JP2001264500A - 中性子散乱施設 - Google Patents
中性子散乱施設Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】次世代の大出力中性子散乱施設において、液体
水素減速材の漏洩時にもボイドベッセルの健全性を保持
すること。 【解決手段】ターゲット容器２と減速材容器３，反射体
９，ボイドベッセル４および遮蔽体８から構成される中
性子散乱施設において、ボイドベッセル４にラプチャデ
ィスク６を介してベントライン７を接続し、ベントライ
ン７と排気塔２０の間に設置したガス処理系を構成する
ガス貯留容器２２において、希釈ガス供給系２３より希
釈ガスを供給し、非常用フィルタ３３で放射性物質を除
去した後、排気塔２０から排気する。
水素減速材の漏洩時にもボイドベッセルの健全性を保持
すること。 【解決手段】ターゲット容器２と減速材容器３，反射体
９，ボイドベッセル４および遮蔽体８から構成される中
性子散乱施設において、ボイドベッセル４にラプチャデ
ィスク６を介してベントライン７を接続し、ベントライ
ン７と排気塔２０の間に設置したガス処理系を構成する
ガス貯留容器２２において、希釈ガス供給系２３より希
釈ガスを供給し、非常用フィルタ３３で放射性物質を除
去した後、排気塔２０から排気する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高エネルギーの陽
子ビームを重金属ターゲットに照射して、重金属ターゲ
ットの核破砕反応で発生する高密度の中性子を、減速材
で減速させて使用する中性子散乱施設において、減速材
として使用する液体水素の急激な漏洩事故時に、気化し
た水素ガスの爆発及び圧力上昇による機器の破損を防止
し、かつ漏洩ガス中に含まれる放射性物質を許容濃度限
度以下に低減して施設外へ大気開放しうるガス処理設備
を備えた中性子散乱施設に関する。
子ビームを重金属ターゲットに照射して、重金属ターゲ
ットの核破砕反応で発生する高密度の中性子を、減速材
で減速させて使用する中性子散乱施設において、減速材
として使用する液体水素の急激な漏洩事故時に、気化し
た水素ガスの爆発及び圧力上昇による機器の破損を防止
し、かつ漏洩ガス中に含まれる放射性物質を許容濃度限
度以下に低減して施設外へ大気開放しうるガス処理設備
を備えた中性子散乱施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】高エネルギーの陽子ビームを重金属ター
ゲットに照射して、核破砕反応により高密度の中性子を
発生させる中性子散乱施設は、入射エネルギーに対して
最も多くの中性子を発生させることができ、原子炉に比
べて設備が簡素である。
ゲットに照射して、核破砕反応により高密度の中性子を
発生させる中性子散乱施設は、入射エネルギーに対して
最も多くの中性子を発生させることができ、原子炉に比
べて設備が簡素である。
【０００３】このため，中性子を利用する生命科学，物
質・材料研究，核物理，医療など多分野での利用を目的
として、欧州，米国，日本など世界的に大出力化した中
性子散乱施設の建設が計画されている。
質・材料研究，核物理，医療など多分野での利用を目的
として、欧州，米国，日本など世界的に大出力化した中
性子散乱施設の建設が計画されている。
【０００４】核破砕反応を用いた中性子散乱施設に関す
る公知技術としては、例えば、現在、世界最高の１６０
ｋＷの出力を持つ英国のラザフォード・アップルトン研
究所で稼働中のＩＳＩＳと呼ばれている施設がある。Ｉ
ＳＩＳの施設安全評価については、ラザフォード・アッ
プルトン研究所から公表されている報告書、エス エヌ
エス ターゲット ステーション セーフティー ア
セスメント、エス エヌ エス ピー シー／ピー ６
／８２、（１９８３年）（SNSTarget StationSafety As
sessment，ＳＮＳＰＣ／Ｐ６／８２(１９８３））で公
表されている。
る公知技術としては、例えば、現在、世界最高の１６０
ｋＷの出力を持つ英国のラザフォード・アップルトン研
究所で稼働中のＩＳＩＳと呼ばれている施設がある。Ｉ
ＳＩＳの施設安全評価については、ラザフォード・アッ
プルトン研究所から公表されている報告書、エス エヌ
エス ターゲット ステーション セーフティー ア
セスメント、エス エヌ エス ピー シー／ピー ６
／８２、（１９８３年）（SNSTarget StationSafety As
