J-PARCニュートリノ実験用標的の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16740155
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 早戸 良成 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (60321535)
• Keywords: ニュートリノ / 標的 / 放射線損傷

Research Abstract

標的材料の炭素素材および標的冷却システムに用いる予定のチタン合金素材の放射線損傷を調べるための照射実験を米国BNL研究所において行うことができ、この照射資料の測定を開始した。強度や熱膨張率については測定を行い、未照射材との比較を行っている。炭素について、照射の影響がもっとも大きく出ると考えられる熱伝導率の測定は機材の関係からまだ行うことができていないが、これを17年度に行う予定となっている。
標的の構造について、ビームが標的の中心を外れた場合の構造計算を開始、その影響の評価を開始した。標的支持がまったくない場合についての変形については、解析的な計算及びFEMによる評価がほぼ一致することが理解されたので、標的の冷却システム内での支持構造を考慮に入れたシミュレーション計算を開始している。
冷却については、炭素を低温度(200度C以下)で中性子照射を行った場合に、何らかの理由で温度が上がった場合に標的が破壊する可能性が指摘されたため、水冷ではなく、ヘリウムによる冷却の可能性の検討およびデザインを開始した。必要なヘリウム流速・流量の評価綜完了し、ホーン内部に設置できるような冷却管の基本デザインまでが完了した。このデザインをもとに、ヘリウム流れのシミュレーションを行い、設計の詳細を開始している。また、当初作成していたヒータは、このヘリウム冷却系システムのためにも用いることが可能であるため、若干デザインをかえて製作しており、実際の冷却試験は17年度に行う予定である。