J-PARCリニアック用高周波及びタイミング基準信号分配システム

小林 鉄也; 千代 悦司; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.320 - 322, 2004/08

J-PARCリニアック(全長約300m)では、加速電界(972MHz)の位相変動,振幅変動をそれぞれ1度,1%以内に抑える必要がある。位相の基準信号では0.3度(=約1ps)の安定性を目標とし、約60にもなる高周源制御ステーションの位相をこの厳しい精度で揃えなければならない。本発表では、J-PARCリニアックにおける高周波基準信号分配システムに関して、これまで発表した評価結果をまとめ、さらにタイミング系信号の分配も含めた最終的なデザインの詳細を紹介する。

J-PARCリニアック高周波基準信号分配システム

小林 鉄也; 千代 悦司; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.366 - 368, 2003/08

J-PARC陽子リニアックでは、RF基準信号12MHzを光伝送によって各クライストロン駆動ステーションへと分配する。加速電場(324MHz,972MHz)の位相,振幅変動はそれぞれ+/-1度,+/- 1%以内が要求され、それゆえ、基準信号に求められる安定度は非常に厳しく、リニアック300m間、約60ヶ所にも及ぶステーション間の位相変動は+/-0.3度(972MHzで約+/-0.9ps)程度以内を目標としている。そのために新たに開発・製作された光コンポーネント(E/O,O/E等)の性能特性評価及び基準信号分配システムの安定性試験の結果ついて報告する。併せてリニアックのタイミング制御信号の分配方法についても述べる。

JT-60ガス出し運転のための計測タイミングシステムの改造

大島 貴幸; 岩崎 慶太*; 清水 和明

平成14年度東京大学総合技術研究会技術報告集, 3 Pages, 2003/03

JT-60はS60年から実験運転を実施し、JT-60データ処理設備で計測データ収集を行ってきた。H14年度は「ガス出し」とよばれる壁調整運転を実施した。通常実験時の計測用タイミングシステムは完成された巨大な計算機システムでできているが、それに一時的にハンドメイドで手を加え今回の運転でも計測できるように工夫した。

高温用超音波トランスデューサ水中特性試験

中山 王克; 林田 均

JNC TN9400 2000-087, 74 Pages, 2000/07

JNC-TN9400-2000-087.pdf:3.25MB

液体金属ナトリウムの熱流動現象を定量的に把握するため、液体金属ナトリウム中の流速分布を超音波により計測する技術の開発を進めている。これまで、ナトリウム中試験を行って、その適用性を票Kするとともに課題を整理した。これを受けて、センサ特性や計測アルゴリズムの最適化を図ることを目的とした水中及びナトリウム中試験を計画しており、これらの試験に供試する高温用超音波トランスデューサを試作した。本報告は、試作した高温用超音波トランスデューサの単体特性の計測結果をまとめたものであり、試験により得られた主な知見は以下の通りである。(1)散乱超音波による流速分布計測手法において特性支配因子となる音圧分布特性を把握した。また、超音波トランスデューサによって生成される液中の音圧分布の予測式や近距離音場限界距離を計測データから導出した。(2)超音波トランスデューサの周波数帯域が、散乱波の周波数シフト計測を行うのに十分であることを確認した。また、距離方向計測範囲や散乱波の周波数シフト計測を行うのに必要な送受信回路の距離方向信号増幅仕様を導入した。(3)散乱波の周波数シフト計測システムの計測システムの計測精度評価を行う上で必要な超音波トランスデューサ単体に起因する空間分解能を推定した。

Passive electromagnetic NDE for mechanical damage inspection by detecting leakage magnetic flux; II An experimental study on the correlation of natural magnetization and mechanical damages in the SUS304 stainless steel

陳 振茂; 青砥 紀身; 加藤 章一; 永江 勇二

JNC TN9400 2000-022, 46 Pages, 2000/03

JNC-TN9400-2000-022.pdf:3.2MB

本研究では、SUS304ステンレス鋼における自然磁化と機械損傷の相関に関する試験研究を実施した。単純引張試験及び両振疲労試験を用いて試験片に機械損傷を与え、フラクスゲートセンサーで試験中及び除荷後の磁化特性を測定した。その結果外部磁場をかけなくても塑性変形や疲労損傷により自然磁化が発生し、損傷の増加と伴い飽和することが明らかにした。切欠試験片に疲労き裂を入れた試験から、自然磁化は特に疲労き裂の検査に有効であることが判った。更に疲労試験中測定した磁場信号の処理により、疲労損傷の検出に適用可能な信号の特微量(磁場・ひずみヒシテリシス曲線の面積)を提案した。最後に塑性変形を与えた試験片に対して永久磁石励磁による残留磁化の分布を測定し、残留磁化は塑性変形が十分大きくなると増加する傾向があると判った。上記内容から、損傷誘起自然磁化は絶対値が小さいものの、特微量の抽出やセンサーの工夫によって損傷状態の監視に十分適用可能であると考えられる。一方、自然磁化の測定は走査検査への適用のためにまた努力する必要があるが、これに対して残留磁化に基づいた手法は有効である可能性が高い。なお、提案手法を実機環境への応用に至るまでは、異なる試験条件下の挙動や実環境ノイズの影響の確認などさらなる研究を重ねる必要があると考えられる。

