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長谷川 和男; 金正 倫計; 小栗 英知; 山本 風海; 林 直樹; 山崎 良雄; 内藤 富士雄*; 堀 洋一郎*; 山本 昇*; 小関 忠*
Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1317 - 1321, 2017/12
J-PARCでは2016年の夏季メンテナンス終了後、加速器の立ち上げや調整を経て、10月下旬からニュートリノ実験施設(NU)、11月上旬から物質・生命科学実験施設(MLF)の利用運転を再開した。NUでは、前回の利用の終了時点(2016年5月)で420kWの出力であったが、チューンの変更や多くのパラメータの最適化調整により、2017年1月には450kW、2月に470kWまで向上した。一方ハドロン実験施設(HD)に向けて2017年4月に調整運転を開始したが、静電セプタムの不具合により停止し、復旧作業により再開し37kWで供給した。MLFでは、2016年度の2回の中性子標的の不具合を受け、新しい設計で標的を製作中であり、それが納入される2017年夏までは150kWのシングルバンチで供給した。2016年度全体では、リニアック、3GeVシンクロトロン(RCS)、MLFともに安定に運転ができ、稼働率は93%であった。一方メインリング(MR)では、小動物のトランスへの侵入や、性能向上に向けた新しい電源の使用開始に伴うノイズによる不具合などがあり、NU向けで約77%、ハドロン向けで約84%の稼働率であった。本発表では、こうしたJ-PARC加速器の運転状況について報告する。
長谷川 和男; 林 直樹; 小栗 英知; 山本 風海; 金正 倫計; 山崎 良雄; 内藤 富士雄*; 小関 忠*; 山本 昇*; 堀 洋一郎*
Proceedings of 8th International Particle Accelerator Conference (IPAC '17) (Internet), p.2290 - 2293, 2017/06
J-PARC加速器は400MeVリニアック、3GeVシンクロトロン(RCS)、30GeVメインリングシンクロトロン(MR)から構成される。リニアックでは入射部の交換やエネルギーの増強、シンクロトロンでは真空の向上やコリメータの能力増強など、多くのハードウェアの性能向上を行ってきた。MRからニュートリノ実験やハドロン実験向けのビーム出力は、加速器調整やビームロス低減によって着実に向上してきた。RCSからは設計値である1MW相当のビーム加速に成功し、中性子やミュオン向けには500kWで利用運転に提供した。一方で、多くの故障や不具合もあり、これらを解決して高い稼働率を目指している。ここでは、こうしたJ-PARC加速器の性能や状況について報告する。
Pb
Sr
CuO
平賀 晴弘*; 林 陽一郎*; 脇本 秀一; 武田 全康; 加倉井 和久; 足立 匡*; 小池 洋二*; 山田 幾也*; 宮崎 正範*; 平石 雅俊*; et al.
Physical Review B, 81(14), p.144501_1 - 144501_6, 2010/04
被引用回数：15 パーセンタイル：55.02(Materials Science, Multidisciplinary)Spin correlations in the overdoped region of BiPbSrCuO have been explored with Fe-doped single crystals characterized by neutron scattering, muon-spin-rotation spectroscopy, and magnetic-susceptibility measurements. The incommensurability 
is unexpectedly large (
0.2 r.l.u.), as compared with the overdoped La
Sr
CuO
. However, this large is close to the hole concentration 
. While our findings in Fe-doped BiPbSrCuO support the commonality of incommensurate spin correlations in high-
cuprate superconductors, they also suggest that the magnetic response might be dominated by a distinct mechanism in the overdoped region.
