COMET実験棟 素核研 三原智 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が検討されている実験で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 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）ｘ30m（東西） • 3階建て構造 18.5m – 地階（地下約6m） • 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 30m 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 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 BP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） – • BP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 （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 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 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 • 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
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