First measurement of time-resolved neutron yield on JT-60U using a microfission chamber

JT-60Uにおけるマイクロフィッションチャンバーを用いた初めての中性子発生率計測

林 孝夫; 西谷 健夫; 石川 正男

Hayashi, Takao; Nishitani, Takeo; Ishikawa, Masao

ITERでは、核燃料物質を内蔵した小型円筒形の電離箱であるマイクロフィッションチャンバー(MFC)を中性子モニタとして真空容器内に設置する予定であり、そこでは強磁場中における中性子計測となる。今回、ITER運転期間中の中性子計測効率の変化が十分小さくなるように原研で設計開発したMFC(長さ:200mm, 直径:14mm, UO:12mg, U濃縮度:90%)を用いてJT-60U真空容器のすぐ外側(トロイダルコイルの内側)において中性子計測を行うことにより、強磁場中(2T)での中性子モニタとしての健全性を初めて評価した。MFCで計測された中性子発生率は、JT-60Uの既設の中性子モニタとの優れた線形性を示し、MFCの計測における磁場の影響は見られなかった。しかしNBI装置のブレークダウン時にノイズ信号が確認され、このノイズ信号はブレークダウンの発生場所に依存しなかった。またプラズマディスラプション時にはノイズ信号は確認されなかった。ノイズの発生原因はおそらく検出器からプリアンプまでの長いケーブル配線によるものであり、このノイズ信号を除いた場合の計測精度はITERで要求されている精度(10%)を満足した。その結果、ノイズ対策の強化によりITERでの中性子モニタとしての有用性を確認した。

Micro fission chambers, which are pencil sized ionization chamber with fissile material inside, to be installed in the vacuum vessel as neutron monitor for the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). The micro fission chamber has been installed inside toroidal field coils in JT-60U, in order to investigate the technical validity as neutron monitor in a magnetic field of about 2 T. Compared with the neutron yield measured by three U fission chambers which are used as neutron monitors in JT-60U, neutron yield measured by micro fission chamber has a good linearity with them. The influence of the magnetic field on the micro fission chamber has not been observed. However improper signals caused by plasma disruption and breakdown event of Neutral Beam Injection were observed, probably due to long wiring between the detector and the preamplifier. Therefore, by enhancement of noise protections, micro fission chambers can be available as neutron monitor for ITER.