sessment，ＳＮＳＰＣ／Ｐ６／８２(１９８３））で公
表されている。
【０００５】この中で、液体水素減速材の漏洩に対処す
るシステムとその安全評価が以下のように示されてい
る。重金属ターゲットと減速材および反射体を内蔵した
圧力容器であるボイドベッセル内で、極低温減速材であ
る液体水素が漏洩して気化した場合、ボイドベッセル内
雰囲気ガスの圧力上昇は３００ミリバール程度となるよ
うにボイドベッセル容積を決定しているので、ボイドベ
ッセルの健全性は保持される。
るシステムとその安全評価が以下のように示されてい
る。重金属ターゲットと減速材および反射体を内蔵した
圧力容器であるボイドベッセル内で、極低温減速材であ
る液体水素が漏洩して気化した場合、ボイドベッセル内
雰囲気ガスの圧力上昇は３００ミリバール程度となるよ
うにボイドベッセル容積を決定しているので、ボイドベ
ッセルの健全性は保持される。
【０００６】また、通常運転時のボイドベッセル内は、
９５％ヘリウム−５％空気混合ガスで置換されているの
で、酸素濃度は１％程度である。水素ガスが燃焼するた
めに最低限必要な酸素濃度は５％であるので、ボイドベ
ッセル内で水素ガスは燃焼しない。水素ガスの爆発はさ
らに高濃度の酸素を必要とするので、もちろん起こり得
ない。ボイドベッセル内の水素は、ボイドベッセルの換
気系に設置された可燃性ガスの処理系で処理され、外部
へ放出される。
９５％ヘリウム−５％空気混合ガスで置換されているの
で、酸素濃度は１％程度である。水素ガスが燃焼するた
めに最低限必要な酸素濃度は５％であるので、ボイドベ
ッセル内で水素ガスは燃焼しない。水素ガスの爆発はさ
らに高濃度の酸素を必要とするので、もちろん起こり得
ない。ボイドベッセル内の水素は、ボイドベッセルの換
気系に設置された可燃性ガスの処理系で処理され、外部
へ放出される。
【０００７】さらに、ボイドベッセル内へ漏洩した減速
材中に放射性物質を含んでいる場合には、ボイドベッセ
ルの換気系を遮断してボイドベッセル内にガスを保持す
ることにより放射能を減衰させた後、換気系のフィルタ
ーシステムを通してガスを外部に放出する。
材中に放射性物質を含んでいる場合には、ボイドベッセ
ルの換気系を遮断してボイドベッセル内にガスを保持す
ることにより放射能を減衰させた後、換気系のフィルタ
ーシステムを通してガスを外部に放出する。
【０００８】以上のようなシステム構成により、放射性
物質を含んだ減速材がボイドベッセル内に漏洩しても、
安全に対処することができると述べられている。
物質を含んだ減速材がボイドベッセル内に漏洩しても、
安全に対処することができると述べられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】現在、建設が計画され
ているＭＷクラスの中性子散乱施設の場合、ターゲット
の核破砕反応で発生する放射線レベルは、出力比で概略
評価するとＩＳＩＳの約１０倍であり、中性子利用者の
被ばく線量を低減するためには、ボイドベッセルを極力
小さくする必要がある。
ているＭＷクラスの中性子散乱施設の場合、ターゲット
の核破砕反応で発生する放射線レベルは、出力比で概略
評価するとＩＳＩＳの約１０倍であり、中性子利用者の
被ばく線量を低減するためには、ボイドベッセルを極力
小さくする必要がある。
【００１０】すなわち、ボイドベッセルから中性子利用
者の位置まで中性子を導く中性子ビームラインの入口
（ボイドベッセル側）とターゲットとの距離が大きい
と、中性子ビームライン出口（利用者側）からターゲッ
トが直接覗けるようになり、放射線レベルが高くなる。
したがって、ＩＳＩＳのように減速材の漏洩対策として
大きなボイドベッセルを使用することはできず、ボイド
ベッセルはなるべく小さくして、中性子ビームライン出
口からターゲットが直接見えなくすることにより、利用
者の位置での放射線レベルを極力低減する必要がある。
者の位置まで中性子を導く中性子ビームラインの入口
（ボイドベッセル側）とターゲットとの距離が大きい
と、中性子ビームライン出口（利用者側）からターゲッ
トが直接覗けるようになり、放射線レベルが高くなる。
したがって、ＩＳＩＳのように減速材の漏洩対策として
大きなボイドベッセルを使用することはできず、ボイド
ベッセルはなるべく小さくして、中性子ビームライン出
口からターゲットが直接見えなくすることにより、利用
者の位置での放射線レベルを極力低減する必要がある。
【００１１】小さなボイドベッセルを使用した場合、減