林 正太郎; 岸本 洋一郎; 根本 慎一*; 川口 尊*; 巌渕 弘樹*
PNC TN8410 88-051, 119 Pages, 1988/09
本報告書は動燃で実施してきた遠心抽出器の開発経緯とウラン試験結果をまとめたものである。本試験結果を要約すると 1)動燃で開発してきた遠心抽出器のスループットはこれまでに諸外国で開発されてきた抽出器とほぼ同等の能力を有することが判った。 2)滞留時間が約10秒と短いにもかかわらず,ウランの抽出反応はほぼ平衡関係に近い状態で操作できることを確認した。 3)定常状態への立上げは極めて短く,今回の条件下では510分間であった。 4)MIXSETによって評価した結果,先に求めた段効率を用いることによって,遠心抽出器内濃度プロフィルの実験結果とシミュレーション結果が良く一致することが明らかとなった。 以上従来と異なった構造を特徴とする遠心抽出器によっても十分に使用に耐える性能であることが本試験によって明らかにされた。
林 正太郎; 岸本 洋一郎; 河田 東海夫*; 根本 慎一*; 宮地 茂彦*
PNC TN8410 88-039, 58 Pages, 1988/09
パルスカラム抽出器は使用済燃料再処理において主分離工程の抽出装置としてミキサ・セトラと同様に使用されてきている。 これまで開発されてきたパルスカラムは,有機相と水相とを分離するための相分離セトラーをカラム本体の下部又は上部に設けた1体型が主であった。このため相分離セトラー内に生じた界面の位置はカラム内溶液の密度変化やパルミングの影響を受けた界面位置を一定に保持することが困難で,かつ界面を検出するための検出器もカラム高さ分に相当する液の背圧を受けての検出であり精度の点で問題があった。更に界面に生ずるクラッドを除去することも技術的に困難であった。 以上のような技術的な課題を解決するため,従来,カラム本体と1体化されていた相分離セトラーをカラム本体から切り離し,分離型セトラーとし,工学規模での実証試験を行った。 本方式は界面をカラム内に設けず,外部に設置した分離型セトラーに設けるものである。 以下に実証試験結果の要約を示す。 1)従来方式では困難とされていた技術課題「高背圧下での界面検出とその方法」,「界面クラッドの除去対策」,「界面を安定に保ちつつ重液のみを抜き出す方法」など本分離型セトラーの採用により大部分の課題が解決できる目途を得た。2)分離型セトラーの形状はカラム本体にとらわれることなく任意に決定できるため,臨界安全形状,遠隔保守性,レイアウトの融通性など設計上,従来型に比べ有利となった。 3)カラム内液密度変化やパルシングの影響を受けないため安定に抽出操作を行うことができる。
林 正太郎; 岸本 洋一郎; 河田 東海夫*
PNC TN8410 88-011, 89 Pages, 1988/02
本報告書は応用試験棟に設置されているパルスカラム試験装置によるウラン試験の中で経験した,「抽出カラム内液相分散状態化」についてまとめたものである。なお,合せて,液相分散状態悪化の影響及び対策,回復方法についても一部試みたので,これらも合せ収録した。以下に今回得られた知見を示す。 1)抽出カラムの正常液相分散時に必要な有効抽出部長さが2.3mであったものが,液相分散悪化時には同一条件下において4.3mと増大することが判った。 2)一方,液相分散状態の悪化は分散相(有機相)の体積分率をも増大させ,有機相のカラム内ホールドアップを増す原因となった。 3)このホールドアップ割合はカラム軸方向に対して正常時に一様であったものを,一様でない分布をもたらした。 4)NaOHによるカラム洗浄の結果ではウラン濃度プロフィルの改善はみられたものの完全には回復できなかった。NaOH洗浄後の有効抽出部長は3.6mであり正常時の約2倍で安定した。 以上,今回の経験により,パルスカラム長さの決定には正常な条件下で求めた結果及びそれらデータを反映させた計算コードによる計算結果に対し液相分散状態悪化時を考慮した安全係数をとる必要があると共に,運転停止時においても目皿のぬれ性を保持する観点から連続相を常時カラム内に張っておくことが好ましいと判断される。
林 正太郎; 岸本 洋一郎; 根本 慎一*
PNC TN8410 88-010, 181 Pages, 1988/01
