水銀ターゲット容器の破損確率評価解析

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 水銀ターゲット容器の破損確率評価解析
• Author/Editor: 石倉 修一; 志賀 章朗; 二川 正敏; 粉川 広行; 佐藤 博; 羽賀 勝洋; 池田 裕二郎
• Author Heading: 石倉 修一; 志賀 章朗; 二川 正敏; 粉川 広行; 佐藤 博; 羽賀 勝洋; 池田 裕二郎
• Publication Date: 2005-03
• Publication Date (W3CDTF): 2005-03
• Alternative Title: Failure probability analysis on mercury target vessel
• Periodical title: JAERI-Tech 2005-026
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 本報は、大強度陽子加速器計画(J-PARC: Japan Proton Accelerator Complex)の中核施設である物質・生命科学実験施設の核破砕中性子源となる水銀ターゲット容器(3重壁構造)の構造健全性評価を行うための基本データとするために、水銀容器及び保護容器(別名セーフティーハルで2重壁リブ構造)で想定される荷重条件下(水銀容器及び保護容器の内外圧と定常熱応力,水銀容器内の25Hzの熱衝撃に伴う圧力波による応力)で発生する応力値をもとに、実験から求められた照射と壊食による材料強度劣化(疲労寿命の低下)を考慮して、確率論的手法により破損確率の算定を行った。水銀容器と保護容器の破損確率を評価した結果、(1)水銀容器は圧力波による応力サイクルと壊食による疲労強度の低下が大きいために、5000hrを仮定した寿命中の破損確率は12\%である。(2)保護容器は圧力波が作用しないために寿命中の破損確率は10$^{-11}$と十分低く、破損する可能性はほとんどない。したがって、万が一水銀容器が破損して水銀が漏洩した場合でも、保護容器が漏洩水銀を収納するとともに、同時に水銀漏洩検知器が機能することにより、漏洩水銀は保護容器内部に閉じ込めることが十分可能であることを定量的に示した。; Failure probability analysis was carried out to estimate the lifetime of the mercury target which will be installed into the JSNS (Japan spallation neutron source) in J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). The lifetime was estimated as taking loading condition and materials degradation into account. Considered loads imposed on the target vessel were the static stresses due to thermal expansion and static pre-pressure on He-gas and mercury and the dynamic stresses due to the thermally shocked pressure waves generated repeatedly at 25 Hz. Materials used in target vessel will be degraded by the fatigue, neutron and proton irradiation, mercury immersion and pitting damages, etc. The imposed stresses were evaluated through static and dynamic structural analyses. The material-degradations were deduced based on published experimental data. As results, it was quantitatively confirmed that the failure probability for the lifetime expected in the design is very much lower, 10$^{-11}$ in the safety hull, meaning that it will be hardly failed during the design lifetime. On the other hand, the beam window of mercury vessel suffered with high-pressure waves exhibits the failure probability of 12\%. It was concluded, therefore, that the leaked mercury from the failed area at the beam window is adequately kept in the space between the safety hull and the mercury vessel to detect mercury-leakage sensors.
• Source: /JAERI-Tech-2005-026.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Tech-2005-026.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 本報は、大強度陽子加速器計画(J-PARC: Japan Proton Accelerator Complex)の中核施設である物質・生命科学実験施設の核破砕中性子源となる水銀ターゲット容器(3重壁構造)の構造健全性評価を行うための基本データとするために、水銀容器及び保護容器(別名セーフティーハルで...