速材、特に液体水素の漏洩によるボイドベッセル内圧の
増加は、ボイドベッセルの構造強度の脅威となる。した
がって、液体水素減速材の急激な漏洩を想定した場合、
ボイドベッセル内圧を耐圧以下に抑制した上で、放射性
物質を含んだ可燃性ガスを処理することは、施設健全性
を確保するために重要な課題である。
速材、特に液体水素の漏洩によるボイドベッセル内圧の
増加は、ボイドベッセルの構造強度の脅威となる。した
がって、液体水素減速材の急激な漏洩を想定した場合、
ボイドベッセル内圧を耐圧以下に抑制した上で、放射性
物質を含んだ可燃性ガスを処理することは、施設健全性
を確保するために重要な課題である。
【００１２】本発明の目的は、液体水素減速材の急激な
漏洩時にも、ボイドベッセルの健全性を確保した上で、
漏洩ガスの処理を可能とする設備を備えた大出力中性子
散乱施設を実現することにある。
漏洩時にも、ボイドベッセルの健全性を確保した上で、
漏洩ガスの処理を可能とする設備を備えた大出力中性子
散乱施設を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，請求項１の発明は、高エネルギーの陽子ビームを重
金属ターゲットに照射して、重金属ターゲットの核破砕
反応で発生する高密度の中性子を、減速材で減速させて
使用する中性子散乱施設において、重金属ターゲットの
少なくとも一部と減速材ループの少なくとも一部を内蔵
し気密構造を有するボイドベッセルと、ボイドベッセル
内の雰囲気ガスをボイドベッセル外部へ導くベントライ
ンと、ベントラインを通してボイドベッセル外部へ導い
た雰囲気ガスを処理するガス処理系を備えたものであ
る。
に，請求項１の発明は、高エネルギーの陽子ビームを重
金属ターゲットに照射して、重金属ターゲットの核破砕
反応で発生する高密度の中性子を、減速材で減速させて
使用する中性子散乱施設において、重金属ターゲットの
少なくとも一部と減速材ループの少なくとも一部を内蔵
し気密構造を有するボイドベッセルと、ボイドベッセル
内の雰囲気ガスをボイドベッセル外部へ導くベントライ
ンと、ベントラインを通してボイドベッセル外部へ導い
た雰囲気ガスを処理するガス処理系を備えたものであ
る。
【００１４】同じく上記目的を達成するために、請求項
２の発明は、請求項１の中性子散乱施設において、ベン
トラインの途中にラプチャディスクを設けたものであ
る。
２の発明は、請求項１の中性子散乱施設において、ベン
トラインの途中にラプチャディスクを設けたものであ
る。
【００１５】同じく上記目的を達成するために、請求項
３の発明は、請求項１の中性子散乱施設において、ガス
処理系に放射性物質除去用のフィルターを備えたもので
ある。
３の発明は、請求項１の中性子散乱施設において、ガス
処理系に放射性物質除去用のフィルターを備えたもので
ある。
【００１６】同じく上記目的を達成するために、請求項
４の発明は、請求項１の中性子散乱施設において、ガス
処理系に大気開放ラインを備えたガス貯留容器と、希釈
用ガス注入装置と、水素ガス濃度測定装置と、放射線測
定装置とを備えたものである。
４の発明は、請求項１の中性子散乱施設において、ガス
処理系に大気開放ラインを備えたガス貯留容器と、希釈
用ガス注入装置と、水素ガス濃度測定装置と、放射線測
定装置とを備えたものである。
【００１７】同じく上記目的を達成するために、請求項
５の発明は、請求項４の中性子散乱施設において、ガス
処理系に排気塔及び点火器を設けたものである。
５の発明は、請求項４の中性子散乱施設において、ガス
処理系に排気塔及び点火器を設けたものである。
【００１８】同じく上記目的を達成するために、請求項
６の発明は、請求項４の中性子散乱施設において、ガス
処理系に水素ガスの再結合器を設けたものである。
６の発明は、請求項４の中性子散乱施設において、ガス
処理系に水素ガスの再結合器を設けたものである。
【００１９】同じく上記目的を達成するために、請求項
７の発明は、請求項４の中性子散乱施設において、希釈
用ガスとして、窒素，水蒸気，ヘリウム，アルゴンのい
ずれかを使用したものである。
７の発明は、請求項４の中性子散乱施設において、希釈
用ガスとして、窒素，水蒸気，ヘリウム，アルゴンのい
ずれかを使用したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による中性子散乱施
設について、各図を用いて詳細に説明する。
設について、各図を用いて詳細に説明する。
