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原田 正英; 酒井 基亘*; 黒澤 卓史*; 羽賀 勝洋
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011098_1 - 011098_5, 2021/03
J-PARCのMLFは、3GeV、1MWの陽子ビームを利用する大強度核破砕中性子源及びミュオン源を有している。ビーム損失を減らすために、陽子、中性子、ミュオンの各ビームライン機器は、精密にアライメントされている。しかしながら、設計当初、建屋建設、重量遮蔽体の設置、地震、基盤の圧密化、多くの機器の設置により、MLFの沈下が生じる可能性があった。そこで、設計期からMLFの定期的な水準測量を始めた。MLFの内外に数十箇所の水準測量点を設け、建設期には1回/月、建設後には1回/年、測量を行ってきた。MLFの建設期には、建屋の建設と多くの遮蔽体の設置により、大きく沈下したことが確認された。2011年3月11日の東日本大震災では、MLFに付属する建屋が大きく沈下したことが確認された。その後、現在では、局所的には、多少の沈下が生じているが、全体として、問題となる大きな沈下は確認されていない(年に
1.0mm程度の変化)。
F from 
O
?Tang, T. L.*; 上坂 友洋*; 川瀬 頌一郎; Beaumel, D.*; 堂園 昌伯*; 藤井 俊彦*; 福田 直樹*; 福永 拓*; Galindo-Uribarri, A.*; Hwang, S. H.*; et al.
Physical Review Letters, 124(21), p.212502_1 - 212502_6, 2020/05
被引用回数：19 パーセンタイル：70.25(Physics, Multidisciplinary)中性子過剰核Fの構造が(
)反応で調査した。
軌道の分光学的因子は1.00.3と大きいが、一方で残留核であるOが基底状態である割合は約35%,励起状態は約0.65%であることが明らかになった。この結果は、Fのコア核Oは基底状態とは大きく異なり、Oの
軌道に陽子がひとつ加わることでOとFの中性子軌道が相当に変化していると推測される。これは酸素同位体ドリップライン異常のメカニズムである可能性がある。
山口 雄司; 大井 元貴; 酒井 基亘*; 遠藤 太一*; 菊池 佳範*; 木下 秀孝; 直江 崇; 中村 将万*; 原田 正英; 藤田 柊樹; et al.
no journal, ,
MLFの核破砕中性子源では、3GeV陽子ビーム輸送ラインの高真空領域と中性子源機器を内包するヘリウムベッセルの大気圧ヘリウム雰囲気を隔離するために陽子ビーム窓(PBW)が用いられている。PBWは、陽子ビーム輸送ラインと接続する直径54cmの陽子ビーム窓本体と、これに冷却水等を供給する配管類から構成された高さ約4mの大型機器であり、遮蔽プラグに取り付けられて使用される。3GeV陽子ビームが通過する窓部には、陽子ビームの散乱の影響を低減するために、厚さ2.5mmの2枚のアルミニウム合金(A5083)板が用いられている。窓部は、1MWの大強度陽子ビームの照射を受け続け、照射損傷により劣化するため、MLFの安定なビーム運転を継続できるように、予防保全としてPBWを定期的に交換することになっている。ポールシェラー研究所の核破砕中性子源のアルミニウム合金製セーフティハルに対する照射後試験の結果と、粒子輸送計算による予測に基づき、PBWの寿命は9500MWh(約3年)と見積もられ、これまで問題なく運用されている。交換後には次回の交換までに、使用済みPBWを遮蔽プラグから取り外し、減容して保管するとともに、次に使用する未使用機をこの遮蔽プラグに取り付ける作業が行われる。直近の交換は、2023年度の夏期保守で実施され、次回は2026年度に計画されている。次回の交換を円滑に開始させることを目的として、2025年度の夏期保守では、2023年度に交換した使用済みPBWを減容して保管し、未使用機を遮蔽プラグに取り付けて使用準備を整えた。本作業においては、高放射化機器の取扱いや冷却水配管の開放に伴う
Hの拡散といったリスクが想定され、さらに2025年度では放射化機器取扱室の汚染が例年よりひどく、汚染拡大のリスクも十分に想定された。本発表では、今年度に実施した作業の概要と安全対策について報告する。
篠原 武尚; 酒井 基亘*; 川北 至信; 大友 季哉*; 今井 英人*; 青木 努*; 雨宮 一樹*
no journal, ,
現在、J-PARCではNEDOプロジェクトの下で、稼働条件下における車載燃料電池内部に生成する水の分布を可視化する研究開発を進めている。この研究は、燃料電池の性能を左右する生成水の挙動を把握し、最適な燃料電池セルや流路構造の開発にフィードバックすることで、燃料電池のさらなる高性能化・低コスト化に貢献することを目的としており、カーボンニュートラルの実現に向けた水素エネルギーの利活用の展開に貢献するものである。これまで、我々はJ-PARCのイメージング装置RADENにおいて撮像系の高度化研究を進め、車載燃料電池全体を1秒程度の露光時間で撮像可能とするとともに、実験装置内で車載燃料電池を稼働させるために必要なガス供給・排気設備の整備と燃料電池制御・評価装置の準備を実施した。そして、車載燃料電池内部に生成する水の分布を定量的に取得・可視化することに成功し、稼働条件による水分量とその分布の変化を評価することができた。
大井 元貴; 酒井 基亘*; 原田 正英
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)のパルス中性子源施設において、3GeV、1MW陽子ビームを受けるターゲットや減速材等の中性子源を構成する機器は放射線損傷のために定期的な交換が必要であり、2026年夏に、運転開始以来初の減速材と反射体の交換を予定している。減速材・反射体の交換は、運転位置の反射体プラグ一式の入替えと、反射体プラグに取付けられている減速材・反射体の付替え作業に分けられる。反射体プラグの入替えでは、運転位置において反射体プラグ上部にて、防護のためのエアライン装備を着用して、配管等の着脱作業を行う必要がある。付替え作業では、高度に放射化した減速材等を遠隔操作機器を用いて反射体プラグから外し、切断・梱包し、新しいものを取り付ける必要がある。予備機を用いた遠隔取り合い試験を行ったところ、反射体プラグの組み合わせの過程で減速材と反射体が接触するなど、幾つかの課題が確認された。現在は、減速材・反射体予備機は来年度の交換に向けて乾燥装置室で待機状態にある。本発表では、減速材・反射体交換作業の概要および準備状況と、遠隔取り合い試験で出てきた課題と改善点について報告する。
酒井 基亘*; 篠原 武尚; 川北 至信; 大友 季哉
no journal, ,
The fuel cell is regarded as one of the key devices for reducing greenhouse gas emissions and achieving carbon neutrality. Neutron imaging is anticipated to contribute to fuel cell study especially on its water management by non-destructive observation of generated water inside the cell during the operation. In addition, the operando imaging using the neutron beam is a unique technique to provide direct information about this requirement because of its high transmission ability and the large field of view. We have developed an operation system to drive full-sized fuel cell for automotive which can be used inside the neutron imaging beamline RADEN in J-PARC MLF. It consists of gas supply units for the anode and the cathode lines, which control temperature, humidity, flow rate of each gas independently, back pressure units to control gas pressure in each line, and a load unit to control the power generation.
