Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
辻本 和文; 佐々 敏信; 西原 健司; 大井川 宏之; 高野 秀機*
Proceedings of International Conference on Physics of Fuel Cycles and Advanced Nuclear Systems; Global Developments (PHYSOR 2004) (CD-ROM), 8 Pages, 2004/04
原研では、マイナーアクチニドや長半減期核分裂生成物などの核変換を行うために加速器駆動炉の開発を行っている。炉物理的及び工学的観点から、加速器駆動炉の成立性を評価するために、J-PARC計画において核変換実験施設(TEF)の建設が提案されている。TEFは、核変換物理実験施設(TEF-P)と加速器駆動炉ターゲット試験施設(TEF-T)の2つの実験施設で構成される。TEF-Pは、未臨界状態の臨界集合体に低出力の陽子ビームを導入して、加速器駆動炉の炉物理特性及び制御性の研究を行う施設である。TEF-Tは、溶融鉛ビスマス合金を用いて、材料照射試験と加速器駆動炉ビーム窓の部分モックアップ試験を行う装置である。本論文においては、各実験施設の目的・実験項目・仕様等を述べる。
佐々 敏信; 大井川 宏之; 田山 隆一*; 林 克己*
Journal of Nuclear Science and Technology, 41(Suppl.4), p.30 - 33, 2004/03
日本原子力研究所では、加速器駆動核変換システム(ADS)の概念検討を進めており、ADSの技術開発を進めるため、大強度陽子加速器施設J-PARC計画の下で核変換実験施設の建設を計画している。核変換実験施設のうち、ADSターゲット試験施設(TEF-T)では、出力200kWの液体鉛・ビスマスターゲットを設置するが、ターゲット外周部には被曝防止のための遮蔽体を設置する必要がある。このため、必要かつ合理的な遮蔽体構成をMCNPXコード及びATRASコードを用いて解析した。両者の結果はよく一致し、鉄及びコンクリートを組合せた約6mの遮蔽厚が必要であることがわかった。遮蔽体には、貫通孔が存在するため、これらの貫通孔からのストリーミング解析をMCNPX及びDUCT-IIIコードを用いて実施した。この結果、加速器ビームライン貫通孔には追加遮蔽が必要なこと、また、一次冷却系配管は直線部の長さと屈曲部を最適化することで、十分にストリーミング量を低減できることがわかった。
神永 雅紀; 羽賀 勝洋; 木下 秀孝; 鳥井 義勝; 日野 竜太郎; 池田 裕二郎
Proceedings of ICANS-XVI, Volume 1, p.125 - 133, 2003/07
物質・生命科学実験施設は、中性子実験施設とミュオン実験施設及びこれらの施設に1MW(3GeV, 0.333mA)のパルス状(25Hz)陽子ビームを輸送する陽子ビームラインから成る。施設の中心となる実験ホールは、陽子ビームラインを挟んで両側にそれぞれ設け、設置する分光器を想定したうえで23本の中性子ビームラインを配置した。さらに、実験ホール外側には実験施設の将来の拡張に備え必要な敷地を確保した。ユーザーが使用できる区画と施設の運転・保守に必要な区画を区分するために、ユーザールーム,実験準備室等は陽子ビームライン下流側に設けたユーティリティ施設の2階部分に設けた。放射線管理区域への入退域は2階に設けた入退域エリア(汚染検査室)において集中的に管理する設計とした。ユーザー施設以外には、施設の運転に必要な水銀ターゲットシステム遠隔保守・交換用大型ホットセル,放射化機器保管設備,水銀ターゲットシステム冷却設備など主要な設備を施設内に配置した。本報告では、これら設計の現状について述べる。
線分析松江 秀明
ぶんせき, 2002(11), P. 645, 2002/11
多くの中・重元素は、熱外中性子エネルギー領域に原子核固有の大きな中性子共鳴吸収をもつ。加速器によって発生するパルス中性子ビームを利用し、中性子の飛行時間(TOF)と即発線測定を組み合わせることによって、この共鳴吸収を利用した元素あるいは同位体分析が可能である。近年、このような試みがベルギー・ギールの欧州連合共同研究センターのGELINA実験施設及び日本の高エネルギー加速器研究機構の中性子科学研究施設で行われ、研究論文として報告された。本発表はこれらの研究論文の概要を日本分析化学会の学会誌である「ぶんせき」のトピックス欄において紹介するものである。
伊藤 崇
Proceedings of 27th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.69 - 73, 2002/08
日本原子力研究所(原研)と高エネルギー加速器研究機構(KEK)において、大強度陽子加速器計画が共同して進められている。計画で用いられる加速器は、常伝導リニアック(~400MeV),超伝導リニアック(400MeV~600MeV),3GeVシンクロトロン,50GeVシンクロトロンであり、両者の協力の下、鋭意開発が行われている。ここでは、大強度陽子加速器計画で用いられるリニアック部分の各構成機器に関する開発状況について報告する。
