Neutronics experimental study on tritium production in solid breeder blanket mockup with neutron reflector

中性子反射体付き固体増殖ブランケットのトリチウム生成に関する中性子工学実験的研究

佐藤 聡; Verzilov, Y.*; 落合 謙太郎; 和田 政行*; 沓掛 忠三; 田中 滋; 阿部 雄一; 関 正和; 荻沼 義和*; 川辺 勝*; 西谷 健夫; 今野 力  

Sato, Satoshi; Verzilov, Y.*; Ochiai, Kentaro; Wada, Masayuki*; Kutsukake, Chuzo; Tanaka, Shigeru; Abe, Yuichi; Seki, Masakazu; Oginuma, Yoshikazu*; Kawabe, Masaru*; Nishitani, Takeo; Konno, Chikara

固体増殖材ブランケット中のトリチウム生成率に関する予測精度を評価するために、原子力機構FNSのDT中性子源を用いて、中性子工学積分実験を行っている。本研究では、DT中性子源の周囲に、核融合炉を想定した反射体を設置し、濃縮増殖材(チタン酸リチウム)2層,ベリリウム3層から成るブランケットモックアップを用いて、核特性実験を行った。トリチウム検出器として、濃縮増殖材(炭酸リチウム)ペレットを適用し、トリチウム生成率分布を詳細に測定した。モンテカルロ計算コードMCNP-4C,核データライブラリーFENDL-2.0及びJENDL-3.3を用いて、数値計算シミュレーションを行った。トリチウム生成率の計算結果の実験結果に対する比(C/E)は0.971.17、積算トリチウム生成量のC/Eは1.041.09であった。積算トリチウム生成量は、最新のモンテカルロ計算コード及び核データを用いることによって、10%以内の精度で予測できることがわかった。

Neutronics experiments have been performed for the solid breeder blanket using a DT neutron source at the FNS facility in JAEA. We have applied the blanket mockup composed of two enriched LiTiO and three beryllium layers, and measured the detailed spatial distribution of the tritium production rate (TPR) using enriched LiCO pellets. TPRs in the pellets have been measured by a liquid scintillation counter. Experiments have been done under a condition with a neutron reflector surrounding the DT neutron source. Numerical simulations have been performed using the MCNP-4C with the FENDL-2.0 and JENDL-3.3. The ranges of ratios of calculation results to experimental ones (C/Es) are 0.97-1.17 concerning with local TPR, and 1.04-1.09 for the integrated tritium production. It is found that the total integrated tritium production, which corresponds to tritium breeding ratio, can be predicted within uncertainty of 10% using the Monte Carlo calculation code and latest nuclear data libraries.