DT中性子による鉛の核データベンチマーク実験

Nuclear data benchmark experiment on lead with DT neutrons

近藤 恵太郎; 落合 謙太郎; 鈴木 ちひろ*; 八木 貴宏*; 大西 世紀; 高倉 耕祐; 佐藤 聡; 阿部 雄一; 今野 力  

Kondo, Keitaro; Ochiai, Kentaro; Suzuki, Chihiro*; Yagi, Takahiro*; Onishi, Seiki; Takakura, Kosuke; Sato, Satoshi; Abe, Yuichi; Konno, Chikara

鉛は核融合炉のブランケットにおける中性子増倍材の候補の一つとして検討が進められており、重要な元素の一つである。本研究では鉛の評価済み核データの精度検証を目的として、DT中性子源を用いた鉛ベンチマーク実験を実施した。実験は原子力機構の核融合中性子源施設FNSで行った。一辺約46cmの立方体の鉛体系を構築し、反応のしきいエネルギーが0.3MeV以上の放射化箔(In, Ni, Al, Nb, Zr)を用いた体系内の反応率測定と、NE213検出器を用いた体系内の中性子スペクトル測定を実施した。最新の核データライブラリを用いた計算値との比較の結果、JENDL-3.3を用いた計算値は体系が深くなるにつれて10MeV以上の中性子束を過小評価する傾向があり、40cm深さで50%近くの大きな過小評価を示すことがわかった。一方、ENDF/B-VII.0とJEFF-3.1を用いた計算値は比較的実験値をよく再現した。

Lead is considered as one of the candidates of the neutron multiplier in the blanket of a fusion reactor. A benchmark experiment with a DT neutron source aiming at the accuracy validation of nuclear data evaluated for lead was thus carried out in the Fusion Neutronics Source facility of Japan Atomic Energy Agency. A lead cubic assembly of 45 cm in thickness was constructed, and the reaction rate measurement with activation foils (In, Ni, Al, Nb, Zr) of which the threshold energy is above 0.3 MeV and the neutron spectrum measurement with an NE213 detector inside the assembly was conducted. We found that the calculation with JENDL-3.3 showed the very large underestimation of the neutron flux above 10 MeV as increasing of depth, and its magnitude was approximately 50% at 40 cm depth. On the other hand, the calculations with ENDF/B-VII.0 and JEFF-3.1 reproduced the experimental values comparatively well.