シールド建設状況報告

ERL検討会（57th）
2011年12月02日
芳賀（施設・設備・安全G）

現在、製造・設置を開始した
cERL放射線遮蔽用シールドの平面図
黄色：既存のコンクリートブロックの再利用

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遮蔽体の全体の様子

3これまでの主な経過
2010年9月～12月 ・放射線シールド基本設計(大きさ・高さ・壁厚などの決定、バルク遮蔽計算）
・ERL棟内の放射化物回収作業
・放射線シールド内空調システムの概念設計
2011年1月～3月

・放射線シールド詳細設計（ブロック割り・耐震シミュレーション・貫通孔）・cERL各グループとの貫通孔擦り合わせ
・ERL棟内ホール床の線量測定と床塗装作業

2011年4月～6月

・震災を受けて耐震シュミレーションの見直し作業
・ERL棟内立入り禁止措置
・放射線シールド入札用仕様書準備2011年 8月
2011年 9月

・仕様書案説明会、意見招請
・ERL棟内測量作業
4今後の予定2011年 9月16日 ・官報公告
2011年 9月30日 ・入札説明会
2011年10月
・ビームロス点での遮蔽方法検討
2011年11月21日 ・開札・放射線申請の準備開始(株）フジタが落札
2011年12月～

2012年 9月

・ブロック製造用詳細図面設計
・工程の調整１）入射部クライオモジュールの設置作業との擦り合わせ
２）電子銃周りの鉄筋の消磁作業
３）放射化している床部分へのアンカー打ち作業
・コンクリートブロック製造、設置
１）入射部付近の壁部分を先行設置
２）外壁部・中壁部の設置
３）天井部（頂板）の設置
・完成予定
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外壁部の構造
・壁は１枚構造（厚さ1.5m）で、ブロック境界をクランク構造とする
・床とブロックとの接合金具を1.5m当たり２か所取り付ける・上記の制約の中で貫通孔を設ける→ １ブロックあたり一か所の貫通孔
・製作上の手間と費用の面から、なるべく外形形状（寸法）を規格化する

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遮蔽体壁と床との接合方法（耐震増強後）

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遮蔽体をコンクリートブロックに割った状況
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貫通孔設置の方針
・各グループと調整し、基本案を作成
・遮蔽の必要性から、位置は床上とする・コンクリートの「ブロック割り」との兼ね合いで、微調整を行なった

貫通孔案

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貫通孔の放射線遮蔽上の問題
・放射線（松村氏）との打ち合わせの中で、貫通孔の遮蔽に関して、どこでビーム損失が起こるかわからないという事であれば、コンクリート 1.5m 厚と同程度の遮蔽が必要となる。
→ 鉄であれば 40cm 、鉛なら 20～30cm 程度の厚さの遮蔽が必要→ これだけの遮蔽は、壁の下側でしか行えない。
・そこで、貫通孔を「原則」として、壁の下側に設けた案を作成した。

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●放射線科学センターとの、放射線遮蔽・安全インターロック・放射線申請等に関する打ち合わせでの協議
１）新たな遮蔽方針
２）その遮蔽方針のもとでの遮蔽計算
３）JAEA での打ち合わせ報告
・JAEA-ERL でのビーム損失の様子
・コンプトンγ線ビームライン
４）JLAB-ERL での経験の調査行
５）インターロックシステム６）変更申請に向けての準備これまでの遮蔽方針●ビーム損失の仮定→ ビーム損失はコリメータの場所でのみ発生。
発生点の周囲を追加して遮蔽するという方針：コリメータ設置位置

コリメータまわりの局所遮蔽体案

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松村氏によるモンテカルロ計算（注意！図は上下逆）

鉄遮蔽をコの字にする必要

●新たな遮蔽方針
I0RIloss-------------------------------------------1mA
10-510nA
100μA
10-51nA-------------------------------------------10mA
10-4
1μA← これまで
１）一か所でのビーム損失量が10nA以下になるように、ロスのRatio(R)を、他施設での経験などから割り出し、最大電流量（申請値）を決定してゆく。
２）電磁石を全面覆うような遮蔽体を設けなくて済むようにしたい。
３）空気・冷却水の放射化の恐れが無いロス量とする。

●新たな方針のもとでの遮蔽計算 （Jenkinsの式による）
１）First Bend ( E = 35 MeV )ΔI

1nA10nA

方向

L(cm)

コンクリ
(cm)

鉄(cm)

N+G(Sv/hr)

0度

500

150

101.84E‐690度

500

15001.32E‐8上方

300

100

05.40E‐70度

500

150

20

2.57E‐690度

500

150

01.32E‐7上方

300

100

52.04E‐6●新たな方針のもとでの遮蔽計算 （Jenkinsの式による）
２）ビームダンプ ( E = 5 MeV )
ΔI

100μA

1mA

方向

L(cm)

