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液体重水素標的の 改造と運転再開 新NKSに設置するための改造、お よび前回使用時の問題点とその解 決のための改造、再運転スケジュー ルについて。 中間エネルギー 神田 浩樹 液体重水素標的の概要 • 水素、重水素の 液化(約50ml) • ヒーターで温度コ ントロール （18K→3.6W, 14K→1.5W） • K0崩壊領域を増 やすためのセル のオフセット • 真空引き ～１日 • 冷凍 ～７時間 • 液化 ～５時間 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 2 ＮＫＳ新旧比較 新NKS電磁石側面図 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 4 旧NKS側面図 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 5 ヨーク上部からビームラインまで の長さ • 旧ＮＫＳ：1040mm • ６８０電磁石：1308mm • 現在の標的挿入部の貯留部中心からの長 さ：1120mm • • 挿入部を延長する必要あり。標的昇降装置の設計を考慮しつつ延 長する長さを検討する（調節代３０ｍｍを入れて１３３８ｍｍ程度に 延長すれば良いか）。 延長の方法は２通り 1. 液化部と貯留部の間の管を延長する 2. 冷凍機から液化部の間の銅ロッドを延長する 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 6 標的挿入用穴の直径 • 旧ＮＫＳ：約110mm • ６８０電磁石：130（極）~200mm（ヨーク） K0崩壊領域を多めに取る？ yieldを増す効果は限定的か。 標的厚さも含めてsimulationで最適化する 必要アリ 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 7 前方のアクセプタンス • 旧NKS:φTAGX±15度にアクセプタンスなし • 新NKS:超前方にアクセプタンスあり ビームライン上の物質量を可能な限り 少なくする必要あり。 • CFRPの下流側にも穴＋フィルム窓を • セルのフィルムを薄く • 熱シールドのアルミナイズドマイラを少なく 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 8 前回使用時の問題点 真空引きに時間がかかる • TMPとクライオスタットをφ25長さ1mの パイプでつないでいた（TMPをクライオス タットとガス系の両方の真空引きに利用す るつもりだったため）ために、真空引きに長 い場合は１日以上かかった。 TMPをクライオスタットに内径100mm長さ200mm程度 の引き出し管を挟んで取り付ける。 TMP本来の排気速度を発揮できるようになる。 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 10 冷凍機第二段の冷却に時間が かかる • 冷凍機の第二段は10Kまで冷えるが、温 度の高いところでの冷凍パワーが小さい。 液化開始温度である18Kまで冷凍するの に７時間かかった。 高温でのパワーに余裕のある第一段 と第二段の間を熱スイッチで接続する。 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 11 熱スイッチとは？ • 熱の導通を入／切できる装置。いろいろな 種類のものがあるが、ガスを利用したもの が扱いやすいかと考えている。 Cryogenics 40(2000)769 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 12 貯留部の形状が最適化されてな かった。 • １次元モデルのみで標的厚さの最適値を評価し た。いまやちゃんとしたシミュレーターがあるので、 厚さ、崩壊領域の最適値を調べることができるは ず。 • 貯留部のアルミ部分の肉厚が1mmと、かなり余 裕を見た設計。Hall-Aの冷凍標的はアルミ製で、 アルカリ溶解により0.18mmの厚さまで薄くして いる（耐圧は0.6MPa）。 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 13 改造後のクライオスタット • 挿入部の延長（方 法は２通りの内、 簡単な方からテス ト） • TMPを直接取り 付け • 熱スイッチを追加 • 標的厚さ、標的部 直径の最適化 • 貯留容器肉厚を 小さく 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 14 再運転・改造にかかる金額・納期 物品・作業 金額 納期 クライオスタット延長 230000 2ヶ月 TMPポート追加 145000 ↑ 熱スイッチ４個 440000 ↑ 運搬、組立、試験等 757900 ↑ 薄肉(0.5mm)セル 280000 1.5ヶ月 CFRP穴あけ加工 <200000 0.5ヶ月 標的昇降装置 400000 1ヶ月 重水素ガス(300ℓ) 480000 1.5ヶ月 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 15 スケジュール • 昇降装置を製作、CFRP工作も発注。 • GeVγ実験棟の整理・再配管。可能なら水素の 液化テストも。 • 昇降装置の納期後（１ヶ月）に鈴木商館へ移送。 • セル・フィルム窓の薄肉化スタディ。 • 改造が完了し次第（２ヶ月）鈴木商館で水素の液 化テスト。 • 仙台に移送後に水素、重水素の液化テスト。 • 第二実験室へ移動。 2005/5/18 K0打ち合わせ 神田浩樹 16