本報告書は,パルスカラム抽出試験装置(2)を用いて,実プラント運転で要求される安定操作条件を検討したものである。試験は,抽出及び洗浄カラムについて,各種運転パラメータを変化させて行ない,その影響について調べた。 1)抽出カラムに関しては,パルス条件を変化させても濃度プロフィルに影響を与えないことがわかった。 2)線速度の影響については,抽出カラムの線速度を1523m/hまで増加させた結果,HETSとして約60--を得,カラムのフラッディングポイントに対し,運転可能な領域として3060%程度の巾広い範囲を有する事が確認できた。 3)ポンプ故障等の流量変動によりウラン濃度が上昇する外乱に対しては,抽出カラムにおいて有効抽出部として使われないカラム長さが増大し,完全に肩を持った濃度プロフィールとなる事がわかった。その為,パルスカラム運転の際には洗浄塔のプロダクト濃度及び洗浄カラムボトム中のウラン濃度を監視し,最適な安定操作条件を確保する事が重要である。
岸本 洋一郎; 河田 東海夫; 林 正太郎; 根本 慎一; 北村 航一郎
PNC TN8410 88-001, 142 Pages, 1987/12
本報告書は,高速炉燃料再処理用のパルスカラム確証試験の一環として実施してきたウラン試験のうち,逆抽出カラムに関して,その運転パラメータ影響評価結果をまとめたものである。 試験は,応用試験棟に設置されている実規模パルスカラムを用いて行われ,抽出,洗浄,逆抽出カラムのうち逆抽出カラム関する評価を行った。 その結果を以下に示す。 1)カラム下部の高濃度域における逆抽出効率に大きな影響を及ぼす運転パラメータは硝酸濃度である。また上部の低濃度域においては主に溶媒劣化度や温度の影響が大きい。 2)逆抽出カラムの安定な濃度プロフィルを得るためには,流量比A/Oを1.3以上にする必要がある。 3)カラム内の線流速は1630m/hの範囲では逆抽出効率への影響は小さい。 4)パルス条件は,振幅を20mmとした場合,振動数40(cpm)と60(cpm)とで逆抽出効率に大差はない。
岸本 洋一郎; 河田 東海夫*; 林 正太郎; 根本 慎一; 北村 航一郎
PNC TN8410 87-084, 144 Pages, 1987/06
本報告書は、高速炉燃料再処理用のパルスカラム技術開発における逆抽出特性に関して、運転パラメータの影響を評価したものであり、その結果得た知見を以下に示す。(1)カラム下部の高濃度域における逆抽出効率に大きな影響を及ぼす運転パラメータは硝酸濃度である。また上部の低濃度域においては主に溶媒劣化度や温度の影響が大きい。(2)逆抽出カラムの安定な濃度プロフィルを得るためには、流量化A/Oを1.3以下とする必要がある。(3)カラム内の線流速は、1630m/hの範囲では逆抽出効率への影響は小さい。(4)パルス条件は、振幅を20mmとした場合、振動数40(cpm)と60(cpm)とで逆抽出効率に大差はない。
岸本 洋一郎; 河田 東海夫*; 林 正太郎; 根本 慎一*; 北村 航一郎*; 植野 和浩*
PNC TN8410 87-083, 50 Pages, 1987/06
本報告書は、応用試験棟に設置されているパルスカラム抽出試験装置(II)で実施した外乱特性試験結果に関するものである。今回の試験で、パルスカラム抽出器の動特性に関し、以下の知見を得た。(1)10mHx10cmの抽出カラムでは、全停止による放置4時間までは、抽廃へのウランリークに変化はない。(2)ウランリーク率を0.05%以下におさえるには、放置許容時間を1時間と仮定すると約5mのカラム長さが必要である。(3)設置によって抽出カラム下部までウランが拡散しても、約2カラムボリュムのクリーン溶媒供給によって、ウラン濃度プロフィルは停止時の状態に回復する。(4)逆抽出カラムでは、カラム内の滞留液の影響により、全停止約3時間までの間は、カラム上部の濃度上昇が起こる。(5)洗浄カラムからウラン取出し濃度を約90g/lから約110g/lまで増加させた場合、約12時間で抽出カラム内のウラン濃度が増加し、アキュミレーションの兆候が現れる。なお、パルスカラム動特性に関する他のいくつかの課題については、引続き検証する。
林 正太郎; 岸本 洋一郎; 河田 東海夫*; 田中 睦男; 根本 慎一; 北村 航一郎
