昭夫*; 春日井 好己; 兼近 修二*; 大竹 秀範*; et al.
Proceedings of ICANS-XVI, Volume 3, p.1115 - 1125, 2003/07
大強度陽子加速器計画で建設する1MW核破砕中性子源はヘリウムベッセル,ベッセルサポートシリンダ,遮蔽ブロック,23本の中性子ビームライン,陽子ビーム窓等の機器で構成される。機器はライナーの内側に配置され、ヘリウムベッセルを中心とし、その周囲を中性子ビームシャッターを含む鉄鋼製の遮蔽で取り囲む。鉄遮蔽の外周には重コンクリートを配置し、その外表面の線量率が12.5
Sv/hを超えないことを設計条件とした。ライナーの外形は直径9.8mであり、重コンの厚さは2.2-2.7mである。ライナー内は遮蔽体の除熱とNOxガスの発生抑制のため乾燥空気を循環させる。このようなステーション構造の概要と機器構造の各論、例えば中性子ビームシャッターは2本ロッド懸垂方式の直方体状で、その一部にガイド管等を装着したダクトを挿入できる構造であること、について報告する。
本村 士郎*; 寺奥 拓史*; 吉田 勝彦*; 高田 弘; 前川 藤夫; 春日井 好己; 日野 竜太郎; 渡辺 昇; 古坂 道弘
JAERI-Tech 2003-054, 62 Pages, 2003/06
JAERI-Tech-2003-054.pdf:9.53MB
大強度加速器計画(J-PARC)の中核施設である物質・生命科学実験施設では、核破砕反応により発生した大強度の中性子を物質・生命科学等の先端分野の研究に利用する。中性子源ステーションの中心部に設置するヘリウムベッセルは、多重防護のための一つのバウンダリを形成する容器であるため、地震等に対し構造健全性を確保することが重要である。また、ヘリウムベッセルは中性子ビームラインの原点並びに方位を規定する構造体であるため、中性子ビームポートの位置・姿勢精度を確保することが重要である。ヘリウムベッセルに収納するターゲット,モデレータ,リフレクタ、並びにヘリウムベッセルに組付ける機器である陽子ビーム窓は放射線損傷を受けるため一定期間運転後にリモートハンドリングによる交換が必要となる。したがって、これら機器の遠隔操作による交換が容易かつ確実に実施しできるように支持構造,位置決め構造及びシール構造を与えることが重要である。本報告書は、このようなヘリウムベッセルについて、設計方針・設計条件の策定を行うとともに強度及び温度解析評価を行い、基本構造仕様を得た結果をまとめたものである。
神永 雅紀; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 粉川 広行; 石倉 修一*; 寺田 敦彦*; 小林 薫*; 安達 潤一*; 寺奥 拓史*; et al.
Proceedings of American Nuclear Society Conference "Nuclear Applications in the New Millennium" (AccApp-ADTTA '01) (CD-ROM), 9 Pages, 2002/00
原研とKEKは大強度陽子加速器計画の下で中性子散乱実験施設の建設計画を進めている。核破砕中性子源としては、1MWの陽子ビーム入射を想定したクロスフロー型水銀ターゲットの設計検討を実施している。本報では、水銀ターゲット熱流動設計を中心に中性子散乱実験施設建家設計の現状,水銀熱伝達試験結果及びターゲット容器の遠隔操作実証試験装置について報告する。水銀ターゲットの熱流動解析では、陽子ビームプロファイルとしてガウス分布を想定した。入口水銀温度50
,入口平均流速1.0m/s,内部総発熱量約0.4MWの条件で解析を行い、水銀最高温度121.5,容器最高温度232という結果を得て、熱流動的には成立することを明らかにした。また、解析で用いた熱伝達モデルは、水銀熱伝達実験結果に基づき検証した。さらに、本施設の要となるターゲットリモートハンドリング機器については、概念設計結果を基に実規模試験に着手し、所期の性能を発揮することを確認した。