高エネルギー加速器研究機構と(独)日本原子力研究開発機構は5月21日、茨城県・東海村に建設中の「大強度陽子加速器施設(J-PARC)」に、大流量・超臨界圧状態の極低温水素を強制循環する世界最大級のシステムを設置し、極低温水素を安定して循環させることに成功したと発表した。
高エネルギーの陽子が原子核に衝突すると、原子核がバラバラになり中性子などの2次粒子を多量に発生する核破砕反応が起こる。新装置は、この核破砕反応で生じる高エネルギー・高温の中性子を、水筒のような容器中のマイナス253ºC極低温水素をポンプで循環させて冷却し、強力な放射線の一種である中性子ビームを安定供給する。
特にJ-PARCの中性子源は、大強度なため、従来の冷却システムでは安定な中性子ビームを供給できないという課題があった。完成したシステムの冷却用水素の流量は、一時間当たり約8m³と世界最大。大強度の中性子エネルギーを吸収しても、水素の密度がほとんど変化せず、大強度で安定に低エネルギー中性子を実験に供給できるという。
核破砕中性子源の中性子冷却用超臨界水素循環システムがあるのは、英国、米国にそれぞれ1箇所と日本のJ-PARC の3箇所だけ。
No.2008-20
2008年5月19日~2008年5月25日