超耐放射線電磁石を用いた超大強度二次ビームラインの設計

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18204026
• 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: 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)
• 研究分担者: 渡辺 丈晃 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 (00415043) ; 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, 助教 (60353372) ; 上利 恵三 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 (30391741) ; 皆川 道文 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 (50391743) ; 山野井 豊 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 (90391739)
• キーワード: 耐放射線 / 完全無機絶縁 / 間接水冷 / 真空 / トリチウム / J-PARC / K中間子工場 / MIC

研究概要

標的装置近傍に設置されるビームライン機器の内、真空チェンバーはビームの最も近傍に設置されるがゆえに、その受ける熱量、放射線は莫大なものとなる。そのため、十分な冷却方法を講じなければたちまち溶融してしまうし、また強力に水冷したとしても、その中での莫大なトリチウム生成という問題を抱え込む事になる。そこで真空ダクトを標的付近から完全に廃する事を考える。すなわち発想を大逆転し、巨大な真空チェンバー中で磁石や標的本体を運転する事を考える。しかしそんなことは本当に可能なのだろうか?本研究の目的は、二次粒子生成標的の直下流で運転するビームラインシステムとして、真空中で超耐放射線(=完全無機)電磁石等を運転するシステムを設計し、かつその実物大模型を試作し、これらが「システム」として動作する事を実証することである。
本年度は昨年度までに準備したシステム(準備したパーツ類を真空チェンバー中に設置したもの)の、長期試運転(実証試験)を続行した。水長期試験の焦点は、真空中における超耐放射線電磁石の磁場、動作温度と冷却効率、水漏れなどの有無、の確認である。これらの測定のために必要な信号等の真空中への導入、及び真空中からの導出のために必要な機器類等はすでにこれまでに準備されていた。昨年度すでに予備的な試運転には成功しているので、本年度は磁場の安定性のチェック並びに水漏れなどの有無の確認のために、さらなる長期運転であった。その間に動作温度などのさらなる低減、水漏れの可能性のさらなる低減のための改造を準備し、各パーツについて1回程度以上の改造を実施し、あわせて再試験を実施した。また必要に応じてパーツ単体の試験も実施した。

研究成果

• [雑誌論文] Developmont of Indirect-Cooling Radiation-Resistant Magnets (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity Vol.18 No.2 ページ: 322-325
  • 査読あり
• [学会発表] J-PARCハドロンビームダンプの設計・開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上利恵三
  • 学会等名: 第5回加速器学会年会兼 第33回リニアック技術研究会
  • 発表場所: 東広島市中央公民館
  • 年月日: 2008-08-05