J-PARC 3GeVシンクロトロン真空システム機器の耐放射線試験

三尾 圭吾; 荻原 徳男; 丸下 元治*; 荒井 秀幸*; 後藤 敬一*

JAEA-Technology 2009-064, 40 Pages, 2010/03

JAEA-Technology-2009-064.pdf:9.57MB

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)主トンネル内は、大強度陽子加速に伴う高放射線環境となる。真空システムの構築にあたっては、機器の耐放射線性を10MGy以上とした。本システムで用いる機器を選定するため、線照射施設を用いて照射試験を実施した。試験の結果、冷却ファン,スパッタリングイオンポンプ用高圧導入端子,ベーキングヒーター,配管シール材について照射線量10MGyの耐放射線性を確認した。ドライスクロールポンプについてはチップシールの材質(テフロン)の制約から1MGyまでの耐放射線性にとどまった。

J-PARC RCS真空システム関連機器の耐放射線性試験

三尾 圭吾; 荻原 徳男; 引地 裕輔; 丸下 元治*; 荒井 秀幸*; 後藤 敬一*; 西澤 代治*; 古郡 永喜*

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.252 - 254, 2008/00

J-PARC 3GeV RCS真空システムは、大強度陽子加速に伴う高放射線場下において、安定稼動すること、並びに、保守作業の被曝低減の観点から、高い耐放射線性が必要である。特に、シンクロトロン(主)トンネル内では、運転期間を30年とした場合に想定される放射線量は、10MGy100MGyである。上記理由から、主トンネル内に設置される真空機器等の耐放射線性を実証することを目的として、照射試験を行った。3GeV RCS真空システム機器のうち、主トンネル内に設置される、ケーブル,スパッタリングイオンポンプ(SIP)フィードスルー,冷却ファン,ベーキングヒーター(マントルヒーター),配管シール材に対して、それぞれ機器に応じて、照射前と照射後の試験項目を設定し、耐放射線性を評価した。その結果、今回評価した機器に関してはいずれも10MGy以上の耐放射線性を確認することができ、主トンネルに設置することが可能となった。これら機器は、今後の運転に伴う放射線に耐え、RCSの安定稼動に寄与することが期待される。

Effect of radiation damage on luminescence of erbium-implanted SiO/Si studied by slow positron beam

河裾 厚男; 荒井 秀幸*; 平田 浩一*; 関口 隆史*; 小林 慶規*; 岡田 漱平

Radiation Physics and Chemistry, 58(5-6), p.615 - 619, 2000/06

https://doi.org/10.1016/S0969-806X(00)00228-0

1.54mの赤外波長域に鋭い発光ピークを示すErをSiO/Si(膜厚500に注入し、発光強度のアニール挙動やドーズ依存性、エネルギー依存性について調べるとともに注入によって発生した損傷の回復過程を低速陽電子ビームを用いた陽電子消滅測定及び、電子スピン共鳴吸収測定(ESR)により調べた。発光特性については、30keVで注入した場合には注入後発光が全く観測されないのに対し、300keVの場合には熱処理を施さなくても発光が見られるなど大きな違いが見られた。陽電子消滅測定及びESR測定の結果、30keVの場合に注入量が少ないと大半の欠陥は600Cまでのアニールで消失するが発光は900Cで著しい増加を示すことがわかった。すなわち欠陥の回復と発光の増加は完全に一致しておらず、これより600Cで欠陥の回復を経て、900CでErが光学的に活性な状態へ移行するものと考えられる。また注入量が高い場合ESR欠陥は600Cまでになくなるが、陽電子消滅パラメータは完全回復からはかけ離れていることがわかった。これより、欠陥がかなり残留するか、Erが陽電子消滅に影響するなどの効果が示唆される。

Pirani vacuum gauge for J-PARC 3GeV synchrotron vacuum system

黒岩 雅英*; 松本 信彦*; 藤井 進*; 荻原 徳男; 荒井 秀幸*

no journal, , 

In J-PARC 3GeV synchrotron vacuum system, turbomolecular pumps (TMPs) are used for evacuation during beam operation. The backing pressure of the TMPs is always monitored with Pirani gauges. It is necessary for the gauge head to have high toughness against the vibration and abrupt air inlet etc. Thus W wire 50 micrometer in a diameter is adopted as the filament instead of Pt wire. Then we have found that the annealing at 1500 K for 10 min is effective to obtain the stable filament. Thus the gauge head with high toughness has been developed. The control unit for the gauge has been also newly designed, as the unit should be placed far from the gauge head which is located in a high level of radiation and electrical noise. We have adopted the combination of the constant current method with four-point probe method. Thus, with these techniques the output has been confirmed experimentally to be independent of the cable length, and less influenced by the noise. Generally the constant current method is not so suitable for measuring the higher pressure, however, we have confirmed that, for example, the pressure less than 20 Pa can be measured at 50 mA, and the pressure ranging from 20 Pa to 1000 Pa at 90 mA, respectively. Thus the current is controlled in such a way that the set value is increased with the increasing pressure in several stages.