大電力電子線用ビームダンプの開発,1; 概念設計

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 大電力電子線用ビームダンプの開発,1; 概念設計
• Author/Editor: 武井 早憲; 武田 靖
• Author Heading: 武井 早憲; 武田 靖
• Publication Date: 1996-03
• Publication Date (W3CDTF): 1996-03
• Alternative Title: The development of beam dump for high power electron beam, 1
• Periodical title: PNC TN9410 96-072
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): エネルギー10MeVビーム電力200kWの大電力・低エネルギー電子線用ビームダンプの開発にはいくつかの開発すべき課題がある。すなわち,これはエネルギーが数GeVの電子の飛程は水中で数メートルであるのに対して,エネルギー10MeVの電子では数センチメートルであることに関係するからである。この結果,短い飛程長の間に大量のエネルギーが損失され,ビームダンプの標的内部での発熱密度が大きくなる。このためビームダンプは,従来と異なり,差動排気システム・拡大用電磁石・中空状円板及び真空容器から構成されている。電子線は中空状円板の上流側に設置された拡大用電磁石を通過して真空容器に輸送される。拡大された電子線は冷却水により冷却された中空状円板の内側に照射され,吸収される。このような構造を採用することにより冷却水に直接入射電子線が照射されず,冷却水の放射線による分解が少なくなり,ビームダンプと加速管の間のビーム窓を無くすことができる。ビームダンプの標的は外径40cmの22枚の中空状円板で構成され,内径は電子線の進行方向に段々と小さくなるように設計されている。円板の材質は無酸素銅である。このようなビームダンプにビーム形状が正規分布である最大ビーム電力の電子線が入射した時,最大発熱密度は2.2kW/cm$^{3}$となる。また,中空状円板の内側の最高温度上昇は約350度と予想される。; The high power low energy beam (200kW of 10 MeV electron beam) dump poses some challenging problems. For electrons with 10 MeV, the range of electron in water is only a few centimeters in comparison with a few meters for a few GeV electrons. This short range with high power energy deposit causes high power densities in a beam dump target. Major components are a differential pumping system, a dispersion magnet, hollow disks, and a cylindrical support carriage. The beam enters into the cylindrical vessel through a dispersion magnet which is located in front of hollow disks. The dispersed beam is stopped at the inner edge of hollow disks which are cooled by water. In order to reduce radiolysis of cooling water and to eliminate the window between the beam dump and the accelerating tube, cooling water is not exposed to the direct incident beam. The target consists of 22 hollow disk blocks (40cm outside diameter), which inside diameter is smaller step by step. Each disk is made from OFHC (Oxygen Free High-purity Copper). The maximun power density in the copper disk is about 2.2kW/cm$^{3}$ with full beam power assuming Gaussian distribution of the transverse beam intensity. The maximun temperature rise in the disk (around inner edge of hollow disk) is estimated about 350 degree from this power density.
• Source: /PNC-TN9410-96-072.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN9410-96-072.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.: エネルギー10MeVビーム電力200kWの大電力・低エネルギー電子線用ビームダンプの開発にはいくつかの開発すべき課題がある。すなわち,これはエネルギーが数GeVの電子の飛程は水中で数メートルであるのに対して,エネルギー10MeVの電子では数センチメートルであることに関係するからである。この結果,短い...