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DPA Calculation in Japanese Spallation Neutron Source

Japanese Spallation Neutron SourceにおけるDPA計算

原田 正英; 渡辺 昇; 今野 力; 明午 伸一郎; 池田 裕二郎; 仁井田 浩二*

Harada, Masahide; Watanabe, Noboru; Konno, Chikara; Meigo, Shinichiro; Ikeda, Yujiro; Niita, Koji*

JSNSにおけるメンテナンスや保管シナリオ構築のために、構造材の寿命を評価する必要がある。DPA(Displacement per Atom)は、放射線損傷の度合いを示す主要な指標である。そのため、まず、DPA計算の機能を粒子及び重イオン輸送計算コード"PHITS"に追加した。DPA計算には、はじき出し断面積が必要であったので、150MeV以下の中性子のはじき出し断面積はLA150ライブラリよりNJOYコードを用いて作成し、150MeV以上の中性子とすべてのエネルギーの陽子のはじき出し断面積はPHITSコードにおける核反応生成物のエネルギーから計算した。このPHITSコードを用いて、JSNS線源集合体のDPA値とDPAマッピングを計算した。その結果、各部の5000MWh運転によるDPAのピーク値は、ターゲット容器で4.1、反射体及びモデレータ容器で2.8、陽子ビーム窓で0.4となった。これらの結果から、ターゲット寿命は1年、モデレータ及び反射体寿命は6年と評価した。

For a construction of maintenance and storage scenarios for JSNS, lives of structure material need to be estimated. DPA (Displacement per Atom) was a major index of radiation damage. So we evaluated DPA value of each component. Function of the DPA calculation was equipped to the PHITS code, which was particle and heavy ion transport code. For DPA calculation, displacement cross section was necessary. Displacement cross sections of neutron below 150 MeV were processed by the NJOY code from LA150 library and those of neutron above 150MeV and proton in the all energy region were obtained from energies of fragments calculated in the PHITS. By using the PHITS, we calculated DPA values and DPA mapping. We obtained that the peak DPA values at end of 5000MWh operation were 4.1 for target vessel, 2.8 for reflector and moderator vessels, and 0.4 for proton beam windows, respectively. We estimated the target life at 1 year and the moderator life at 6 year.

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パーセンタイル:14.4

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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