核融合炉ブランケットの中性子輸送とトリチウム増殖現象の実験解析の研究

聚变反应堆包层中子输运和氚增殖现象实验分析研究

基本信息

批准号：
21J15893
负责人：
荻野靖之
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、核融合炉ブランケット内部の中性子分布を計測する手法の開発及び中性子分布からトリチウム増殖・生産量を評価した。グラファイト・炭酸リチウムから成る20~40cm程度のブランケット模擬体系をDD、DT中性子源の近傍に配置し、内部に金属箔を１・２次元に配置することによって放射化、イメージングプレートでの測定を行った。また、トリチウムの生産量を評価するために３領域に分割した中性子エネルギーに対応する金属箔を用いて測定可能性を検討した。これらの照射実験・放射化分析の結果をモンテカルロによる輸送計算と比較した。中性子計測の輸送計算との誤差を表すC/Eは0.3~3.5程度となり、計測に使用した金属箔のうち、有力なものと大きく誤差を伴ったものが明らかとなった。また、トリチウム生産量を測定するために照射に用いたDy、Mn、両Cd被覆箔のうちDy、Cd被覆Dy、Mnを熱・熱外領域に適用する上で有力であること、その上でイメージングプレートでの計測にはフェーディングや校正に一部課題があることなどを明らかにした。一方で、Al、Nbなどの高速中性子に閾値反応を持つ金属箔はイメージングプレートへの転写結果にばらつきがあり、確かな再現性を確認できなかった。これには、使用している金属箔の反応断面積、半減期及びイメージングプレートへの露光時間が影響していると考えられる。本結果を以て、核融合炉ブランケット内部の中性子分布評価は金属箔とイメージングプレートを組み合わせることで、一部の改善点を残すものの十分可能な水準であることを明らかにした。

在这项研究中，我们开发了一种测量融合反应器毯中的中子分布的方法，并根据中子分布评估了tirium的生长和生产。将大约20至40厘米的毯子模拟系统放置在DD和DT中子源附近，并将金属箔放在一个和二维的内部，并使用成像板进行测量。此外，为了评估the二木产量，使用对应于中子能量分为三个区域的中子能量的金属箔检查了测量性。这些辐射实验的结果和激活分析的结果与蒙特卡洛的运输计算进行了比较。 C/E表示中子测量的运输计算中的误差，约为0.3至3.5，并且发现在测量中使用的金属箔中，用于测量的金属箔中存在很大的错误。此外，据透露，用于测量trip的辐射的DY，MN和两个用于测量tri剂量生产量的箔可能适用于热和外部热区域，并且在测量成像板时褪色和校准面临一些挑战。另一方面，对高速中子（例如Al和Nb）具有阈值反应的金属箔在转移到成像板的结果中具有变化，并且无法证实可靠的可重复性。人们认为这会影响反应横截面区域，半衰期和接触时间的时间与所使用的金属箔的成像板。使用这些结果，我们揭示了融合反应器毯子内的中子分布评估在足够的水平上，尽管在将金属铝箔和成像板结合的情况下，它仍然有所改善。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Evaluation of gamma-ray dose distribution in toroidal direction of LHD vacuum vessel from radionuclides generated in deuterium plasma experiment

氘等离子体实验产生的放射性核素对 LHD 真空容器环形方向伽马射线剂量分布的评价

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yasuyuki Ogino;Makoto. I. Kobayashi;Keisuke Mukai;Juro Yagi;Satoshi Konishi;Kunihiro Ogawa;Mitsutaka Isobe
通讯作者：
Mitsutaka Isobe

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