レーザーブレークダウン分光法によるナトリウムエアロゾル検出感度評価試験

林田 均; 荒 邦章

JNC TN9400 2000-020, 54 Pages, 1999/11

JNC-TN9400-2000-020.pdf:2.36MB

レーザ誘起ブレークダウン分光法によるレーザNa漏洩検出システム(Laser Sodium Leak Detector:以降LDDと略す。)は,レーザ光によりナトリウムエアロゾルをプラズマ化し,それにより発生する蛍光中からナトリウム特有の光スペクトルを検出するもので,ナトリウムを選択的に検出するために,ナトリウム微少漏洩を早期に信頼性高く検出できる可能性がある。本報告では,LLDのナトリウム微少漏洩検出への適用性を検討するために,LLDの原理的な動作確認と基本的な性能把握を目的に,ナトリウムエアロゾルを用いて各種条件で検出特性を試験した結果についてまとめた。その結果,以下のような知見を得た。1)LLDにより,原理通りにナトリウム特有の光スペクトルを検出できることが確認できた。2)ナトリウム濃度とLLD蛍光強度の関係は,Na濃度10のマイナス11乗10のマイナス8乗g/cmの3乗の広い範囲で,ほぼ比例する。3)本試験範囲でLLD信号は,サンプリングガス流量,酸素濃度,水分濃度などの影響をほとんど受けない。LLDはナトリウム濃度にのみ大きな反応を示すので,極微少な漏洩においても高SN比の信号が得られ,信頼性の高い検出が可能である。これらから,LLDは,ナトリウム微少漏洩を,早期に信頼性高く検出する手法として適用できる可能性が明らかになった。

多区間封圧採水・間隙水圧測定装置の設置(AN-1号孔)

堀田 政國*; 穂刈 利之*

JNC TJ7440 99-022, 378 Pages, 1999/06

JNC-TJ7440-99-022.pdf:14.69MB

本報告書は清水建設株式会社が核燃料サイクル開発機構との契約により実施した業務成果に関するものである。本業務は超深地層研究所における研究の一環として、深度1,000mの試錐孔(AN-1号孔)において、地下水の水圧および水質の長期観測を実施するために、多区間封圧採水・間隙水圧測定装置を設置した。指定された22区間にポンピングポート、メジャメントポートが位置して、これらのポートをダブルパッカー方式で閉鎖するように設計したケーシングログに基づいて多区間封圧採水・間隙水圧測定装置を設置した。設置後に、指定された20区間を対象に多連式水圧観測プローブを設置し作動確認試験を行い、多区間封圧採水・間隙水圧測定装置が正しく設置されていること、間隙水圧測定が正しく行えることを確認した。

遮蔽安全解析コードの検証研究(VI)

澤村 卓史*

JNC TJ1400 99-002, 73 Pages, 1999/03

JNC-TJ1400-99-002.pdf:2.34MB

核燃料施設からの直接線およびスカイシャイン線による線量評価は、施設の環境評価項目の1つに位置づけられており、遮蔽計算コードにより解析が行われている。しかし、ベンチマークデータが極めて少ないこと等もあり、評価においては十分な安全裕度が見込まれている。このため、合理的な評価を行うためには、スカイシャイン線に係わる実測データの取得が不可欠である。本研究は、施設からのスカイシャイン線のベンチマークデータの取得および各種計算コードの検証を目的として実施するものである。今年度は、中性子を対象とした同期方式によるパルス状放射線測定装置を改良し、北大45MeV電子線型加速器施設内および周辺の中性子到来時間分布測定を実施することにより、作製した装置がスカイシャイン線による線量測定に有効であることを実験的に明らかにすると共に汎用ユ一ザ一ズ版EGS4およびMCNPコードによる北大45MeV施設のスカイシャイン線評価への適用を検討するため以下の研究を行った。・同期法によるパルス状放射線測定装置を改良し、ゲート動作の有効性とバックグランド低減率の測定等の基礎実験を行った。装置の改良の結果、施設建て屋外においても信号中性子、バックグランド中性子および中性子到来時間分布を同時に測定することが可能になった。・北大45MeV電子線型加速器施設の建て屋内および周辺の中性子到来時間分布測定を実施した。その結果、中性子スカイシャイン線の測定に対しても同期測定法が適用できること示した。中性子に対しても排気筒が中心的な漏洩源であることが分かった。・シミュレーションによる北大45MeV電子線型加速器施設からの中性子スカイシャイン線評価のための基礎的計算を開始した。その結果を示す。

1,000m対応水理試験装置(高温環境型)の製作

後藤 和幸*; 牧野 章也*; 奥寺 勇*; 松本 隆史*

JNC TJ7440 99-001, 151 Pages, 1999/01

JNC-TJ7440-99-001.pdf:10.35MB

本業務では、これまでの1,000m対応水理試験装置の開発経験をもとに、1,000m対応水理試験装置(高温環境型)2式を製作した。製作にあたりこれまで試験装置に採用していた差圧計より精度の高い絶対圧力計(水晶発振式)に変更した。この結果、測定時に差圧計の背圧調整の作業を廃止できることによる操作性の向上と圧力計の精度向上により取得のデータの信頼性が高くなった。

An Approach to Reconstruction of a Natural Crack using Signals of Eddy Current Testing, 1; Reconstruction of an Idealized Crack

陳 振茂

JNC TN9400 99-009, 39 Pages, 1998/12

JNC-TN9400-99-009.pdf:1.12MB

本報告書では、渦電流探傷信号に基づいて接触のあるき裂の再構成手法を提案・検証した。まず、自然き裂を離散化するために2種類のき裂モデルを提案し、それに基づいてき裂によるECT信号及びその勾配を高速且つ高精度的に計算する手法を開発した。更に上記順問題の高速ソロバー及びモデル化した自然き裂に基づき、最適化手法の共役勾配法を改良し、異なる種類のき裂パラメ-タを同時に逆推定することに成功した。具体的に矩形き裂に対して再構成を行った結果、2種類のき裂モデル共に接触のあるき裂の再構成に有効であることを実証した。但し、接触がき裂の境界部に限った2番目のモデルはより効率よく再構成することができると判った。本研究の結果は、表面き裂の非破壊検査技術の向上に貢献することが期待できる。