[3N10-17] Neutron Source

[3N11] Stress evaluations for optimizing target vessel structure of high intensity spallation neutron source of J-PARC

*Wenhai Guan¹, Eiichi Wakai¹, Hiroyuki Kogawa¹, Takashi Naoe¹, Takashi Wakui¹, Katsuhiro Haga¹, Hiroshi Takada¹, Masatoshi Futakawa¹ (1. Japan Atomic Energy Agency)

Keywords:spallation neutron source, target vessel, stress evaluation, structural optimization

J-PARCの核破砕中性⼦源に使⽤している⽔銀ターゲット容器は、1 MWの⼤強度陽⼦ビームによる運転を目標としている。SUS316L製で薄⾁多重容器構造の⽔銀ターゲット容器は、その冷却⽔層やヘリウム層の内圧（0.2 MPa）や陽⼦ビームのビームトリップ等による温度変化（最⼤200℃程度）により⾼い応⼒が負荷されるため、発⽣応⼒を最⼩化できるよう構造を設計する必要がある。本研究では、現在製作中のターゲット容器8号機の構造モデルをベースにして、2重保護容器間を繋ぐリブの構造に対して、その断面積や離散化状態などを変数とし、発生する応力変化を有限要素法によって調べた。その結果、これまでの構造モデルに比べて、リブを離散化させて、その個数を増やすことにより、内圧と熱荷重を負荷した際に、発生応力は最大約4割低減できることが分かった。講演では、さらに詳細な解析結果及び構造最適化の過程を報告する予定である。