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口頭

Design evaluation of monitoring small specimens attached on the spallation target vessel for integrity examination plan and cutting device technical evaluation for volume reduction of high radiated materials

根本 英幸; 若井 栄一; 木下 秀孝; 増田 志歩; 原田 正英; 高田 弘; 石川 幸治*; 今成 慶*; 伊藤 剛士*

no journal, , 

J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)では、水銀ターゲット容器に陽子ビームを照射し水銀の核破砕によって中性子が発生する。特に水銀ターゲット容器は大強度陽子ビームを受けて使用するため、機器の健全性を評価が必要である。また、このような機器は高放射化物となり、保管及び将来の使用済み機器の処理・処分に向けて、減容化等の技術検討を進めることが重要課題となっている。本研究は、使用中のターゲット容器に関する健全性状態の調査検討のためのモニター用小型試験片の取付け方法の検討とその基本設計を実施し、課題点を抽出した。また、使用後に高放射化物となる水銀ターゲット容器機器などに対する減容化のための技術評価として、大型機器でも取り扱いができる丸鋸刃を利用した回転切断方式で、かつ乾式方法を採用したモックアップ機を製作し、機能試験を実施したところ、切断時の温度上昇はほとんどなく、また、切粉についても粉末状でなく、期待した粒状になっていることが確認できた。

口頭

MLF気体廃棄物処理設備の現状

増田 志歩; 甲斐 哲也; 原田 正英; 木下 秀孝; 関 正和; 高木 素則; 春日井 好己; 羽賀 勝洋

no journal, , 

J-PARCの核破砕中性子源では水銀をターゲット材料として使用している。水銀の核破砕生成物のうち気体状の核種(トリチウム, 希ガス, 水銀蒸気)の大部分は、水銀循環系内のサージタンクのカバーガス(ヘリウム)に蓄積すると想定される。毎年実施している水銀ターゲット容器交換作業では、容器の取り外しに先立ち、気体廃棄物処理設備でカバーガスを受け入れている。これまでの運転経験から、一定量のトリチウムや希ガスが水銀循環系の内壁に付着したままであるため、交換作業時にはこれらの核種が水銀循環系からホットセルへ放出するのを抑制する必要があることが明らかになった。そこでカバーガスの受入に加えて、水銀循環系内を複数回ヘリウムパージし、系内の放射能濃度の低減を図った。その結果、希ガスの低減は十分な効果が得られたが、トリチウムに関しては十分でなかった。このため交換作業の際には、真空ポンプを用いて水銀循環系を経由して空気を気体廃棄物処理設備へ引き込むことにより、開放部で空気が内部に向かう流れを形成(気流制御)し、系外へのトリチウム放出抑制を図ることとした。本報告では、水銀ターゲット交換における気体廃棄物処理設備の役割を紹介するとともに、希ガスやトリチウム放出抑制の効果や、今後の高度化の展望について述べる。

口頭

Development of experiment system for tritium release behavior from mercury spallation neutron target at J-PARC

増田 志歩; 甲斐 哲也; 原田 正英; 木下 秀孝; 若井 栄一; 根本 英幸; 池田 裕二郎; 羽賀 勝洋

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設では、水銀の核破砕反応により中性子を生成している。水銀ターゲットの容器を交換する際、気体状の核破砕生成物が水銀循環系外へ放出される可能性がある。これら気体状の放射性核種の放出を低減するために、交換に先立って系内の浄化作業を行う必要がある。ヘリウムパージによって希ガスの放出は低減できるが、トリチウムはほとんど低減効果がなかった。水銀の核破砕反応により生成したトリチウムの多くは、ステンレス製の水銀ターゲット容器や配管の内壁などに取り込まれ、浄化作業や容器交換作業を通して少しずつ脱離していくと考えている。しかし、水銀存在下におけるトリチウムの挙動のデータはほとんど存在せず、推測の域を出ない。そこで、われわれはトリチウムの定量的な現象をとらえることで、容器交換の際のトリチウム放出量を低減することを目的として、実験を行うことにした。まずは、トリチウムのかわりに重水素を使用した試験を行うため、コールド試験装置を製作した。この装置を使用して、真空下, 調湿条件, 水銀共存下など条件を変え、ステンレス試料に対しどのように重水素が蓄積し、放出するかを調べる。装置の詳しい仕様や試験計画は当日述べる。

口頭

MLF気体廃棄物処理設備の現状と改良計画

増田 志歩; 甲斐 哲也; 上原 聡明; 原田 正英; 木下 秀孝; 酒井 健二; 羽賀 勝洋

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)の核破砕中性子源では、水銀をターゲット材料として使用している。水銀の核破砕生成物のうち、気体状の核種(トリチウム,希ガス,水銀蒸気)の大部分は、水銀循環系内のサージタンクのカバーガス(ヘリウム)に蓄積すると想定し、その処理のため気体廃棄物処理設備が設置されている。毎年実施している水銀ターゲット容器交換作業では、カバーガスを気体廃棄物処理設備で受け入れ、水銀をドレンしてから水銀ターゲット容器を取り外す手順となる。これまでの運転経験から、一定量のトリチウムや希ガスがカバーガスに移行せずに水銀循環系の内壁に付着したままであることが分かっている。そのため、水銀ターゲット容器の交換作業においては、これらの核種が系外へ放出されることを抑制する必要がある。本報告では、水銀ターゲット交換における気体廃棄物処理設備でのトリチウム放出抑制策や設備のメンテナンスの課題、現在計画中の設備改良の設計検討について述べる。

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