|
この研究は加速器での大強度ビームを吸収するビームダンプやコリメータのようなビーム吸収体での熱電対を用いたビームプロファイルモニターの開発である。近年ビームの大強度化により、ビームライン機器は従来より放射化され、多大な発熱が予想される。本研究では大強度に対応したビーム吸収体のビームを吸収する表面の温度を複数点計測することにより、ビーム入射前後の温度差からビームプロファイルを算出することを目標としている。この研究が成功するなら、ビーム吸収体とモニターが一括化され、安価な熱電対で測定でき、装置数が減少することによりコストダウンが見込め、被曝作業も減少する。
平成22年度はまずビームシミュレーション(ビームエネルギー寄与、有限要素法での定常・非定常熱解析)を行った。シミュレーションモデルの素材と形状・ビーム強度・冷却性能などを変化させ、定常熱伝導解析を行い、この研究に適した材質・形状を選択した。シミュレーションでは素材を銅、鉄にし、陽子ビームは東北大サイクロトロンRIセンターのビームを模擬して50MeV-15μAとし、ビーム幅を変化させた。シミュレーションを行った結果、銅は熱伝導が高く、局所的な温度上昇が低いため、実験不可能であることがわかり、ビーム吸収体の材質は鉄を選択した。またビームによる発熱量が低く熱容量が高いため、水冷ではなく空冷によって実験ができることがわかった。また実験で使用する高速(周期:10msec)で測定出来る温度計測器を購入した。
|