下岡 隆; 小栗 英知; 滑川 裕矢*; 富澤 哲男; 奥村 義和; 長谷川 和男
JAERI-Tech 2002-038, 30 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-038.pdf:1.74MB
日本原子力研究所と高エネルギー加速器研究機構が共同で推進する大強度陽子加速器計画では、核破砕反応によって発生する二次粒子を用いて多様な分野の研究を展開するため、既存の加速器を大幅に上回るビーム出力1MWという性能を目指している。これに必要なビームを生成するイオン源には、ビーム電流60mA、デューティー2.5%以上が必要とされる。また、シンクロトロンへの入射効率を上げるため、ビームの種類は負水素イオンが必須となる。原研では、核融合炉で使用する大型負イオン源開発で培われた技術をベースに大強度陽子加速器用体積生成型負イオン源の設計・製作を行い、ビーム試験を進めてきた。その結果、セシウム添加状態において負イオンビーム電流72 mA、規格化RMSエミッタンス0.15
mm.mrad の負イオンビーム引き出しに成功した。また、運転ガス流量がパルスビーム電流波形に大きく影響し、16SCCM程度で良好なパルス平坦度が得られることがわかった。これらの開発により要求性能を充分満たすイオン源を実現した。
田中 伊知朗; 新村 信雄
JAERI-Conf 2001-002, p.488 - 491, 2001/03
生体高分子の中性子結晶構造解析は、分子表面や内側に存在する水素結合や水素原子のふるまいに深く関係しているさまざまな生理機能のメカニズムを解明することが期待されている。次世代中性子源を建設する日本統合計画が実現すれば、このような実験の機会は多くの人々そして営利企業を含めた応用に広く開かれるだろう。この新たな中性子源に対応した生体高分子結晶用回折計を組み上げるためには、位置及び時間分解能の双方とも良好な大型の感受面積を持つ特別な新検出器が強く要望されている。もしこれが利用できれば、現在世界で最も優れた生物用中性子回折計の一つである3号炉のBIX-3よりも、データ収集効率は約100倍向上する。測定時間は半日程度で、単位格子200
、1mm角以下の結晶までの測定が実現する可能性がある。
長谷川 和男; 加藤 隆夫*; 原研/KEKリニアック設計チーム
JAERI-Conf 2001-002, p.185 - 190, 2001/03
KEKと原研が共同で進めている大強度陽子加速器計画(統合計画)に使用するリニアックの設計について報告する。リニアックの全長は約360mで、常伝導と超伝導の加速構造から構成される。設計加速電流(ピーク値)は50mA,デューティは2.5%である。上流部の常伝導リニアックは、イオン源,RFQ,DTL,SDTLそして CCLから構成され、負水素イオンを400MeVまで加速する。このビームを3GeVシンクロトロンと超伝導リニアックにそれぞれ25Hzで同時に入射し、両施設でビームを有効に利用できるスキームとしている。超伝導リニアックではさらに600MeVまで加速し、核変換実験施設にビームを供給するが、将来の3GeVビームパワーの増強のためにシンクロトロンへの入射も視野に入れた設計を行っている。
長谷川 和男; 大内 伸夫; 椋木 健*
KEK Proceedings 2000-23, p.31 - 33, 2001/02
原研とKEKの大強度陽子加速器計画に使用する超伝導リニアックのシステム設計を行った。超伝導空洞では、加速電場勾配を決めるのは空洞内の最大電場による放電ではなく、マルチパクタリングによる発熱であるとの仮説を採用し、従来からの設計基準の変更を行った。また、ビームダクト径の見直しにより、ローレンツストリッピングを避けるQ磁石長の再評価や、エミッタンス増加を抑えるEquipartitioning条件の見直しを行った。400~600MeVの範囲で、従来の長さ109m,モジュール数21台の超伝導リニアックが、今回の設計で、それぞれ69m,15台と長さ,代数ともに大幅に削減される結果を得た。また、200~400MeVの範囲では、長さ95m、モジュール数23台であり、結合空洞型リニアックと同等規模のシステムとなることが示された。
向山 武彦; 滝塚 貴和; 水本 元治; 池田 裕二郎; 小川 徹; 長谷川 明; 高田 弘; 高野 秀機
Progress in Nuclear Energy, 38(1-2), p.107 - 134, 2001/02
被引用回数：66 パーセンタイル：96.69(Nuclear Science & Technology)最近、長寿命核種核変換のための加速器駆動未臨界システム(ADS)の研究開発が各国において行われている。この研究の現状を広く知ってもらうために、雑誌"Progress in Nuclear Energy"の特集号を発刊することになり、昨年プラハで開催された「第3回加速器駆動核変換技術と応用に関する国際会議」"ADTTA '98"における発表を中心に編集することになった。本論文は、日本における加速器駆動未臨界システム(ADS)の研究開発現状を、原研における研究活動を中心にまとめたものである。内容は以下の通り: (1)オメガ計画と分離核変換技術開発の概要、(2)中性子科学研究計画と大強度陽子加速器計画の下でのADS開発概要、(3)核変換専用システムとしてのADSまたは専焼炉の選択、(4)ADS開発の技術課題、(5)ADS設計研究、(6)大強度陽子加速器開発、(7)大強度陽子加速器計画におけるADS実験施設、(8)ADSによる核変換の周辺技術、1.群分離、2.窒化物燃料の製造と分離技術、3.核データの整備、(9)国内の他機関におけるADS関連研究開発、(10)まとめ
