Published August 2005 | Version v1
Journal article

Impact erosion by pressure wave propagation in mercury target for pulsed spallation neutron source

  • 1. Japan Atomic Energy Research Inst., Tokai, Ibaraki (Japan). Tokai Research Establishment

Description

Spallation neutron source facilities employing mercury targets, J-PARC in Japan and SNS in United States, are close to commissioning. Mercury as a spallation target is contained in a solid metal vessel. A pressure wave will be excited in the mercury by local explosive heating due to the injection of high-power proton beam. The pressure wave propagates in the mercury towards the inner surface of the vessel and gives it an impact load, which affects the safety of the target vessel. So called pitting damage can occur by the cavitation phenomenon induced with negative pressure at the liquid-solid interface. Pitting effect has been evaluated using the MIMTM (Magnetic Impact Testing Machine). Some properties of the pitting have been clarified and the technology for reducing the effects of pressure wave is under development. (K. Yoshida)

Availability note (English)

Available from DOI: https://doi.org/10.3327/jaesj.47.530

Abstract (Japanese)

J-PARCや米国SNSでは、水銀ターゲットを用いたパルス中性子源実験施設の運転開始に向けた建設が大詰めを迎えている。中性子源として使用される液体水銀は固体金属容器に充填される。大強度の陽子ビームが液体水銀ターゲット中に入射するため、液体水銀内部では急激な発熱反応に伴う熱膨張により、圧力波が生じる。この圧力波は、液体水銀中を伝播し、水銀を封じ込めている固体金属容器に衝撃荷重を負荷する。圧力波により容器構造材料に負荷される荷重は、容器構造の健全性に影響する。そこには、数ミクロンの小さなピットの観察が端緒となったピッティングというモンスターが立ちはだかった。本報では、これまでに筆者が実施してきた陽子ビーム励起圧力波に起因する構造工学的課題に関する研究開発の一端を紹介する。(日本)

Additional details

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Original title (Japanese)
パルス中性子源水銀ターゲットにおける陽子ビーム励起圧力波による衝撃壊食 ―ピッティングはモンスターか!―

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Nippon Genshiryoku Gakkai-Shi
Journal Volume
47
Journal Issue
8
Journal Page Range
p. 530-535
ISSN
0004-7120

INIS

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Notes
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