JP2006084241A - 核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザドップラ振動計から入射ビームを、中性子発生のためにパルス入射陽子線が照射されている核破砕中性子源水銀ターゲット容器に照射し、その反射ビームを受け取り、計測信号を取得し、その計測信号の特定の特徴に基づいて水銀ターゲット容器の損傷、疲労劣化の評価を行う。
【選択図】図1
Description
Planning division for neutron science, Proceeding of the 3rd Workshop on Neutron Science Project-Science and technology in the 21st century opened by intense spallation neutron source, JAERI-Conf 99-003, (1999) M. Futakawa, K. Kogawa, R. Hino, H. Date, H. Takeishi, Erosion damage on solid boundaries in contact with liquid metals by impulsive pressure injection, Int. J. Imp. Eng., 28, 123-135 (2003) M. Futakawa, T. Naoe, H. Kogawa, C. C. Tsai, Y. Ikeda, Pitting damage formation up 10 million cycles-Off-line test by MIMTM-, J. Nucl. Sci. Rech., 40, 895-904, (2003) M. Futakawa, K. Kikuchi, H. Conrad, H. Stechemesser, Pressure and stress waves in a spallation neutron source mercury target generated by high-power proton pulses, Nucl. Instrum Methods Phys. Res. A, 439, 1-7(2000)
(A)レーザドップラ振動計(1)で取得した計測信号の波形から高調波振動波形と源波形号を分離する分離手段、
(B)分離された高調波振動波形の振幅から損傷ポテンシャルを求める損傷ポテンシャル演算手段、
(C)分離された高調波振動波形の出現時刻の時間遅れからキャビテーション強度を求める時間遅れ演算手段、
(D)分離された源波形から疲労亀裂伝播励起音響振動を解析する解析手段、
(E)損傷ポテンシャル演算手段(B)で求めた損傷ポテンシャルに基づいて損傷の評価を行う損傷評価セクション(E1);キャビテーション強度演算手段(C)で求めたキャビテーション強度に基づいて損傷の評価を行う損傷評価セクション(E2);及び解析手段(E)で解析した疲労亀裂伝播励起音響振動に基づいて疲労劣化の評価を行う疲労劣化評価セクション(E3)を有し、これらの評価結果に基づいて水銀ターゲット容器(2)の予寿命を評価する評価手段、
を備えるものとすることができる。
陽子線入射時に発生するパルス圧を機械的に水銀中に負荷することにより、キャビテーションを生じさせる装置を用いて、レーザドップラ振動計により遠隔・非接触で計測した信号と損傷の程度との相関を求めた。計測信号と損傷の程度との相関を定量的に規定するため、計測された音響振動に基づく損傷ポテンシャルを定義し、その損傷ポテンシャルを、以下の手順で求めた。ここでは、レーザドップラ振動計により計測される振動信号と同等の圧電素子加速度計から計測された加速度信号に基づいた評価例を示す。
パルス入射陽子線による衝撃圧負荷の発生時刻に対するキャビテーション気泡崩壊時間の時間遅れは、衝撃圧により発生したキャビテーション気泡の大きさに依存することを、実験及び数値解析結果から明らかにした。この観点から、キャビテーション損傷を誘発するキャビテーション気泡崩壊の時間遅れを精度良く測定することにより、キャビテーション強度及び損傷の程度を推定できる。
2 水銀ターゲット容器
3 ミラーアッセンブリA
4 ミラーアッセンブリB
5 再帰性ミラー
6 レーザビーム
Claims (6)
- 中性子発生のための構造物内に設置された核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断方法であって、
レーザドップラ振動計から入射ビームを、中性子発生のためにパルス入射陽子線が照射されている核破砕中性子源水銀ターゲット容器に照射し、その反射ビームを受け取り、計測信号を取得し、
その計測信号の波形から高調波振動波形を分離し、
分離された高調波振動波形の振幅から損傷ポテンシャルを求め、
