Radioactivity production around the surface of a cooling water pipe in a D-T fusion reactor by sequential charged particle reactions

D-T核融合炉冷却水配管表面付近での荷電粒子シーケンシャル反応による放射能生成

堀 順一; 前川 藤夫  ; 和田 政行*; 落合 謙太郎; 山内 通則*; 森本 裕一*; 寺田 泰陽; Klix, A.; 西谷 健夫

Hori, Junichi; Maekawa, Fujio; Wada, Masayuki*; Ochiai, Kentaro; Yamauchi, Michinori*; Morimoto, Yuichi*; Terada, Yasuaki; Klix, A.; Nishitani, Takeo

核融合将来炉の廃棄物処理及び安全設計を推進するためには、核融合炉材料に対して一次中性子反応のみならずシーケンシャル反応による放射能生成過程を考慮することは重要である。特に冷却材の水によって多数の反跳陽子が生成される冷却管表面においては、シーケンシャル反応によって望ましくない放射化物の生成が顕著となることが懸念される。このような背景から、本研究では冷却水を模擬したポリエチレン板に核融合炉材料箔(V,Fe,W,Ti,Pb,Cu)を層状に積み重ねた試料に対して14MeV中性子照射を行い、シーケンシャル反応生成物である51Cr,56Co,184Re,48V,206Bi,65Znの実効生成断面積及び生成量の深さ分布を求め、計算値との比較を行った。現在解析中であるため、結果は講演にて報告する。

In order to the waste management method and the safety design of future D-T fusion reactor, it is important to consider the radioactivity productions via not only primary neutron reactions but also sequential charged particle reactions (SCPR). Especially, on the surface of a coolant channel many recoiled protons are generated by the neutron irradiation with coolant water, so it is apprehensive that the undesirable radioactive nuclide production yields via SCPR are enhanced. In this work, the laminated sample pieces of fusion material foils (V, Fe, W, Ti, Pb, Cu) were made and attached on a polyethylene board to simulate water flowing inside a coolant channel. They were irradiated with D-T neutrons. The effective radioactivity cross section and the depth distribution of the radioactivity production yields due to SCPR were obtained for each material. On the other hand, the estimated values were compared with the experimental ones.