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Performance test of micro-fission chambers for in-vessel neutron monitoring of ITER

ITER真空容器内中性子モニターのためのマイクロフィッションチェンバーの性能試験

山内 通則*; 西谷 健夫; 落合 謙太郎; 森本 裕一*; 堀 順一; 海老澤 克之*; 河西 敏

Yamauchi, Michinori*; Nishitani, Takeo; Ochiai, Kentaro; Morimoto, Yuichi*; Hori, Junichi; Ebisawa, Katsuyuki*; Kasai, Satoshi

ITER(ITER-FEAT)真空容器内の中性子モニターの開発を目的として、12mgの二酸化ウランを用いたマイクロフィッションチェンバーとウランのないダミーチェンバーを製作し、性能試験を行った。基本性能として、MIケーブルを取り付けたダミーチェンバーの真空リーク率、チェンバー内の導体と外側容器の絶縁性能、50Gまでの加速度に対する耐性はいずれも設計要求条件を満たした。$$gamma$$線に対する感度試験は日本原子力研究所高崎研究所の60Coガンマ線照射装置によって行った。それによれば、ITER-FEATブランケット背後の環境で、$$gamma$$線に対する感度は中性子に対する感度の0.1%以下と評価できた。また14MeV中性子に対する検出器の応答は東海研究所の核融合中性子源(FNS)によって試験した。その結果、20$$^{circ}C$$(室温)から250$$^{circ}C$$までの範囲で計数率と中性子束の良好な直線性が確認できた。遮蔽体がある場合の検出器応答は遮蔽ブランケットの模擬体を用いて試験を行い、MCNP計算の結果と良く一致したデータが得られた。それによると中性子の減速により検出器の感度は上昇するが、遮蔽体の変動による感度の変化は小さい。結論として、本マイクロフィッションチェンバーはITER-FEATの中性子モニターとして充分な性能を有することがわかった。

A micro-fission chamber and a dummy chamber without uranium were fabricated and the performance was tested. They are designed to be installed inside the vacuum vessel of compact ITER (ITER-FEAT) for neutron monitoring. Vacuum leak rate of the chamber, resistances between central conductor and outer sheath, and mechanical strength up to 50G acceleration were confirmed to meet design criteria. Gamma-ray sensitivity was measured with 60Co gamma-ray irradiation facility at JAERI Takasaki. The output signals for gamma-rays in Campbelling mode were estimated to be less than 0.1 % those by neutrons at the location behind the blanket module in ITER-FEAT. Detector response for 14 MeV neutrons was investigated with the FNS facility. Excellent linearity between count rates and neutron fluxes was confirmed. According to the test for the change of surrounding materials, the sensitivity was enhanced by slow-downed neutrons, which agreed with the calculation result by MCNP-4C code. As a result, it was concluded that the developed micro-fission chamber is applicable for ITER-FEAT.

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