ILC PROJECT [ 国際リニアコライダー計画 ]

ILCを知る

よくある質問

Q1. ILCはどのような体制で研究開発を推進しているのですか?

A1. ILCプロジェクトは、国際協力で進められています。

2012年末まで、加速器の開発に関しては、国際共同設計チーム(Global Design Effort: GDE)が中心となって、また、測定器と物理研究はILC物理実験管理組織(RD: Research Directorate)が中心となって研究開発が進められてきました。2013年2月に、世界のリニアコライダー研究に関する全ての活動をカバーする新組織リニアコライダー・コラボレーション(LCC:ディレクター、リン・エバンス氏)が発足し、GDEとRDの活動を引き継ぎ、さらにもうひとつのリニアコライダー構想であるCLIC計画の技術開発も推進しています。

 

Q2. ILCはどこに設置されるのですか?

A2. しっかりした硬い岩盤に設置されます。

ILCは巨大な加速器で、建設コストも大きいため、世界にひとつだけ建設することになっていますが、まだその建設場所は決まっていません。これまでに、世界各地でILC建設が検討されてきました(米国のシカゴ、スイスのジュネーブ、ロシアのデュブナなど)。現在の最有力建設候補地は日本で、文部科学省が有識者会議を設置して日本誘致について本格的に検討を行っています。また、欧米の研究者コミュニティからも日本でのILC建設をサポートするとの公式声明が出されています。ILCを建設するには、しっかりとした硬い岩盤があることが理想的であり、日本国内では、研究者による調査で、北上山地(岩手県・宮城県)が最適な場所だと発表されています。

 

Q3. ILCはどのくらいの電力を使うのですか?

A3. 現在計画されている500ギガ電子ボルトのエネルギーでのILCの運用に
必要となる電力は、16万キロワットと見積もられています

これは、東京の六本木ヒルズの自家発電装置の発電能力の約4倍にあたる電力になります。これまでの調査で、日本国内で建設された場合には、現状の電力供給で十分まかなうことができると確認されています。また、ILCは、電力供給が多い夏期は稼働を停止(メンテナンス期間を兼ねる)する予定であり、地域の電力が不足するようなことが無いように計画されています。

 

Q4. 東海村の加速器施設で事故が発生しましたが、同様の事故がILCで起きる可能性はあるのですか?

A4.同様の事故が発生する可能性は非常に低いと考えていますが、検討を重ねてどのような場合でも確実に対処できるように世界が協力して最大限の注意を注ぎます。

ILCの国際共同設計チームは、2008年に基準設計報告書を発表しました。設計報告書の作成にあたっては、世界のどの国に建設されるか未定であることから、建設可能性のある全ての国の規制/法令に基づいて設計が行われました。技術設計報告書にも、同じ基準が使われています。今後も、より高い安全性を担保するために、引き続き検討をしていく予定です。
<参考>
◇ J-PARCにおける放射性物質放出問題に関して (高エネルギー物理学研究者会議)
◇ J-PARCハドロン実験施設事故関連情報(高エネルギー加速器研究機構)

 

Q5. 陽子ビーム・金属標的の衝突と、電子・陽電子の衝突はどう違うのですか?

A5. 衝突させる粒子や発生する粒子の種類や性質が異なります。

陽子は内部構造を持つ比較的質量の大きな「複合粒子」であり、それを物質である金属に衝突させます。衝突させるもの同士が、比較的大きな質量を持つと、その衝突によってターゲットの中には原子核の同位体が生成され、その中には多くの放射性同位体(放射性物質)も含まれます。
ILCで衝突させるものは、内部構造を持たない素粒子である「電子」と「陽電子」同士です。どちらも非常に単純な素粒子同士のため、衝突後、質量の大きな原子核同位体は作られません。衝突時には放射線そのものが発生しますが、発生した放射線は、測定器及び地下の実験室を取り囲む岩盤で止まってしまい、外(地上)に出ることはありません。

 

Q6. ILCの運転中には放射線が発生するのですか?

A6.加速器運転中は、X線等の放射線が発生します。この放射線は、加速器の運転停止とともに停止します。

ILCの加速器トンネル内は加速器の運転中には、電子線の加速に伴い、X線等の放射線が放出されるため、放射線管理区域として管理される予定です。ただし、放射線の発生は、加速器の運転停止とともに停止します。加速器トンネル内の空気と運転中に発生している放射線との相互作用により、空気の放射化がおきます。また、マグネット等を冷却する冷却水が放射化する可能性もあります。これらの安全対策は、Q8 のなかで、述べられています。

 

Q7.なぜ加速器の運転中には放射線が出るのですか?

A7. 電子を加速した時、その一部が、僅かでもビームパイプや容器の壁にあたると、電子はそのエネルギーの一部を波長の短い電磁波として放出します。これを制動放射線(あるいは制動X線)と呼びます。この制動放射線は、エネルギーが高いと加速器を構成する物質と光核反応と呼ばれる反応を起こし、中性子を放出します。これにより、残された物質には放射性同位元素が出来たり、発生中性子がまた物質と反応を起こし、その際にガンマ線が発生する場合もあります。

 

Q8.発生した放射性物質が外に漏れ出すことは無いのですか?