【００２１】図１は本発明の中性子散乱施設の第１実施
例を示す概略構成図である。密閉構造のボイドベッセル
４の内部に重金属ターゲットを内蔵したターゲット容器
２と減速材容器３、および反射体９が内蔵されている。
なお、この図には示していないが、重金属ターゲットの
冷却媒体と液体水素減速材は遮蔽体外部にあるそれぞれ
の冷却系との間で常時循環され、冷却されている。
例を示す概略構成図である。密閉構造のボイドベッセル
４の内部に重金属ターゲットを内蔵したターゲット容器
２と減速材容器３、および反射体９が内蔵されている。
なお、この図には示していないが、重金属ターゲットの
冷却媒体と液体水素減速材は遮蔽体外部にあるそれぞれ
の冷却系との間で常時循環され、冷却されている。
【００２２】加速器で高エネルギーに加速された陽子ビ
ームは陽子ビームライン１を通ってボイドベッセル４に
導かれ、ターゲット容器２に入射する。このときターゲ
ット容器２内の重金属が核破砕反応を起こし、多量の中
性子を発生する。発生した中性子は反射体９で漏洩量を
低減し、減速材容器３によって必要なエネルギーレベル
まで減速した後、この図には示されていない多数の中性
子ビームラインを通して利用者の位置まで導く。
ームは陽子ビームライン１を通ってボイドベッセル４に
導かれ、ターゲット容器２に入射する。このときターゲ
ット容器２内の重金属が核破砕反応を起こし、多量の中
性子を発生する。発生した中性子は反射体９で漏洩量を
低減し、減速材容器３によって必要なエネルギーレベル
まで減速した後、この図には示されていない多数の中性
子ビームラインを通して利用者の位置まで導く。
【００２３】ボイドベッセル４の周囲は厚い遮蔽体８で
覆われており、作業者の被曝量を低減している。遮蔽体
材料には、鉄とコンクリートを組み合わせて使用する。
覆われており、作業者の被曝量を低減している。遮蔽体
材料には、鉄とコンクリートを組み合わせて使用する。
【００２４】中性子ビームラインを通してターゲット容
器２を直接覗くことによる放射線量の増加を防止するた
めに、ボイドベッセル４は可能な限り小型にしてある。
小型にすることにより、ターゲットに接近したところか
ら遮蔽体を設置することができ、必要な遮蔽体厚を薄く
することができるので、遮蔽体の物量低減上も有利であ
る。
器２を直接覗くことによる放射線量の増加を防止するた
めに、ボイドベッセル４は可能な限り小型にしてある。
小型にすることにより、ターゲットに接近したところか
ら遮蔽体を設置することができ、必要な遮蔽体厚を薄く
することができるので、遮蔽体の物量低減上も有利であ
る。
【００２５】ボイドベッセル４の内部は大気圧より若干
低い圧力のヘリウムガスで置換されており、空気の放射
線照射で生成する窒素酸化物やオゾンによる金属の腐食
と、核破砕反応で発生する水素の燃焼を防止している。
低い圧力のヘリウムガスで置換されており、空気の放射
線照射で生成する窒素酸化物やオゾンによる金属の腐食
と、核破砕反応で発生する水素の燃焼を防止している。
【００２６】ヘリウムガスは循環ポンプ１２により、常
時、ヘリウム循環ライン１１を通って外部のガス処理系
へ循環されている。ヘリウム中の水素ガスを再結合器１
３により酸素と反応させて除去した後、熱交換器１４で
冷却し、ヘリウム循環ライン１５によりボイドベッセル
４に戻す。
時、ヘリウム循環ライン１１を通って外部のガス処理系
へ循環されている。ヘリウム中の水素ガスを再結合器１
３により酸素と反応させて除去した後、熱交換器１４で
冷却し、ヘリウム循環ライン１５によりボイドベッセル
４に戻す。
【００２７】熱交換器１４には、二次冷却水１６が供給
され、ここで加熱された二次冷却水は、図示していない
クーリングタワーなどに送られ、奪ってきた熱が最終的
には大気中に放出される。
され、ここで加熱された二次冷却水は、図示していない
クーリングタワーなどに送られ、奪ってきた熱が最終的
には大気中に放出される。
【００２８】ヘリウムガスを外部に放出する場合は、排
気ライン１７から常用フィルタ１８を用いて放射性物質
を除去した後、排気ブロワ１９により排気塔２０から排
気ガス２１として排気する。
気ライン１７から常用フィルタ１８を用いて放射性物質
を除去した後、排気ブロワ１９により排気塔２０から排
気ガス２１として排気する。
【００２９】減速材容器３の破損などにより液体水素減
速材がボイドベッセル４内に急激に漏洩した場合、ボイ
ドベッセル４の内圧が急激に上昇し、上記ヘリウムガス
