5.3.1 冷却水中トリチウム濃度の評価

1. 高エネ研の現状
   2000年10月2日から10月23日までのEP1運転でP13系のトリチウム濃度は、2.87 Bq/cc上昇。ビーム強度 $1\times 10^{12}$pps、ラインロスを1%/100 mとしてこの時のビームロスは、
   $$\begin{eqnarray*} 1.92 \times (0.04+0.5+0.25+0.01\times 2) &=& 1.56~kW \end{eqnarray*}$$
   
   

2. K-SYのビーム強度は750 kW、ラインロスは、0.03%/100 mであるからロスは、
   $$\begin{eqnarray*} 　750\times (0.0003\times 1.5 +0.02+0.005+0.02) &=& 34.1~kW \end{eqnarray*}$$
   
   

3. P-13系の保有量は26t、SYの冷却水量は23.4tであるから、1及び2より21日運転でのトリチウム濃度の上昇は、
   $$\begin{eqnarray*} 2.87\times (34.1/1.56)\times (26/23.4) &=& 62.7~Bq/cc \end{eqnarray*}$$
   
   
   ただし一期計画では、点状損失がなく線状損失のみであるため、トリチウム濃度の上昇は、約1/100の21日運転で0.6 Bq/ccである。
4. K-hall内でのビーム損失は、
   $$\begin{eqnarray*} 750\times (0.0006 \times 1 + 0.3 + 0.21) &=& 383~kW \end{eqnarray*}$$
   
   
   となるが、ここでターゲット周辺には遮蔽体をおくため高速中性子の90%が吸収され、トリチウム生成に寄与する高速中性子を10%とすると
   $$\begin{eqnarray*} 750\times (0.0006\times 1 + 0.3\times 0.1 + 0.21\times 0.1) &=& 38.7~kW \end{eqnarray*}$$
   
   

5. P-13系の保有量は26t、SYの冷却水量は20tであるから、1.及び4.よりK-hallビームラインの21日運転でのトリチウム濃度の上昇は、
   $$\begin{eqnarray*} 2.87\times (38.7/1.56)\times (26/20) &=& 92.6~Bq/cc \end{eqnarray*}$$
   
   
   ただし一期計画では、ターゲットが一つなので21日間での上昇は、54.4 Bq/ccとなる。

上記の評価をまとめると21日間運転を仮定した場合には表5.6の通りとなる。

表 5.6: トリチウム生成量見積りまとめ

	第一期	第二期
SY	0.6 Bq/cc	63 Bq/cc
K-hall	54 Bq/cc	93 Bq/cc
平均濃度	25 Bq/cc	77 Bq/cc

また年間の総放出トリチウム量は、21日間運転が10サイクルとして

• 一期計画： $1.1\times 10^{10}$ Bq
• 二期計画： $3.3\times 10^{10}$ Bq

となる。