その損傷ポテンシャルに基づいて損傷の評価を行うことを特徴とする核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断方法。 - 中性子発生のための構造物内に設定された核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断方法であって、
レーザドップラ振動計から入射ビームを、中性子発生のためにパルス入射陽子線が照射されている核破砕中性子源水銀ターゲット容器に照射し、その反射ビームを受け取り、計測信号を取得し、
その計測信号の波形から高調波振動波形を分離し、
分離された高調波振動波形の出現時刻の時間遅れからキャビテーション強度を求め、
求めたキャビテーション強度に基づいて損傷の評価を行うことを特徴とする核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断方法。 - 中性子発生のための構造物内に設置された核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断方法であって、
レーザドップラ振動計から入射ビームを、中性子発生のためにパルス入射陽子線が照射されている核破砕中性子源水銀ターゲット容器に照射し、その反射ビームを受け取り、計測信号を取得し、
その計測信号の波形から源波形を分離し、
分離された源波形から疲労亀裂伝播誘起音響振動を解析し、
解析した疲労亀裂伝播誘起音響振動に基づいて疲労劣化の評価を行うことを特徴とする核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断方法。 - 中性子発生のための構造物内に設置された核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断装置であって、
入射ビームを、中性子発生のためにパルス入射陽子線が照射されている核破砕中性子源水銀ターゲット容器に照射し、その反射ビームを受け取り、計測信号を取得するレーザドップラ振動計と、
核破砕中性子発生源水銀ターゲット容器に取り付けられた再帰性ミラーと、
入射ビームをレーザドップラ振動計から再帰ミラーまで到達させ、反射ビームを再帰ミラーからレーザドップラ振動計まで帰還させるミラーアッセンブリと、
取得した計測信号の波形から高調波振動波形を分離する分離手段、分離された高調波振動波形の振幅から損傷ポテンシャルを求める損傷ポテンシャル演算手段、及び求めた損傷ポテンシャルに基づいて損傷の評価を行う損傷評価手段を有する損傷評価部を備えることを特徴とする核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断装置。 - 中性子発生のための構造物内に設置された核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断装置であって、
入射ビームを、中性子発生のためにパルス入射陽子線が照射されている核破砕中性子源水銀ターゲット容器に照射し、その反射ビームを受け取り、計測信号を取得するレーザドップラ振動計と、
核破砕中性子発生源水銀ターゲット容器に取り付けられた再帰性ミラーと、
入射ビームをレーザドップラ振動計から再帰ミラーまで到達させ、反射ビームを再帰ミラーからレーザドップラ振動計まで帰還させるミラーアッセンブリと、
取得した計測信号の波形から高調波振動波形を分離する分離手段、分離された高調波振動波形の出現時刻の時間遅れからキャビテーション強度を求めるキャビテーション強度演算手段、及び求めたキャビテーション強度に基づいて損傷の評価を行う損傷評価手段を有する損傷評価部を備えることを特徴とする核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断装置。 - 中性子発生のための構造物内に設置された核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断装置であって、
入射ビームを、中性子発生のためにパルス入射陽子線が照射されている核破砕中性子源水銀ターゲット容器に照射し、その反射ビームを受け取り、計測信号を取得するレーザドップラ振動計と、
核破砕中性子発生源水銀ターゲット容器に取り付けられた再帰性ミラーと、
入射ビームをレーザドップラ振動計から再帰ミラーまで到達させ、反射ビームを再帰ミラーからレーザドップラ振動計まで帰還させるミラーアッセンブリと、
取得した計測信号の波形から源波形を分離する分離手段、分離された源波形から疲労亀裂伝播励起音響振動を解析する解析手段、及び解析した疲労亀裂伝播励起音響振動に基づいて疲労劣化の評価を行う疲労劣化評価手段を有する疲労劣化評価部を備えることを特徴とする核破砕中性子源水銀ターゲット容器の診断装置。
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