大強度2次ビームラインの耐熱システムの開発
高强度二次光束线耐热系统的开发
基本信息
- 批准号:15740166
- 负责人:
- 金额:$ 2.43万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
- 财政年份:2003
- 资助国家:日本
- 起止时间:2003 至 2004
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
標的からの大量の2次粒子による発熱から磁石を守るために設置するコリメータについて、ビーム照射時に発生する熱応力を計算した。コリメータのサイズや分割方法などいろいろ変えてみたが、いずれの場合においても、50GeV、750kWのビームパワーに対して銅の持つ耐力以上の熱応力が発生し、破壊の危険性があることが分かった。そこで、銅の数倍の耐力を持つクロム・ジルコニウム・銅合金をコリメータ材として使用することを考えた。その合金の熱伝導率、ヤング率、応力・歪み曲線等の物性の温度依存性を測定し、その結果を用いた有限要素計算により、発生する熱応力が合金の許容応力以下に抑えられることを確かめた。また、同じく2次粒子によるビームダクトの発熱を避けるため、磁石の内側に真空ダクトを通す代わりに大型の真空槽の中に電磁石を設置するシステムを前年度に考案したが、その真空槽内に入れられる鉄の放射線遮蔽ブロックや電磁石の鉄芯を水冷により除熱する効率を調べた。特に遮蔽ブロックについては、隣のブロックとの間に隙間ができないように冷却する必要があるが、その具体的な方法としてブロックに溝を掘ってステンレス配管を接合することを考案し、実際にはんだ、銀ロウ、溶接など複数の接合方法によるテストピースを用意して、それぞれの熱伝達率を測定した。その結果、最も接合の容易な点付け溶接では満足な熱伝達率が得られなかったが、それ以外の接合方法では十分な冷却効率が得られることが分かった。
A large number of secondary particles are emitted from the target, and the heat generated by the magnet is calculated. In the case of 50GeV and 750kW, the thermal stress above the endurance of copper will be generated and the danger of damage will be reduced. Copper alloys are used in a variety of applications. The temperature dependence of the thermal conductivity, thermal conductivity, thermal stress, and bending curve of the alloy was determined. The results were calculated using finite element method. The heat removal efficiency of the magnet is adjusted by setting up the electromagnet in the vacuum tank of a large size in the same way as the heat removal efficiency of the magnet in the vacuum tank of a large size. The heat transfer rate of the heat exchanger is measured by the method of connecting the heat exchanger to the heat exchanger. The result is that the bonding is easy to do, and the bonding is easy to do. The heat transfer rate is very high. The bonding method is very low.
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
J-PARC大強度陽子加速器施設 原子核素粒子実験施設建設グループ ハドロンビームラインサブグループ 第2次中間報告書
J-PARC 高强度质子加速器设施核与粒子实验设施建设小组强子束线小组第二次中期报告
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:T.Kobayashi;田中 万博 ほか
- 通讯作者:田中 万博 ほか
田中 万博, 高橋 仁, 他: "J-PARC原子核素粒子実験施設の全体設計"KEK Proceedings J-PARCにおけるストレンジネス核物理の展望. 2003-18. 1 (2004)
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- DOI:
- 发表时间:
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