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Thin slit streaming experiment for ITER by using D-T neutron source

ITER計測ポート周辺のスリット領域を模擬した体系によるDT中性子ストリーミング実験

落合 謙太郎; 佐藤 聡; 和田 政行*; 久保田 直義; 近藤 恵太郎; 山内 通則; 阿部 雄一; 西谷 健夫; 今野 力

Ochiai, Kentaro; Sato, Satoshi; Wada, Masayuki*; Kubota, Naoyoshi; Kondo, Keitaro; Yamauchi, Michinori; Abe, Yuichi; Nishitani, Takeo; Konno, Chikara

JAEA-FNSではITER/ITAタスク73-10に基づき、ITER計測ポート周辺のスリット領域を模擬した鉄体系によるDT中性子ストリーミング実験を行い、モンテカルロ計算コードMCNPによる計算結果と実験値との比較から中性子輸送計算精度の検証を行った。奥行き55cm,横幅100cm,縦幅30cmの鉄ブロック2つを用いて、スリット幅2cmのストリーミング体系を組み立て、FNS-DT中性子源(点線源)で照射した。U-238及びU-235マイクロフィッションチャンバーを用い、深さ方向に対するスリット中の核分裂率を測定した。輸送計算コードはMCNP-4cを用い、U-238, U-235による核分裂率を計算した。実験結果から以下のことが明らかとなった。(1)U-238フィッションチャンバーの結果から、距離の効果及び鉄遮蔽による減衰効果を反映し、高速中性子束は体系表面からスリット内深さ50cmで0.1%まで減衰することを明らかにした。(2)U-235フィッションチャンバーの結果から10keV以下の中性子束は深さ50cmで体系表面での10%程度であることを明らかにした。(3)計算結果と実験結果の比(C/E)はU-238の場合1.10-1.22, U-235の場合は1.10-1.23となり、わずかに過大評価する傾向を示した。

Neutron streaming experiments have been conducted by using the FNS D-T neutron source at Japan Atomic Energy Agency under the ITER/ITA Task 73-10 in order to evaluate effects of the slit on nuclear properties and validate prediction accuracies on numerical simulations. The experimental assembly with a slit of 2 cm in width and 55 cm in depth was prepared with two iron blocks of 30 cm in height, 100 cm in width and 55cm in thickness as first campaign. The slit was located in the 12-cm upper part from the D-T neutron source point. In order to evaluate distributions of the neutron fluxes along the slit as a function of the depth from the assembly surface, fission reaction rates were measured by U-238 and U-235 micro-fission chambers. The experimental accuracies of these fission reaction rates are within 5%. Monte-Carlo calculation code, MCNP-4c, was used to calculate the U-238 and U-235 reaction rates and neutron energy spectra due to each measured position. From our first experiment, the following facts were found: (1) At d = 20 and 40 cm, reaction rates on U-238, which represent fast neutron flux, decreased by about three orders of magnitude along slits with 50 cm in depth. Monte Carlo calculation results agree well with measured values within 6 %. (2) Reaction rates on U-235, which represent thermal neutron flux, decrease by about one order of magnitude along slits with 50 cm in depth. Values of C/E of U-238 and U-235 reaction rates were 1.10-1.22 and 1.10-1.23 respectively and the calculated values overestimated slightly.

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分野:Nuclear Science & Technology

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