Safety design of RIKEN RI Beam Factory

Abstract

The shielding thickness required for RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research) RI (Radioactive Isotope) Beam Factory (RIBF) was estimated. The RIBF plans to provide high-intensity heavy-ion beams for the fundamental research. Two different methods were used in estimating the shielding thickness to assure radiation safety. The experimental data of double differential neutron yields with thick targets were used as source terms of shielding calculation for a 400 MeV/nucleon heavy-ion beam. Deep penetration of neutrons into the absorber was calculated by using the ANISN code used widely for the calculation of neutron transport. On the other hand, because of no experimental data useful for the radiation protection estimation against a 1.5 GeV/nucleon heavy-ion beam, the Moyer model for the radiation shielding computation against high-energy proton accelerators was employed. The neutron production was assumed to be proportional to the square of the beam energy below 800 MeV/nucleon and also to be proportional to the mass number of the ion. The result of the shielding-thickness calculation was described for a Ca-40 beam.

RIKEN(理化学研究所)RI(放射性同位体)ビームファクトリ(RIBF)に必要な遮蔽厚を推定した。RIBFは基礎研究用の高強度重イオンビームを得るために計画した。放射線安全性を保証するための遮蔽厚の推定に2つの異った方法を用いた。400MeV/核子の重イオンビームに対して遮蔽計算のソースタームとして厚いターゲットでの2重微分中性子収量の実験データを用いた。吸収体への中性子の深い侵入は中性子輸送計算に広く用いられているANISNコードを用いて計算した。他方、1.5GeV/核子の重イオンビームに対する放射線防護の推定に有用な実験データがないため、高エネルギー陽子加速器の放射線遮蔽計算に使用されるモイヤ模型を用いた。中性子生成は、800MeV/核子以下ではビームエネルギーの2乗に比例し、またイオンの質量数にも比例すると仮定した。Ca-40ビームに対して遮蔽厚計算の結果を示した。