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Application of $$gamma$$ rays from D($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{6}$$Li and $$^{19}$$F($$alpha$$,n)$$^{22}$$Na to alpha particle diagnostics

D($$alpha$$,$$gamma$$)と$$^{6}$$Li and $$^{19}$$F($$alpha$$,n)$$^{22}$$N$$gamma$$線を用いたアルファ粒子診断への応用

落合 謙太郎; 久保田 直義; 谷池 晃*; 北村 晃*; 近藤 恵太郎*; 西谷 健夫

Ochiai, Kentaro; Kubota, Naoyoshi; Taniike, Akira*; Kitamura, Akira*; Kondo, Keitaro*; Nishitani, Takeo

核燃焼プラズマ中で生成する3.5MeVアルファ粒子の密度診断法としてD-$$^{4}$$He核反応による即発2.186MeV$$gamma$$線測定法を考案し、イオンビーム照射実験による$$gamma$$線放出率測定を行い、診断法としての成立性を検証した。タンデム加速器による2MeVから4MeVまでのヘリウムイオンビームを重水素化ポリエチレンに注入し、ゲルマニウム半導体検出器で即発2.186MeV$$gamma$$線スペクトルを測定し、放出率の入射エネルギー依存性を検証した。測定結果からITERクラスにおける典型的なDTプラズマ条件での2.186MeV$$gamma$$線収量が10$$^{13}$$m$$^{-3}$$s$$^{-1}$$になることを明らかにし、十分な$$gamma$$線強度であることから本測定法がDTプラズマ中のアルファ粒子密度診断法として成立する見通しを得た。またプラズマから漏洩するアルファ粒子束の診断法として$$^{19}$$F-$$^{4}$$He核反応で生成する$$^{22}$$Naの1.275MeV誘導$$gamma$$線による診断法も考案し、生成反応率評価をフッ化カルシウムへのヘリウムイオンビーム注入実験で検証した。$$^{22}$$Naによる1.275MeV$$gamma$$線測定結果から本測定法によって10$$^{18}$$m$$^{-2}$$以上の漏洩アルファ粒子束が測定可能であることを明らかにした。

For the density of 3.5-MeV $$alpha$$ particle and the leakage $$alpha$$ particle in D-T plasmas, we propose the observation of 2.186-MeV $$gamma$$-ray produced by D($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{6}$$Li reaction and the use of the activation method by $$^{19}$$F($$alpha$$,n)$$^{22}$$Na reaction, respectively. In order to verify these reaction rates, we have carried out the irradiation experiments by means of helium ion bombardment into a deuteride polyethylene and a calcium floride crystal samples. From our experiment, D($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{6}$$Li reaction rate is estimated to be 10$$^{13}$$m$$^{-3}$$s$$^{-1}$$in the ITER typical plasma condition. So we obtained good prospect of the $$gamma$$-ray measurement as the confined $$alpha$$ diagnostics by using high efficiency detector. Also, it was found that The number of leakage alpha particles in order of 10$$^{18}$$m$$^{2}$$ could be estimated by the activation method with $$^{19}$$F($$alpha$$,n)$$^{22}$$Na.

使用言語

 :

English

掲載資料名

 :

Fusion Science and Technology

巻

 :

51

号

 :

2T

ページ数

 :

p.262 - 264

発行年月

 :

2007/02

発表会議名

 :

6th International Conference on Open Magnetic Systems for Plasma Confinement (OS 2006)

開催年月

 :

2006/07

開催都市

 :

Tsukuba

開催国

 :

Japan

キーワード

 :

no keyword

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.13182/FST07-A1369

研究データの公開先DOI

 :

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使用施設

 :

FNS(核融合炉物理用中性子源施設)

広報プレスリリース

 :

論文解説記事
(成果普及情報誌)

 :

受委託・共同研究相手機関

 :

Access

 :

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パーセンタイル：0.01

分野：Nuclear Science & Technology

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