WEOB01  加速器技術(真空)/加速器土木・放射線防護  10月19日 会議室B 9:00-9:20
大口径・薄板・耐圧を実現する金属積層造形によるTi-6Al-4V合金製ビーム窓の開発
Development of beam window with a large diameter, a thin wall thickness, and a large proof pressure out of Ti-6Al-4V through additive manufacturing
 
○牧村 俊助(KEK, J-PARC),設楽 弘之,長澤 豊,尾ノ井 正裕(金属技研),深尾 祥紀,亀井 直矢,栗下 裕明(KEK, J-PARC)
○Shunsuke Makimura (KEK, J-PARC), Hiroyuki Shidara, Yutaka Nagasawa, Masahiro Onoi (MTC), Yoshinori Fukao, Naoya Kamei, Hiroaki Kurishita (KEK, J-PARC)
 
超伝導電磁石による粒子輸送を基本とする次世代粒⼦加速器の運転において電磁⽯を冷却する液体ヘリウムがビームライン中に急激に放出される重⼤事故に備えて、ビーム窓には高い耐圧が要求される。一方で、ビーム窓は、透過する粒⼦のロスを低減するために低密度で薄い材料で製造する事が望まれる。内圧を受ける薄板の設計においては、中央部を球殻形状にするとともに端部を厚くすることで、耐圧性能を向上できることが知られている。KEKでは⾦属技研株式会社との共同研究によって、このような設計思想を応⽤し、⼤⼝径・薄板・耐圧を実現する積層造形によるTi-6Al4V合⾦製ビーム窓の開発を進めている。現在、解析上、10気圧以上の耐圧を持つと予想される直径260 mm、厚み0.5 mmの球殻状ビーム窓の製造を進めている。レーザーによる積層造形を終えた後に、造形時の材料中に残存する気孔を潰し密度を向上させるために熱間等方圧加圧(HIP)処理を行った。引き続いて研磨工程を進めている。本発表では積層造形によるTi-6Al4V合⾦製ビーム窓開発の現状を報告する。