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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。

In this study, the development of methods for measuring the distribution of intermediate particles in nuclear fusion reactors and the evaluation of their production capacity were studied. The simulation system is composed of DD, DT neutral ion source, 1 - 2 dimensional metal foil, radiation and radiation measurement. The production of metal foil is evaluated in three areas. The results of radiation analysis and transport calculations were compared. The error in the transmission calculation of the neutral measurement is expressed as C/E of 0.3~3.5, and the large error caused by the metal foil used in the measurement is extremely clear. The measurement of the production amount of Dy, Mn, Cd coated foils is a problem in the field of thermal analysis. A side, Al, Nb, high speed neutrals threshold value reflection, metal foil, high speed neutrals threshold value, high The reflection area, half-life and exposure time of the metal foil are affected by the use of the metal foil. The results show that the neutral distribution of the inner part of the fusion furnace is evaluated by the combination of metal foils and some of the improvement points.

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

日本原子力学会関西支部「第17回若手研究者による研究発表会」関西支部賞（奨励賞）

日本原子能学会关西分会“第17届青年研究员研究发表会”关西分会奖（鼓励奖）