コンクリ
(cm)

鉄(cm)

N+G(Sv/hr)

0度

200

15050

2.46E‐690度

20015050

9.42E‐7

上方

300

10050

1.17E‐60度

20015070

4.61E‐790度

20015070

3.40E‐6上方

300

10070

3.65E‐6● ビーム損失に関する、他施設での状況の調査（A）JAEA との打ち合わせ（2011年11月25日、坂中、松村、芳賀）
１）17MeV FEL-ERL でのビーム損失の状況
・ダクトの放射化測定値データを頂いた。SUSダクト。
・ロスの絶対値は測定できていない（FELの発振を優先）
・FELが発振すると、ビームのエネルギー広がりが 10% 程度ある。
・I～20μA,E=17MeV での運転時に、運転状況に依存するが、アーク部の真空チェンバーでは 数μSv/hr 〜 数十μSv/hr の残留放射能があった。
２）ガンマ線ビームラインについて
・cERL申請時に、BL用ビームシャッターと壁穴を準備して、同時に申請する。
・「二次ビームライン」として運用する。
（B）JLAB-ERL での運転経験・ビームロスの実情等の情報収集
・12月17日～23日に、坂中・松村・帯名・芳賀の４名が出張して調査する予定。
・ビーム損失のRatio R=10^-5 台 という情報。

●シールド内空調設計
・施設部と連携しながら、業者にシステム設計を依頼した。
・現在、複数の案（４通り）から１つに絞って、設計を行い、概算の見積も得た。
・35MeV運転が開始できる必要充分なシステムであり、かつ将来拡張が可能なシステムとした。

●東カウンターホール排水システム設計
・東カウンターホールは現在、PS加速器と同じ排水システムである。
・PS加速器は排気・排水を現在もつづけている。
・cERL運転に向けて放射線変更申請時に排水システムに関しても報告する必要があり、PS系とは別の独自のシステムとしたい。
・空調設計と同様に、業者にシステム設計を依頼した。
・ECH機械室横のタンク（ステンレス製）を有効活用するシステムを考慮中。

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cERL空調系設計

cERL排気系設計

cERL排水システム案概念図

ERL開発棟（旧東カウンターホール）の状況

変更前

管理区域が縮小された
・現在のフェンス内から建物のみが管理区域となる・変更申請の認可後10月より実施となった・建設工事が容易となる
・建物４か所の電気錠で管理変更後

・強い放射化物は壁際に置かない
・cERLコミッショニング時の申請の際に、もとのフェンスに戻す予定
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ERL開発棟測量
・EBI(Equipment and Building Interface Check)
・建屋座標系と加速器座標系との整合
・墨芯出し測量

●東カウンターホール ネットワークシステム
・cERL運転に対応できるネットワークシステムを設計し、敷設完了。

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●安全系（インターロック）
・ cERLのPPS（Personal Protection System）の構成を検討•電気錠、インターロック扉 → 通常入退域扉、ビームダンプ入口、脱出扉•個人キーシステム → 通常入退域扉•非常停止スイッチ → 制御室、シールド内（14個）•自動運転表示装置（2個）、パトライト（14個） → 通常入退域扉、退出扉•安全管理装置（PLC） → 制御室•トンネル等監視装置（ネットワークカメラ） → 制御室、通常入退域扉、脱出扉、シールド内•PPS状態モニタ装置 → 制御室、（必要に応じて）各現場•放射線エリアモニター → 放射線科学センターで用意

・PPSがFailとなった時の動作
・Failとなる主な条件
oインターロック扉が開いた
o非常停止スイッチが押された
o放射線エリアモニターが働いた
o入域時

・動作
oレーザーをOFFする
o電子銃のHVをOFFする
o超伝導空洞のRFをOFFする
oシャッターを挿入する

・PPSおよびMPS (Machine Protection System)の一部分の試作と試験を開始する
・速いビームロス検出システム(μsecオーダー）の試作と試験を開始する

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PPS配置案

電気錠、インターロック扉、自動運転
表示
非常停止、パトライト、カメラ
個人キーシステム31

●放射線変更申請に向けての準備
日程
・放射線審議会（KEK内開催、通常は年２回程度）↓〜１ヶ月
・変更申請提出↓〜３ヶ月
・変更申請承認↓〜１ヶ月
・テスト運転開始↓〜？
・施設検査（最大電流量の数分の一は達成する必要あり）↓・プレス発表●現在、放射線科学センターと定期的な打合せを行ない、申請書案の作成に向けて準備を始めている。