COMET実験棟素核研三原智 2012年9月改訂 r3 http://research.kek.jp/people/mihara/COMET/Jikkenshitsu/ COMET（コメット）実験 • J-PARCハドロンホールで計画されている実験で2017年ころの実験開始を目指している • 特徴的な一次陽子ビームと二次粒子ビームを必要とするため、現存する標的とは別に標的、ビームダンプを新設 • 残留放射線を考慮して、これらの設備をハドロンホール外へ • ホールを南側へ拡張（アネックス） • 2012年度概算要求 – コスト算出 • 2014−2015年で建設予定、建設終了後機器搬入開始新規建設実験室 • COMET実験室 • 機械室設置を考慮して点線部まで拡張を検討（2012 年7月）既設ハドロン実験ホール既設ハドロン実験ホール新設実験棟概要 • ハドロンホール南側にアネックスを建設 – 18.5m（南北）ｘ30m37m（東西） • 3階建て構造 – 地階（地下約6m） 18.5m • 標的、ビームダンプ、 • 実験装置 • 冷却水室 – 地上階 • 搬入口、冷凍機、保守作業 – 2階 • 制御室、データ収集室 • 地下実験室で発生する放射線を十分に遮蔽する必要あり • ※機械室設置を考慮して、東西幅を 30m37mに変更（2012年7月）次項参照 30m  37m 地下実験室フロア冷却水室一次ビームラインビームダンプ新設実験室側 • 一次ビームライン側は耐放射線仕様実験室 – 3.5m床コンクリート＋ 0.5m鉄板 – 天井はさらに遮蔽体が必要。詳細は次項以降にハドロンホール側地下フロア（遮蔽形状は日建との打合せの過程で単純化済み→次項）遮蔽壁面ビームライン高さに直径２ｍの貫通口実験室フロア地下6m 一次ビームライン室フロア地下6m 冷却水室フロア地下6.5m ビームダンプ 4.5ｍ 0.9ｍ A B A’ B’ 9ｍ 0.8ｍ 49.6° 実験棟壁面冷却水室 • 熱交換器またはチラーによりターゲット、ビームダンプに使用している冷却水を冷却 • • • 面積２m×４m 地上からのアクセスは階段または梯子冷却水交換時のBPタンクを配置 – – • 1m×2m×1m（高さ）設置方法 DPタンク上面が１次ビームラインフロアレベルよりも下に５０cm • 汚染水を廃棄時は、地上階までポンプにより冷却水を排出 • 冷却水室から一次ビームライン室に配管2本設置（遮蔽体内通過） – • DPタンク配管経冷却水室から地上階に配管4本設置 – 配管経熱交換器ポンプビームダンプ • 構造 – – – – 銅＋鉄４ｍ×４ｍ×３ｍ（ビームライン奥行）高さは中心線がビームラインレベル（地上から3.7ｍ）冷却水配管実験グループ側で別途手配 • 建築物としては上記の構造体が組み込めるスペースが地下フロアにあり、組み込み後に上部をコンクリートブロックでフロア面まで遮蔽する地上フロア（東西幅37ｍに2012年7月）（搬入・搬出クレーン２０トン6.5ｍ楊程）装置搬入口 3m鉄＋3.5m コンクリ冷却水室入口出入口装置搬入口 0.5m鉄 1.1mコンクリ実験装置搬入口 8mx9.5m 遮蔽壁フロア面から 1.7m 搬入搬出エリア装置搬入口シャッター高さ6m以上冷凍機、電源設置場所 8mx3m 冷却水室搬入口２階（東西幅37ｍに2012年7月）出入口（南西角付近に機材搬入用の大扉を設置）制御・データ収集室 •床下配線、１００V電源 •柱設置可能トイレ・洗面所搬入口フロア・天井構造 (放射線遮蔽上必要な厚み) 一次ビームライン側実験室側冷却水室 3m 地上階床面レベル 1.7m 0.2m 1m 3m 1.6m 5.8m 0.5m 5.8m 2.3m 2m ビームラインレベル −3.7m 2m ３m 4.3m 0.5m 1m BPタンク 2.3m 0.5m 0.5m 3m 