のガス処理系では対処できず、ボイドベッセル４の健全
性が脅かされる恐れがある。
速材がボイドベッセル４内に急激に漏洩した場合、ボイ
ドベッセル４の内圧が急激に上昇し、上記ヘリウムガス
のガス処理系では対処できず、ボイドベッセル４の健全
性が脅かされる恐れがある。
【００３０】ボイドベッセル４が破損した場合、放射性
物質と気化した水素を含んだガスが外部に漏洩し、被曝
と爆発の危険性が生じるので、このような事態は絶対に
避けなければならない。本発明によるガス処理系はこの
ような想定時に機能する。
物質と気化した水素を含んだガスが外部に漏洩し、被曝
と爆発の危険性が生じるので、このような事態は絶対に
避けなければならない。本発明によるガス処理系はこの
ような想定時に機能する。
【００３１】まず、ボイドベッセル４には、一定圧力以
上で開放するラプチャディスク６を介在したベントライ
ン５が接続され、ボイドベッセル４内部で漏洩し気化し
た水素ガスを含む混合ガスをガス貯留容器２２へと排気
できるようになっている。
上で開放するラプチャディスク６を介在したベントライ
ン５が接続され、ボイドベッセル４内部で漏洩し気化し
た水素ガスを含む混合ガスをガス貯留容器２２へと排気
できるようになっている。
【００３２】ガス貯留容器２２は、ボイドベッセル４内
に液体水素減速材が全量漏洩し気化しても、ボイドベッ
セル４の内圧が耐圧限度以下に抑えられるように十分な
容積を持っている。
に液体水素減速材が全量漏洩し気化しても、ボイドベッ
セル４の内圧が耐圧限度以下に抑えられるように十分な
容積を持っている。
【００３３】ガス貯留容器２２には、サンプリングライ
ン２６，２７，２９，３０を介して水素検出器２８と放
射線検出器２５が、また、希釈ガス注入ライン２４を介
して希釈ガス供給系２３が接続されている。
ン２６，２７，２９，３０を介して水素検出器２８と放
射線検出器２５が、また、希釈ガス注入ライン２４を介
して希釈ガス供給系２３が接続されている。
【００３４】ベントライン７を通ってガス貯留容器２２
に入ってきたボイドベッセル４内のガスは、希釈ガス注
入ライン２４を通って希釈ガス供給系２３から供給され
た希釈ガスで希釈され、水素検出器２８で可燃限界濃度
以下であることを確認する。
に入ってきたボイドベッセル４内のガスは、希釈ガス注
入ライン２４を通って希釈ガス供給系２３から供給され
た希釈ガスで希釈され、水素検出器２８で可燃限界濃度
以下であることを確認する。
【００３５】希釈ガスとしては、窒素ガスや不活性ガス
のヘリウムおよびアルゴンなどをボンベから供給すれば
よい。希釈ガス供給系２３として簡易ボイラから水蒸気
を供給すれば、燃焼抑制効果はさらに高まる。
のヘリウムおよびアルゴンなどをボンベから供給すれば
よい。希釈ガス供給系２３として簡易ボイラから水蒸気
を供給すれば、燃焼抑制効果はさらに高まる。
【００３６】放射線検出器２５により放射性物質が検出
された場合には、ガス貯留容器２２内にガスを保持する
ことにより放射能を減衰させた後、排気ライン３１から
排気ブロワ３２により、非常用フィルタ３３を介して排
気塔２０から排気ガス２１として外部に放出する。
された場合には、ガス貯留容器２２内にガスを保持する
ことにより放射能を減衰させた後、排気ライン３１から
排気ブロワ３２により、非常用フィルタ３３を介して排
気塔２０から排気ガス２１として外部に放出する。
【００３７】以上説明したように、本発明によれば、液
体水素減速材の急激な漏洩時にも、施設外部への放射能
の拡散を抑制した上で、ボイドベッセル４の減圧と水素
濃度の制御が可能となり、加圧や水素爆発によるボイド
ベッセル４の破損を防止して、施設の健全性確保と公衆
被曝量の低減を図ることができる。
体水素減速材の急激な漏洩時にも、施設外部への放射能
の拡散を抑制した上で、ボイドベッセル４の減圧と水素
濃度の制御が可能となり、加圧や水素爆発によるボイド
ベッセル４の破損を防止して、施設の健全性確保と公衆
被曝量の低減を図ることができる。
【００３８】図４は従来の中性子散乱施設を示す概略構
成図を示している。従来の中性子散乱施設でも、ボイド
ベッセル内部の雰囲気ガスをヘリウムで置換することに
より、空気の放射線照射による腐食性ガスの生成を防止
しており、第１実施例で示したものと同様なヘリウムの
ガス処理系が設けられている。
成図を示している。従来の中性子散乱施設でも、ボイド
ベッセル内部の雰囲気ガスをヘリウムで置換することに
