Premoderator optimization of decoupled hydrogen moderator

非結合型水素モデレータにおけるプリモデレータの最適化

原田 正英; 勅使河原 誠   ; 甲斐 哲也   ; 坂田 英明*; 渡辺 昇; 池田 裕二郎

Harada, Masahide; Teshigawara, Makoto; Kai, Tetsuya; Sakata, Hideaki*; Watanabe, Noboru; Ikeda, Yujiro

高性能な非結合型水素モデレータの設計のために、プリモデレータ、反射体材質の選択、ライナー長さの最適化に関する検討を行った。中性子工学計算には、NMTC/JAMコード及びMCNP-4Cコードを用いた。結果から、鉛反射体下では、デカップリングエネルギー、プレモデレータの形状及び厚さを調整することにより、ベリリウム反射体下でパルス特性を凌駕することが可能であることが示された。反射体材質の選択では、鉛反射体や水銀反射体では、プリモデレータの利用により、中性子強度が増加することやモデレータ内核発熱が軽減することが示された。また、軽水プリモデレータを使用すると、パルステールが小さくなるが、重水プリモデレータを使用するとピーク強度が大きくなることも示された。中性子工学の観点から、最小のライナー長さが得られた。

An optimization study on the premoderator, the reflector material choice and a length of the liner is carried out for the design of high performance decoupled hydrogen moderator. NMTC/JAM and MCNP-4C are used for the neutronics calculation. The result indicates that, assuming premoderator dimensions and decoupling energy is controlled, the decoupled hydrogen moderator with a premoderator can provide better pulse characteristics than that without the premoderator for a Be reflector. On the selection of the reflector material, it is clearly shown that Pb and Hg reflectors give merits in using the premoderator for higher intensity and reduction of energy deposition in moderator. It is also shown that a H2O premoderator provides a short tail while a D2O premoderator provides the high peak intensity. Minimum liner length is evaluated to be 20 cm from the viewpoint of neutronics.