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報告書

水銀ターゲット容器の構造強度設計

涌井 隆; 粉川 広行; 羽賀 勝洋; 二川 正敏; 内山 尚義*; 仲村 宏二*

JAEA-Technology 2009-041, 71 Pages, 2010/03

JAEA-Technology-2009-041.pdf:21.19MB

J-PARCの中核施設である物質・生命科学実験施設の建設が終了した。核破砕中性子源となる水銀ターゲット容器については、平成15年度より受注メーカーによる詳細設計,製作及び工場・現地試験検査が実施された。水銀ターゲット容器は、水銀容器破損時の外部への水銀漏洩防止及び陽子ビーム入射に伴う保護容器の温度上昇抑制のため、3重壁構造となっている。水銀容器及び保護容器にはそれぞれ水銀及び重水が循環され、容器間にはヘリウムガスが充填されている。各媒体の設計圧力は0.5MPaGである。また、陽子ビーム入射に伴い水銀ターゲット容器及び水銀は瞬時に発熱し、水銀容器に熱衝撃が発生するとともに水銀の体積膨張による水銀容器の変形が生じる。したがって、水銀ターゲット容器は、内圧や自重などの静的荷重だけでなく、動的荷重が繰り返し負荷される。そこで、水銀ターゲット容器に負荷される条件をもとに、数値解析による構造強度評価を実施した。

報告書

水銀ターゲット容器の製作

涌井 隆; 粉川 広行; 羽賀 勝洋; 二川 正敏; 林 良一*; 内山 尚義*; 岡元 義尚*; 仲村 宏二*

JAEA-Technology 2009-040, 96 Pages, 2010/03

JAEA-Technology-2009-040.pdf:35.52MB

J-PARCの中核施設である物質・生命科学実験施設の建設が終了し、陽子ビームの受入れを開始した。核破砕中性子源となる水銀ターゲット容器については、平成15年度より受注メーカーによる詳細設計,製作及び工場・現地試験検査が実施された。水銀ターゲット容器は、水銀容器破損時の外部への水銀漏洩防止及び陽子ビーム入射に伴う保護容器の温度上昇抑制のため、3重壁構造となっている。また、他機器(ターゲット台車,保管容器,ヘリウムベッセルフランジ,反射体及び水冷遮蔽体)との取り合い関係から、溶接で組み立てられる水銀ターゲット容器は十分な製作精度が要求される。さらに、水銀ターゲット容器は多重壁構造であるので、工場試験検査は製作ステップごとに実施した。本報では、水銀ターゲット容器の各要素の要求仕様及び基本構造を記述するとともに、受注メーカーが水銀ターゲット容器を製作した際の手順についてまとめている。また、溶接に伴う著しい変形など、製作段階で発生した事象について示すとともに、各事象に対する1号機の対応及び2号機以降の水銀ターゲット容器の設計及び製作に関する改善案を提案した。

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