より、空気の放射線照射による腐食性ガスの生成を防止
しており、第１実施例で示したものと同様なヘリウムの
ガス処理系が設けられている。
【００３９】ボイドベッセル４内部で液体水素が漏洩し
て気化した場合にも、耐圧限界以下となるようにボイド
ベッセル容積を大きく取っているので、ボイドベッセル
４の健全性は保持される。漏洩ガスを含んだボイドベッ
セル４内雰囲気ガスは、上記常用ガス処理系で処理され
た後、排気ライン１７を用いて排気ブロワ１９により排
気塔２０より施設外部へ排気される。
て気化した場合にも、耐圧限界以下となるようにボイド
ベッセル容積を大きく取っているので、ボイドベッセル
４の健全性は保持される。漏洩ガスを含んだボイドベッ
セル４内雰囲気ガスは、上記常用ガス処理系で処理され
た後、排気ライン１７を用いて排気ブロワ１９により排
気塔２０より施設外部へ排気される。
【００４０】従来の陽子ビーム出力範囲では、このよう
に大きなボイドベッセル４を使用することにより、減速
材の漏洩にも対処できたが、現在、建設が計画されてい
る次世代のＭＷクラスの中性子散乱施設では、放射線遮
蔽の問題から同様な方法で対処することはできない。
に大きなボイドベッセル４を使用することにより、減速
材の漏洩にも対処できたが、現在、建設が計画されてい
る次世代のＭＷクラスの中性子散乱施設では、放射線遮
蔽の問題から同様な方法で対処することはできない。
【００４１】図２は本発明の中性子散乱施設の第２実施
例を示す概略構成図である。本実施例の構成は、ベント
ライン７に接続されているガス処理系を除き、図１の第
１実施例で示したものと同じである。
例を示す概略構成図である。本実施例の構成は、ベント
ライン７に接続されているガス処理系を除き、図１の第
１実施例で示したものと同じである。
【００４２】第１実施例の場合は、ボイドベッセル４か
らベントライン７を通ってきた漏洩水素ガスを含んだガ
スの爆発防止対策として、希釈ガス供給系２３から供給
された希釈ガスで可燃限界以下に希釈していた。
らベントライン７を通ってきた漏洩水素ガスを含んだガ
スの爆発防止対策として、希釈ガス供給系２３から供給
された希釈ガスで可燃限界以下に希釈していた。
【００４３】本実施例では、ベントライン７のガス処理
系には、ガス貯留容器２２と排気ブロワ３２との間に、
さらに水素ガスの再結合器３４が設置されている。水素
ガスの爆発限界濃度は可燃限界濃度より高いため、爆発
限界以下まで希釈した可燃性水素ガスを再結合器３４に
よって処理した後施設外部へ排気すれば、過剰に希釈す
ることなくかつ安全性を向上した排ガス処理が可能であ
る。
系には、ガス貯留容器２２と排気ブロワ３２との間に、
さらに水素ガスの再結合器３４が設置されている。水素
ガスの爆発限界濃度は可燃限界濃度より高いため、爆発
限界以下まで希釈した可燃性水素ガスを再結合器３４に
よって処理した後施設外部へ排気すれば、過剰に希釈す
ることなくかつ安全性を向上した排ガス処理が可能であ
る。
【００４４】以上説明したように、本発明によれば、液
体水素減速材の急激な漏洩時にも、施設外部への放射能
の拡散を抑制した上で、ボイドベッセル４の減圧と水素
濃度のさらに安全な制御が可能となり、加圧や水素爆発
によるボイドベッセル４の破損を防止して、施設の健全
性確保と公衆被曝量の低減を図ることができる。
体水素減速材の急激な漏洩時にも、施設外部への放射能
の拡散を抑制した上で、ボイドベッセル４の減圧と水素
濃度のさらに安全な制御が可能となり、加圧や水素爆発
によるボイドベッセル４の破損を防止して、施設の健全
性確保と公衆被曝量の低減を図ることができる。
【００４５】図３は本発明の中性子散乱施設の第３実施
例を示す概略構成図である。本実施例の構成は、排気ガ
スの燃焼処理系が排気塔２０に設置されている点が、図
１の第１実施例で示したものと異なっている。
例を示す概略構成図である。本実施例の構成は、排気ガ
スの燃焼処理系が排気塔２０に設置されている点が、図
１の第１実施例で示したものと異なっている。
【００４６】水素ガスを含む可燃性ガスは、排気塔２０
の出口に設けられたガス混合器３５によって空気と混合
され、点火器３６によって点火して燃焼させた後、大気
へ放出する。
の出口に設けられたガス混合器３５によって空気と混合
され、点火器３６によって点火して燃焼させた後、大気
へ放出する。
【００４７】第１実施例と同様に、希釈ガス供給系２３
によって希釈ガスを添加し、水素濃度を制御した後燃焼
