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平成19年11月1日 J-PARCセンター |
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J-PARC中性子源の水銀連続供給試験に成功 −液体金属用小型電磁ポンプを新開発− |
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●ポイント 大強度陽子加速器施設(J-PARC)１）の中性子発生用水銀循環設備２）に、新たに開発した永久磁石回転式電磁ポンプ３）を設置し、大容量の水銀（総量約20トン）を安定してターゲット容器に供給することに成功しました。 新開発の電磁ポンプでは、世界最高クラスの磁場強度を持つ永久磁石の周囲に水銀流路を設置することで、小型化と十分な流量の確保という特長を両立していることから、溶融金属の駆動用ポンプとして一般産業（例：アルミ合金等の鋳造用のポンプとして自動車のエンジン製造等）への利用も期待されています。 ●概 要 独立行政法人日本原子力研究開発機構（理事長 岡撫r雄 以下「原子力機構」という）と大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構（機構長 鈴木厚人）の共同運営組織であるJ-PARCセンター（センター長 永宮正治）では、大強度陽子加速器施設（J-PARC）の建設及び運営を進めています。J-PARCでは、従来の約６倍以上の強度を持つ中性子ビーム４)を発生させて、多岐にわたる中性子利用実験を実施する予定です。そのため、原子力機構では中性子源の高度化に係る技術開発を進めています。 J-PARCの中性子源装置では光速近くに加速した大強度の陽子をターゲット５）に衝突させ、核破砕６）によって中性子ビームを発生させます。このときに発生する熱によってターゲットが破損するおそれがあるためターゲットを冷却する必要があります。従来の中性子源装置では、水で重金属固体ターゲット材を冷却する方式を採用していましたが、この方式ではJ-PARCで目指すような高出力ターゲットにおいては、冷却のための水の量を多くする必要があり、相対的にターゲット材の割合が減少して中性子の発生効率が悪くなります。そこで、J-PARCではターゲット材自身が冷却材として機能する液体重金属の水銀をターゲット材として用いる方式を採用しました。 この方式では循環設備によって水銀をターゲット容器に供給する必要がありますが、それに用いるポンプとして機械式ポンプを利用した場合は、小型である反面、循環設備の外部からの動力を伝える部分から放射化した水銀が漏洩する懸念がありました。一方、電磁ポンプは水銀と外部との接点がないため水銀の漏洩の懸念は低いものの、効率が悪く、ターゲットの冷却に十分な流量を確保することが困難でした。 そこで、今回、原子力機構は助川電気工業（株）と共同で、小型高効率の永久磁石回転式電磁ポンプを開発しました。新開発の電磁ポンプでは、世界最高クラスの磁場強度を持つ実用永久磁石を用い、水銀流路の寸法と形状を最適化することで、小型化と十分な流量の確保の両立を可能にしました。 （用語解説） |
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| 以 上 |
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