Tritium measurements for Li-enriched LiTiO breeding blanket experiments with D-T neutrons

リチウム-6濃縮チタン酸リチウムブランケットD-T中性子照射実験に対するトリチウム測定

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

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

核融合原型炉ブランケット増殖材の最有力候補の一つはリチウム-6濃縮チタン酸リチウムである。それゆえ、核融合中性子照射によって生成されるリチウム-6濃縮チタン酸リチウム中のトリチウム生成量を実験と計算から評価することはトリチウム増殖率の精度評価を行う際に必要である。原研FNSではベリリウムと低放射化フェライト鋼による層構造のブランケット模擬体系中にリチウム-6(95%)濃縮チタン酸リチウムペレットを設置し核融合中性子照射によって生成されるペレット中のトリチウム量を化学処理とシンチレーションカウンター法の組合せによる線測定を行い、トリチウムの生成量を測定し、核データとモンテカルロ輸送計算との比較を行った。実験及び計算結果から、トリチウムの全生成量精度は誤差10%程度で一致する結果を得た。また、各試料位置に対する局所的なトリチウム生成量の精度も誤差約10%程度の精度で得られており、核融合中性子のすべてのエネルギー領域に対して、トリチウム生成量の精度が10%程度の誤差範囲であることが明らかとなった。本発表にて実験体系と測定システム及び検証精度について詳細に紹介する。

Li-enriched LiTiO is one of the candidate materials for the breeding blanket of the fusion DEMO reactor. Therefore, it is necessary to measure the tritium production performance and estimate the accuracy of the measurement method. The JAERI Fusion Neutronics Source (FNS) group has carried out experiments with breeding blanket mock-ups composed of layers of beryllium, ferritic steel F82H and enriched LiTiO. Pellets of enriched LiTiO with a diameter of 12mm and a thickness of 2mm were used as detectors inside the tritium breeding layer. After irradiation, the pellets were dissolved and the tritium activity in the sample solution was measured by liquid scintillation counting. The experimentally obtained tritium production profile in the lithium titanate layer agreed well with MCNP calculations within the estimated error of the measured values (10%). The calculation-experiment ratio was close to one for all samples. Tritium loss from the pellet during storage time (a few days) was experimentally found to be negligible.