| 研究課題/領域番号 |
25400307
|
|---|
| 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 |
大山 雄一 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, 講師 (30213896)
|
|---|
| 研究分担者 |
山田 善一 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 (00200759)
石田 卓 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, 研究機関講師 (70290856)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | J-PARC / ニュートリノ / T2K / 放射線 / 放射化水処理 / ベリリウム / イオン交換樹脂 / 大強度陽子ビーム |
|---|
| 研究実績の概要 |
J-PARCニュートリノビームラインにおいてビームライン機器の冷却水は高濃度に放射化水する。これはビームにより生じる中性子が冷却水の酸素原子を破壊することによる。最も大きな障害になるのは放射線同位元素7Beである。7Beの半減期は53日なので、崩壊を待つわけにはいかず、効率よく除去する必要がある。
2016年度はいままでと比較して大強度のビームを長時間得ることができた。ビーム強度は約470kWまで増強され、ビームラインでの年間総陽子数は6.97E20POTになった。これはビーム時間を1.0E7秒に換算すると337kW相当のビーム強度に匹敵する。前年度の118kWよりは3倍弱に増えたものの、いまだに目標とするビーム強度750kWの半分に満たない。
ビームによって約414GBqの7Beが生じた。これをイオン交換樹脂EG-4A-HGを用いて57.0MBqまで取り除いた。除去効率は99.99%である。前年度や前々年度と同様に高い除去率を保つことができた。また絶対量の観点からは除去量は大幅に増えた。イオン交換樹脂による7Be除去の方法は確立されたと考えてよい。
しかしながら、2016年度末にイオン交換樹脂循環ポンプの故障により、イオン交換樹脂通水が不可能になり、この期間のみ低い7Be除去率になってしまった。今後はイオン交換樹脂通水システム全体が、トラブルなく常に運転を継続するためのノウハウの蓄積が必要である。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
１年間のビーム強度x運転時間は337kWx1.0E7相当であり、目標の750kWx1.0E7相当に達していない。したがって大量の7Beが生じた時の対処方法という本研究の目的に合致したビーム量を得るに至っていない。また、ポンプの故障といういままでに経験のなかった困難があり、その対応方法が新たな問題点として浮上した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
7Beの除去効率については十分目標値に達している。また絶対量についても前年度の最終目標の1/6から最終目標の1/2まで大きく前進した。残る課題は長期の運転時のメンテナンスのノウハウである。すべてのコンポーネントについて、その寿命と交換の方法をさらに細かく吟味してシステムを構築する必要がある。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
ニュートリノビームラインに供給された総陽子数が、計画の約半分であったため、データの収集が不十分であった。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
主に研究結果発表のための旅費として使う。
|