地上レベル 0m 4.3m 2.3m 2m クレーン楊定磁石搬入時一次ビームライン側実験室側 6.5m 地上階床面レベル 1.7m 冷却水室 0.2m 1m 1.6m 地上レベル 0m 5.8m 5.8m 2.3m 2m ビームラインレベル −3.7m 2m ３m 4.3m 0.5m 1m BPタンク 2.3m 0.5m 0.5m 3m 4.3m 2.3m 2m クレーン楊定シールド積み上げ時実験室側 1m 6.5m 2m 冷却水室地上階床面レベル 1.7m 0.2m 1m 3m 1.6m 5.8m 0.5m 5.8m 2.3m 2m ビームラインレベル −3.7m 2m ３m 4.3m 0.5m 1m BPタンク 2.3m 0.5m 0.5m 3m 地上レベル 0m 4.3m 2.3m 2m Second Floor DAQ & Control Crane Height 6m Primary line 3m Floor Level +0.2m COMET detector 3m 0.5m 5.8m 0.5m 0.5m 3m Iron Concrete Ground Level 0m 2.3m 2m 2.3m 1.6m 6.3m 2.3m 2m Beam Line Level −3.7m NP Hall Compressed Helium Transfer Line Refrigerator CS He Compressor Separator VU Pressurized Air Helium buffer tanks COMET Hall Liquid N2 tank 地下・地上フロア設置装置重量 • 地下フロア • 地上フロア • 一次ビームライン側 • 冷凍機(コールドボックス）３トン（3m x 2m） – 電磁石＋磁気シールド３００トン • 設置面積１０m2  30m3 • 超電導電磁石、シールド６０トン • 磁気シールド（鉄）２４０トン – ビームダンプ銅 200トン • 設置面積１２ｍ2 • 実験室側 – 超電導電磁石、磁気シールド 50トン＋実験装置 2トン • 設置面積８０ｍ２ – 線形電子加速器 2トン • 設置面積２０ｍ２ – 電磁石電源および制御機器ン（2m x 5m）＜２ト • これらに加えて搬入口シールド開時のシールド置き場が必要 • ２階 • 通常のオフィススペース程度の耐荷重 • １９インチコンピュータ／電子回路ラック等を設置予定空調 • 地階フロア – 一次ビームライン室 • 容積３００m3 • 発熱４０kW（陽子ビーム） – 実験室 • 容積１１５０m3 • 発熱３５kVA（真空ポンプ（10k）、電子機器(25k)） • ２階フロア • 容積１５００m31850m3 （東西幅を30→37ｍにしたことによる変更） • 発熱５０kVA（コンピュータ・電子機器）クレーン • 搬入、搬出用クレーン（建家内）地上フロア – 20トン – 揚程 6.5m – 地下フロア（地上フロアから6.2ｍ下）まで機器が下ろせること – 可動範囲は建物内でなるべく広く電力・水冷却水電圧電流超電導電磁石電源（地上フロア）三相４００V ２５０A 電磁石 400 l/min 実験装置（電子機器等）（地上フロア）三相２００V 単相１００V ５０A １００A 冷凍機 220 l/min 冷凍機（GM、He）真空ポンプ（地下フロア）三相２００V ５０A 計 620 l/min 実験装置（電子機器等）（地下フロア）三相２００V 単相１００V ５０A １５０A 実験装置（電子機器・コンピュータ）（２階）単相１００V ５００A 別建家の圧縮機棟では以下が必要圧縮機：6.6kV x 40A 圧縮機制御＋オイルポンプ：3相200V x 50A 計装空気コンプレッサ：3相200V x 100A その他、ユーティリティ：3相200V, 単相100V