神永 雅紀; 木下 秀孝; 羽賀 勝洋; 日野 竜太郎; 中村 文人*; 大橋 正久*
JAERI-Tech 2000-044, 25 Pages, 2000/06
JAERI-Tech-2000-044.pdf:4.64MB
原研とKEKが共同で進めている大強度陽子加速器計画では、最高5MWのパルス状陽子ビームを水銀ターゲットに入射させ、核破砕反応により発生した大強度の中性子を生命・物質科学等の先端科学分野の研究に利用する予定である。水銀ターゲットシステムの水銀循環ポンプは、優れた循環性能と高い信頼性及び小型化が要求される。そこで、比較的低回転で高揚程が実現できる機械的ギアポンプに着目し、水銀を流体とした場合のギアポンプの特性を把握するために定格流量15L/minのギアポンプを試作してポンプ特性試験を実施した。試作したポンプは、定格回転数350rpmにおいて設計流量15L/minを上回る23.1L/minを達成し優れた循環性能を示した。ポンプ回転数に対する流量特性は、回転数にリニアに比例することから、回転数により流量が容易に制御できるとともに、回転数による流量の評価が可能である。
益村 朋美*; 中島 宏; 中根 佳弘; 笹本 宣雄
JAERI-Data/Code 2000-026, 40 Pages, 2000/06
JAERI-Data-Code-2000-026.pdf:7.21MB
大強度陽子加速器計画施設の概略遮へい設計に適用する目的で、簡易計算式(Moyerモデル,Teschの式)に基づくバルク遮へい計算、経験式(Stapletonの式)に基づく中性子スカイシャイン計算から構成される概略遮へい計算システムを、ユーザーの利便性を考慮してMicrosoft Excel上に作成した。本報告書では、作成した概略遮へい計算システムのマニュアルを提供するとともに、大強度陽子加速器計画施設の施設基本設計に反映させる必要遮へい厚さの計算で使用した、Moyerモデルのパラメータ等の遮へい計算条件を整理して示した。例に示されている数値は1999年12月8日現在のデータに基づいている。
向山 武彦
原子力システムニュース, 11(1), p.5 - 13, 2000/06
大強度陽子加速器を用いる核破砕中性子及び加速器駆動未臨界炉について簡単に解説をし、次いで加速器駆動未臨界炉技術開発の現状について紹介する。現状紹介においては原研・KEKが協力して推進している「大強度陽子加速器計画」について、その経緯、目的、施設概要について述べる。また、ヨーロッパ、米国等における研究活動について紹介する。
長谷川 和男; 加藤 隆夫*; KEK/JAERI Joint Project Acceleator Team
Proceedings of 20th International Linac Conference (CD-ROM), 1 Pages, 2000/00
KEKのJHF計画と原研の中性子科学研究計画が、素粒子・原子核物理、生命・物質科学、原子力技術の研究開発を目的に、大強度陽子加速器計画として統合された。この計画に使われる加速器は、常伝導と超伝導のリニアック、3GeVと50GeVのシンクロトロンから構成される。常伝導のリニアックは、イオン源,RFQ,DTL,SDTLそしてCCLから構成され、400MeVのビームを3GeVシンクロトロンと超伝導リニアックにそれぞれ25Hzで同時に入射する特徴を持っている。超伝導リニアックでは、600MeVまで加速し核変換研究施設にビームを供給するが、ビームパワーの増強のための3GeVのシンクロトロンへの入射も考慮した設計となっている。本発表では、運転形態や設計上多くの特徴を持つリニアックについて、KEKと原研が共同で行ってきた設計内容と要素技術開発の現状を報告する。
大内 伸夫; 千代 悦司; 築島 千尋*; 椋木 健*
Proceedings of 20th International Linac Conference (CD-ROM), 1 Pages, 2000/00
原研とKEKは共同で大強度陽子加速器計画を推進している。計画の中核をなす大強度陽子加速器のうち、リニアック高エネルギー部には超伝導加速器を採用する予定である。大強度陽子加速器用リニアックは、1°,1%以下の加速電場安定度が要求されているが、超伝導空胴のパルス運転では、ダイナミックローレンツデチューニングにより加速電場が乱される。その評価を行うために、ダイナミックローレンツデチューニングを記述するモデルを新たに開発した。モデル計算結果は実験結果と良好な一致を得た。上記モデルを空胴のRF制御シミュレーションに適用した結果、空胴電圧を滑らかに立ち上げ、立ち下げることによって、超伝導空胴のパルス運転において十分な安定度を得ることが示された。
