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 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 • 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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