大強度ビームハンドリングの研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17204019
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 田中 万博 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 大強度陽子加速器計画推進部, 教授 (90171743)
• 研究分担者: 高崎 稔 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, 教授 (70044782) ; 家入 正治 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, 助教授 (50192472) ; 三浦 太一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 大強度陽子加速器計画推進部, 助教授 (80209717) ; 高橋 仁 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 (60353372) ; 広瀬 恵理奈 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, 技師補 (90391763)
• キーワード: 大強度 / 遠隔操作 / 耐放射線性 / 速着脱 / 耐熱性 / K中間子工場 / J-PARC / MIケーブル

研究概要

現在建設がすすめられている大強度加速器J-PARCでは、ビーム出力がほぼ1メガワットに達する。このような大強度(ハイパワー)ビームを輸送するビームラインの構成要素が持つべき特性として、次の事が挙げられる。
1:耐放射線性に優れること、
2:交換が用意であること、
3:耐熱性あるいは強制的な除熱(水冷などの)機能を有すること
本研究の目的は、大強度(ハイパワー)ビームを取り扱うビームライン要素の実物大模型(できれば実物!)を試作し、かつそれらが設置されるであろうビームライン室のモックアップを準備し、これらビームライン要素がメンテナンス(交換)シナリオを含む「システム」として動作する事を実証・確認することである。本研究はまず基幹設備建設のために、本機構東カウンター実験ホール内に、現有の遮蔽体を用いて、上で述べたビームラインのプロトタイプを実証試験する舞台となる遮蔽体構造(モックアップ)を構築した。これと並行して、次の一連の事業の展開を開始した。
(1)各種ビームライン機器をビームライン上に正確に設置するためのアライメント治具、電力や冷却水などを当該機器に供給するためのクイックコネクター等の各種パーツの詳細設計を行うとともに、可能なものからそのプロトタイプの製作を開始した。類似品をすでに開発済み、あるいは開発中のものについては、上記モックアップに適合するように現有品を改造しつつある。
(2)ビームラインに設置されるべき各種モニター類、ビームライン機器をビームの不必要な照射から防御するためのコリメータ類の設計を開始した。
(3)既存鉄芯を用いた耐放射線電磁石(プロトタイプ)の試作に着手した。
(4)実証試験用標的装置(プロトタイプ)の設計・試作に着手した。
上記(1)-(4)で試作された各種プロトタイプは、モックアップ設備において、その実用度が随時に実証的に試験された。

研究成果

• [雑誌論文] The Beam-Handling Magnet System for the J-PARC Neutrino Beam Line (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Hirose, K.H.Tanaka 他
  • 雑誌名: IEEE Transactions on applied Superconductivity June(出版確定)