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報告書

大強度陽子加速器計画における核破砕中性子源遮蔽体の基本設計

吉田 勝彦*; 前川 藤夫; 高田 弘

JAERI-Tech 2003-019, 52 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-019.pdf:2.89MB

原研-KEKの大強度陽子加速器計画(J-PARC)の物質・生命科学実験施設の主要施設として、3GeV-1MWの陽子ビーム駆動による核破砕中性子源の建設が計画されている。本報告書は、モンテカルロ計算による遮蔽性能の評価によって全体寸法が決定された中性子源の生体遮蔽体について、コスト及び取扱いの点で最適な分割方法ならびに、強度面からの設計検討を行った結果についてまとめたものである。強度検討に関しては、異常時荷重として震度5.5(250Gal)程度の地震が発生した場合について、遮蔽体が転倒あるいは、横ズレ等しないかどうかについて検討を行った。長い支持スパンで両端支持される天井遮蔽体に関しては、中央部の最大曲げ応力,最大撓み量に関する検討を行った。

論文

Mechanical characteristics and position control of vehicle/manipulator for ITER blanket remote maintenance

角舘 聡; 岡 潔; 吉見 卓*; 田口 浩*; 中平 昌隆; 武田 信和; 柴沼 清; 小原 建治郎; 多田 栄介; 松本 泰弘*; et al.

Fusion Engineering and Design, 51-52(1-4), p.993 - 999, 2000/11

 被引用回数:9 パーセンタイル:55.69(Nuclear Science & Technology)

ブランケットを保守する遠隔機器は、高い放射線環境下で大重量・大型の炉内機器を安定にかつ、高い位置・姿勢精度でハンドリングする遠隔技術が要求される。これまで、4トンの可搬性能を有する実規模ブランケット遠隔保守システムの構造・機構設計及び製作・試験を実施し、重量物を安定に、かつ高い設置精度で取り扱う基本要件を満足するブランケット交換を実証した。本報では、ブランケット(4トン)の着脱動作時に生じる衝撃力を抑制する新しい制御手法を明示すると共に、本制御手法を実機に適用し、プランケット着脱動作時の急激な荷重変動をほとんどゼロに制御することが実験的に実証されたので報告する。

論文

Beamlet-beamlet interaction in a multi-aperture negative ion source

藤原 幸雄; 花田 磨砂也; 奥村 義和; 渡邊 和弘; 河合 憲一*

Review of Scientific Instruments, 71(8), p.3059 - 3064, 2000/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:56.3(Instruments & Instrumentation)

多孔電極から引き出された水素負イオンビームの各電極孔からのビーム(ビームレットと呼ぶ)同士の反発作用を実験により調べた。その結果、周辺部のビームレットほど外側に偏向されることがわかったバービアンス一定条件のもとでは、その偏向角はビームエネルギーにほとんど依存しない。反発力の重ね合わせを考慮する場合には、半径方向の反発力と距離$$gamma$$の関係は1/r$$^{2}$$で近似できることを示した。得られた結果をJT-60用大型負イオン源に適用すると、両端のビームレットは6.6mrad程度、外側に偏向を受けるものと算出された。相互作用の補正用として電極の孔断面を非対称にすることを検討し、ビーム軌道計算によりその有効性を示した。

報告書

Thermo-mechanical analysis of an acceleration grid for the ITER-NBI system

藤原 幸雄; 花田 磨砂也; 宮本 賢治; 奥村 義和; 鈴木 哲; 渡邊 和弘

JAERI-Tech 99-052, 52 Pages, 1999/07

JAERI-Tech-99-052.pdf:5.35MB

ITER-NBI用加速電極の熱・機械的特性を3次元有限要素コード(ABAQUS)を用いて解析し、加速電極の機械的信頼性並びにビーム偏向量を評価した。数値解析の結果、加速電極1段あたりの熱負荷が1.5MWの場合、電極の最高温度は300$$^{circ}$$C程度、ミーゼス等価応力の最大値は150MPa程度になることがわかった。したがって、融解は生じないものの、加速電極の一部が塑性変形するものと予想される。塑性変形を避けるためには、熱負荷を1MW以下に下げる必要がある。また、熱変形による電極孔の最大軸ずれ量は0.7mm程度になることがわかった。薄型レンズ理論を適用すると、電極孔の軸ずれによるビームレットの偏向角は最大で2mrad程度となり、ITER-NBI工学設計の制限値を満たすものと評価された。

報告書

多孔電極負イオン源におけるビームレット相互作用

藤原 幸雄; 花田 磨砂也; 河合 憲一*; 北川 禎*; 宮本 賢治; 奥村 義和; 渡邊 和弘

JAERI-Research 99-013, 32 Pages, 1999/02

JAERI-Research-99-013.pdf:1.51MB

多孔電極から水素負イオンを引出・加速する際のビームレット同士の相互作用を実験により調べた。その結果、周辺部のビームレットほど外側に偏向されることが明らかとなった。また、パービアンス一定条件におけるビームエネルギー依存性を86keV~178keVの範囲で調べ相互作用の影響はビームエネルギーにほとんど依存しないこともわかった。さらに、負イオンに付随する電子の影響は極めて小さいことも確認された。反発力の重ね合わせを考慮する場合には、半径方向の反発力と距離rの関係は1/r$$^{2}$$で近似できることを示した。得られた結果をJT-60用大型負イオン源に適用すると、両端のビームレットは、6.6mrad程度外側に偏向を受けるものと算出された。相互作用の補正法として電極のshapingを検討し、2次元ビーム軌道計算によりその有効性を示した。

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