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明午 伸一郎; 岩元 洋介; 松田 洋樹
Isotope News, (774), p.27 - 31, 2021/04
加速器駆動核変換システム(ADS)等の大強度陽子加速器施設では、ビーム窓や標的に用いられる材料の損傷評価が重要となる。放射線に起因する材料の弾き出し損傷は、弾き出し断面積と粒子束との積による原子あたりの弾き出し数(dpa)により評価される。弾き出し断面積の計算モデル評価には実験データが必要だが、20MeV以上のエネルギー領域に実験データはほとんど無かったため、本グループではJ-PARC 3GeVシンクロトロン加速器施設において、3GeVまでの陽子エネルギーにおける弾き出し断面積を測定し、計算モデルの精度評価を行った。
明午 伸一郎; 松田 洋樹; 岩元 洋介; 岩元 大樹; 長谷川 勝一; 前川 藤夫; 吉田 誠*; 石田 卓*; 牧村 俊助*; 中本 建志*
no journal, ,
加速器駆動核変換システム(ADS)等の大強度陽子加速器施設では、ビーム窓や標的に用いられる材料の損傷評価が重要となる。放射線に起因する材料の弾き出し損傷は、弾き出し断面積と粒子束との積による原子あたりの弾き出し数(dpa)により評価される。弾き出し断面積の計算モデル評価には実験データが必要だが、20MeV以上のエネルギー領域に実験データはほとんど無かったため、本グループでは以前にJ-PARC 3GeVシンクロトロン加速器施設において、3GeV以下の陽子入射における弾き出し断面積を測定した。本研究では計算モデルのより高エネルギー領域での適用性確認を目的とし、J-PARCメインリング(MR)加速器施設において、8GeVおよび30GeV陽子の弾き出し断面積を測定し、計算モデルとの比較検討を行った。その結果、NRTモデルによる計算値は、3GeV以下のエネルギー範囲と同様に、実験値より2
4倍程度過大であった。欠陥の非熱的な再結合を補正したarcモデルによる計算は、30GeVまでのエネルギー範囲においても実験をよく再現した。また、弾き出し断面積は3GeV以上のエネルギー領域において、標的元素の質量数の1.2乗に比例し、ほぼ一定の値となることが示された。
明午 伸一郎; 松田 洋樹; 岩元 洋介; 中野 敬太
no journal, ,
ADS等の大強度陽子加速器施設では、ビーム窓や標的に用いられる材料の損傷評価が重要となる。放射線に起因する材料の弾き出しは、弾き出し断面積と粒子束との積による原子あたりの弾き出し数(dpa)により評価される。弾き出し断面積の計算モデル評価には実験データが必要だが、20MeV以上のエネルギー領域に実験データはほとんど無かったため、われわれはJ-PARC 3GeVシンクロトロン加速器施設およびMR加速器施設において、0.430GeVの陽子入射に伴うアルミニウムの弾き出し断面積を測定した。J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)の核破砕中性子源では、アルミ合金製の陽子ビーム窓を用いており、建設計画中の試験では、陽子ビーム窓はMLFより高い電流密度のビームを受けるため、さらに高い精度の弾き出し評価が必要となる。核破砕反応で生成する中性子による窓の弾き出しの評価には、中性子入射の弾き出し断面積の比較検討が重要であるので、極低温に冷却したアルミニウム試料に対する14MeV中性子の照射に伴う実験データより中性子入射における弾き出し断面積を導出し、陽子入射の弾き出し断面積と比較検討した。
中野 敬太; 明午 伸一郎; 岩元 洋介; 松田 洋樹*; 吉田 誠*
no journal, ,
加速器駆動システム(ADS)等の大強度陽子加速器施設では、ビーム窓や加速器に用いられる材料の損傷評価が重要となる。原子あたりの弾き出し数(dpa)が損傷指標として用いられ、NRTモデルに基づく弾き出し断面積と粒子束の積分により導出される。陽子に対し20MeV以上のエネルギー領域では、弾き出し断面積の実験データがないため、計算モデルは十分に検討されていない。大強度陽子加速器施設の機器の寿命評価はdpaを基準とするため、信頼性の高いdpaおよび弾き出し断面積の評価が重要となる。NbはADSの超伝導加速器のコイルの材料として用いられ、この損傷評価はADSにおいて重要となる。本研究では、J-PARCの加速器施設において0.4-3GeV陽子入射におけるNbの弾き出し断面積を測定した。