A8. 発生した放射性物質が管理区域外へ漏洩しないよう、万全の対策を取って設計しています

ILCの施設から放射性物質が漏洩する可能性としては、放射化により発生した放射性物質が管理区域外へ放出される場合が想定されます。日本におけるILC 加速器トンネルは、深い地下に設置され、必ず、長いアクセストンネルまたは排気ダクトを経由することになります。この間に排気空気のモニター、フィルター等を、設置することで、外部/一般大気への汚染空気の排気を食い止めることができます。また、冷却水は閉じた経路で管理区域内を循環するので、管理区域外へ漏えいする恐れはありません。
ILCの加速器トンネルは、放射化により放射線物質が含まれる可能性のある施設内の空気や水が、直接管理区域外に放出されないよう設計されます。排気ファン等には、放射線物質を含む塵を捉えるフィルターを備えて漏えいが起きないようにするとともに、万一の漏えい事故に対して即座に対応できるよう、放射線モニターで周辺の放射線量や放射性物質濃度を常に監視します。このようにしてILCでは万全の対策をいたします。

 

Q9. ILCで起こる可能性がある事故には、どのようなものがあるのですか?

A9. 想定され、特に丁寧な対策をとるべき事故要因は、液体ヘリウムの漏洩です。

ビームの制御機器の誤作動等による電子ビーム直射によって、加速空洞または冷却用液体ヘリウム容器部分に孔があくことにより、液体ヘリウムが漏洩することが想定されます。ILCでは、このような液体ヘリウム容器部分へのビーム直射を防ぐ対策として、コリメーターと呼ばれる障壁をビームラインの各所に設ける設計になっています。加えて、想定外の壁からのビーム反射等が起きた場合に備え、様々な安全対策を低温機器設計の安全設計に含めています。

圧力容器にビームで孔があくと、容器の外に出た−271℃の冷たいヘリウム液が室温に温められ、容積が700 倍にまで膨張しますが、気体となったヘリウムは、安全用のバルブ(蓋)を介してトンネル内に排出されるので、真空容器が爆発することはありません。トンネルからは、排気ダクトを通して排気されます。ヘリウムは水素についで軽い原子で、不燃性で放射化が起きにくい安全性の高いガスですが、万一に備えて、放射線モニター等で測定された後に排気されます。地上に排気されたヘリウムは、非常に軽いため、すぐに宇宙にむけて上昇し、地上に降り注ぐことはありません。

 

Q10.  ILCのリスクにはどのようなものがあるのですか?

A10. 最も気をつけなければいけないことは、加速器の運転中に、誤って加速器トンネルの中に人が入ってしまうことです。

加速器の運転中には、放射線が放出されるため、加速器トンネルは放射線管理区域として厳しく管理されます。現在稼働している加速器でも、教育訓練を徹底する、2重で冗長性の高いインターロックシステムを採用する、トンネルの出入には加速器の稼働を不可とする個人鍵(パーソナルキー)を採用する、トンネル内には非常停止ボタンを複数設置する、運転開始前には体系的な無人点検を行う、安全に関するマニュアル・手順を詳細に定め、定期的に確認する等管理を徹底しており、致命的な事故の事例はありません。

 

Q11. もしも事故が起こったらどうするのですか?

A11. 放射能の外部への放出を最小限にするように、設備構築、管理体制を構築します。それらおよび、事故時の対処、連絡体制も予め関連自治体との合意の上で運用します

 

Q12. ILCでは「ビッグバンを再現」すると言っていますが、危険ではないのですか?

A12. ILCによって「ビッグバンを再び起こす」ことはできません。

ILCの実験の例えとしてよく使われている「ビッグバンの再現」という言葉は「ビッグバンの少し後に起こっていた素粒子の反応を再現する」という意味です。ILCによって「ビッグバンを再び起こす」ことは不可能です。実験では、反応のその痕跡を測定器で捉え、データを集めて解析を行います。

 

Q13. ILCでの研究でブラックホールが出来ることはありますか?もし出来てしまった場合どうなるのでしょうか??

A13. ILCでブラックホールができる可能性は非常に低いと考えられています。また、できたとしても、非常に小さく、すぐに消えてしまいます。

現在提案されているいくつかの理論によれば、加速器実験によって「ブラックホール」と同様の現象を観測できる可能性があります。しかし、その「ブラックホール」というのは宇宙の大きなブラックホールとは異なり、ヒッグス粒子などと同じように小さく、同じように瞬時に消えてなくなるものです。
また、高エネルギー加速器で創り出す高エネルギーの素粒子反応は、人工的につくり出すことのできた最高エネルギーですが、このような反応は、地球上でも、宇宙の至る所でも、宇宙の創成期より、数え切れないくらい起こっています。したがって,ILCでブラックホールができても全く無害なことは、私たちの宇宙、地球の存在が証明しています。

加速器とブラックホールに関する詳しい説明はこちらをご覧ください。