PNC TN8410 87-082, 92 Pages, 1987/04
本報告書は、応用試験棟に設置されているパルスカラム抽出試験装置(II)で実施しているウラン試験において抽出塔の分散状態の悪化がみられたので、その原因及び対策等についての知見の一部を取りまとめたものである。今回の調査結果で、分散状態悪化時の対策及びその回復性等に関し、以下の知見を得た。(1)NaOHによるカラム内洗浄後、抽出カラム内濃度プロフィール上、やや改善はみられたものの、分散悪化時と正常時の中間に位置し、再現性を得られた事から、NaOHによるカラム内洗浄効果はあまりなかった。(2)正常時有効抽出部が2.3mであったものが分散悪化時のそれが4.3m,NaOHによる洗浄後のそれが3.6mとなっており、悪化時は正常時の約1.9倍となった。(3)分散悪化と共に体積分率が増加し、悪化時においては、正常時に比べあきらかにホールドアップの割合が大きくなり、又カラム軸方向に対し一様な分布をしなくなった。よって、今後は、上記知見に鑑み、目皿の濡れ性に十分注意し、常にカラム内を連続相で浸す等の処置を施しながらウラン試験を継続する予定である。
樫原 英千世*; 岸本 洋一郎; 河田 東海夫*; 林 正太郎; 根本 慎一*; 北村 航一郎; 小島 久雄; 鈴木 重昭*; 照沼 友教*; 植野 和浩
PNC TN8410 87-081, 98 Pages, 1986/12
本報告書は、応用試験棟に設置されているパルスカラム抽出試験装置(II)における洗浄塔分散状態の悪化とその原因について、硝酸一30%TBP/n-ドデカン系を用いて実施した調査試験に関するものである。今回の試験で以下の知見を得た。(1)目皿表面の付着物が分散状態悪化の原因であり、この付着物はCl,P,Zrを含む親有機性物質であった。(2)付着物は、試薬による方法では除去できないほど強固なものであった。(3)これらの付着物を除去した結果、分散状態が回復できた。
岸本 洋一郎; 河田 東海夫*; 林 正太郎; 根本 慎一*; 田中 睦男
PNC TN8410 87-080, 42 Pages, 1986/12
本報告書は、高速炉燃料再処理主分離工程技術開発用として、応用試験棟に設置し、一連のウラン試験に使用して来たパルスカラム抽出試験装置(II)の周辺設備について実プラントへの適用性の観点から、検討、評価した結果をまとめたものである。通常運転時における抽出カラムの必要長さは、安定操作条件のもとでは約3mであり、更に異常時におけるそれは、5mであるとのR&D結果に基づき、必要ラック寸法を検討した。その結果、現試験設備をそのまま実プラントに適用した場合に必要なラック寸法一16.5mを5.5m短縮でき、11mとすることができる。ただし、この場合、減圧方式による重液抜き出し方法は除外する。又、洗浄塔の場合、現試験設備では抽出塔からの溶媒を重力流で供給しているが、ラックの統一化を図るため、溶媒をエアリフトで送液することが必要となる。なお、一部については、試験進行中のものもあり、最終的評価は今後の課題とした。
山本 風海; 長谷川 和男; 金正 倫計; 小栗 英知; 林 直樹; 山崎 良雄; 菊池 一夫; 内藤 富士雄*; 小関 忠*; 山本 昇*; et al.
no journal, ,
J-PARC加速器および実験施設は中性子や中間子、ニュートリノなど多くの種類の素粒子による科学実験を目的に建設された。加速器はリニアック、3GeVシンクロトロン(RCS)、主リング(MR)の3つからなり、RCSは物質生命科学実験施設およびMRに同時にビームを供給し、MRはハドロン実験もしくはニュートリノ実験のどちらかを選択し運転を行っている。2008年12月に中性子実験の利用が開始されて以降、実験ユーザーのための連続運転が続けられてきたが、これまで様々な事象によるビーム停止を経験してきた。特にJ-PARCのような大強度の加速器では、ターゲットに与える負荷が大きく、運転中に多量の放射線が発生するのみならず、機器の放射化も非常に大きなものとなる。このため、ほんの小さな故障からでも放射性物質の漏えいという大きな事故につながる可能性があるため、過去のどんな加速器よりも安全に注意して運転しなければ安定で持続的な運転を継続することはできない。本発表では、これまでに得られた上記のような知見を報告する。