処理すれば、図２の第２実施例と同様に、過剰に希釈す
ることなくかつ爆発防止上の安全性をさらに向上した排
ガス処理が可能である。
によって希釈ガスを添加し、水素濃度を制御した後燃焼
処理すれば、図２の第２実施例と同様に、過剰に希釈す
ることなくかつ爆発防止上の安全性をさらに向上した排
ガス処理が可能である。
【００４８】以上説明したように、本発明によれば、液
体水素減速材の急激な漏洩時にも、施設外部への放射能
の拡散を抑制した上で、ボイドベッセル４の減圧と水素
濃度のさらに安全な制御が可能となり、加圧や水素爆発
によるボイドベッセル４の破損を防止して、施設の健全
性確保と公衆被曝量の低減を図ることができる。
体水素減速材の急激な漏洩時にも、施設外部への放射能
の拡散を抑制した上で、ボイドベッセル４の減圧と水素
濃度のさらに安全な制御が可能となり、加圧や水素爆発
によるボイドベッセル４の破損を防止して、施設の健全
性確保と公衆被曝量の低減を図ることができる。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、液体水素減速材の急激
な漏洩時にも、施設外部への放射能の拡散を抑制した上
で、ボイドベッセルの減圧と水素濃度の制御が可能とな
り、加圧や水素爆発によるボイドベッセルの破損を防止
して、施設の健全性確保と公衆被曝量の低減を図ること
ができる。
な漏洩時にも、施設外部への放射能の拡散を抑制した上
で、ボイドベッセルの減圧と水素濃度の制御が可能とな
り、加圧や水素爆発によるボイドベッセルの破損を防止
して、施設の健全性確保と公衆被曝量の低減を図ること
ができる。
【図１】本発明の中性子散乱施設の第１実施例を示す概
略構成図。
略構成図。
【図２】本発明の中性子散乱施設の第２実施例を示す概
略構成図。
略構成図。
【図３】本発明の中性子散乱施設の第３実施例を示す概
略構成図。
略構成図。
【図４】従来の中性子散乱施設を示す概略構成図。
１…陽子ビームライン、２…ターゲット容器、３…減速
材容器、４…ボイドベッセル、５，７…ベントライン、
６…ラプチャディスク、７…サンプリング容器、８…遮
蔽体、９…反射体、１０…ターゲット台車、１１，１５
…ヘリウム循環ライン、１２…循環ポンプ、１３…再結
合器、１４…熱交換器、１６…二次冷却水、１７，３１
…排気ライン、１８…常用フィルタ、１９，３２…排気
ブロワ、２０…排気塔、２１…排気、２２…ガス貯留容
器、２３…希釈ガス供給系、２４…希釈ガス注入ライ
ン、２５…放射線検出器、２６，２７，２９，３０…サ
ンプリングライン、２８…水素検出器、３３…非常用フ
ィルタ、３４…再結合器、３５…ガス混合器、３６…点
火器。
材容器、４…ボイドベッセル、５，７…ベントライン、
６…ラプチャディスク、７…サンプリング容器、８…遮
蔽体、９…反射体、１０…ターゲット台車、１１，１５
…ヘリウム循環ライン、１２…循環ポンプ、１３…再結
合器、１４…熱交換器、１６…二次冷却水、１７，３１
…排気ライン、１８…常用フィルタ、１９，３２…排気
ブロワ、２０…排気塔、２１…排気、２２…ガス貯留容
器、２３…希釈ガス供給系、２４…希釈ガス注入ライ
ン、２５…放射線検出器、２６，２７，２９，３０…サ
ンプリングライン、２８…水素検出器、３３…非常用フ
ィルタ、３４…再結合器、３５…ガス混合器、３６…点
火器。
フロントページの続き (72)発明者 岡部 綾夫 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小川 雪郎 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 田川 久人 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】高エネルギーの陽子ビームを重金属ターゲ
ットに照射して、重金属ターゲットの核破砕反応で発生
する高密度の中性子を、減速材で減速させて使用する中
性子散乱施設において、重金属ターゲットの少なくとも
一部と減速材ループの少なくとも一部を内蔵し気密構造
を有するボイドベッセルと、ボイドベッセル内の雰囲気
ガスをボイドベッセル外部へ導くベントラインと、ベン
トラインを通してボイドベッセル外部へ導いた雰囲気ガ
スを処理するガス処理系を備えていることを特徴とする
中性子散乱施設。 - 【請求項２】請求項１の中性子散乱施設において、ベン
トラインの途中にラプチャディスクを設けたことを特徴
