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Importance of self-shielding effect on shielding design of fusion devices

核融合装置の遮蔽設計における自己遮蔽効果の重要性

前川 藤夫  ; 今野 力  ; 小迫 和明*; 大山 幸夫; 池田 裕二郎; 前川 洋

Maekawa, Fujio; Konno, Chikara; Kosako, Kazuaki*; Oyama, Yukio; Ikeda, Yujiro; Maekawa, Hiroshi

ITER等の次期核融合装置の超伝導磁石の核発熱は重要な遮蔽設計パラメータである。遮蔽体背後の超伝導磁石近傍では低速中性子が中心となり、遮蔽材料の共鳴による自己遮蔽効果が重要となる。そこで原研FNSで行われたバルク遮蔽実験の解析より、この自己遮蔽効果の影響を検討した。解析には多群S$$_{N}$$コードDOT3.5を使用し、断面積ライブラリは自己遮蔽を考慮していないFUSION-J3と考慮したものを使用した。連続モンテカルロコードMCNPによる計算も行った。keV中性子スペクトル、$$^{197}$$Au(n,$$gamma$$)、$$^{235}$$U(n,f)反応率、$$gamma$$線スペクトルと核発熱について比較を行った。深さ0.91mの点で自己遮蔽を考慮したDOT3.5とMCNPの結果は実験値と$$pm$$30%で一致したのに対し、FUSION-J3を使用した結果は実験値に対し2~3倍の過少評価を示した。以上より多群コードによる核融合装置の遮蔽設計では自己遮蔽を考慮した断面積セットの使用が不可欠であると結論できる。

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