とする中性子散乱施設。 - 【請求項３】請求項１の中性子散乱施設において、ガス
処理系に放射性物質除去用のフィルターを備えているこ
とを特徴とする中性子散乱施設。 - 【請求項４】請求項１の中性子散乱施設において、ガス
処理系に大気開放ラインを備えたガス貯留容器と、希釈
用ガス注入装置と、水素ガス濃度測定装置と、放射線測
定装置とを備えていることを特徴とする中性子散乱施
設。 - 【請求項５】請求項４の中性子散乱施設において、ガス
処理系に点火器を設けたことを特徴とする中性子散乱施
設。 - 【請求項６】請求項４の中性子散乱施設において、ガス
処理系に水素ガスの再結合器を設けたことを特徴とする
中性子散乱施設。 - 【請求項７】請求項４の中性子散乱施設において、希釈
用ガスとして、窒素，水蒸気，ヘリウム，アルゴンのい
ずれかを使用することを特徴とする中性子散乱施設。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076314A JP2001264500A (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 中性子散乱施設 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076314A JP2001264500A (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 中性子散乱施設 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001264500A true JP2001264500A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=18594074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000076314A Pending JP2001264500A (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 中性子散乱施設 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001264500A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1398623A1 (de) * | 2002-09-16 | 2004-03-17 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Polarisationsanalyse bei Streuexperimenten mit Neutronen |
| JP2006047115A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 中性子発生装置及びターゲット、並びに中性子照射システム |
| JP2006116042A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Iwatani Industrial Gases Corp | 超電導磁石システムでの冷却装置 |
-
2000
- 2000-03-14 JP JP2000076314A patent/JP2001264500A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1398623A1 (de) * | 2002-09-16 | 2004-03-17 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Polarisationsanalyse bei Streuexperimenten mit Neutronen |
| JP2006047115A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 中性子発生装置及びターゲット、並びに中性子照射システム |
| JP2006116042A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Iwatani Industrial Gases Corp | 超電導磁石システムでの冷却装置 |
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