Safety design of radiation shielding for JT-60SA

JT-60SA装置における放射線遮へいに関する安全設計

助川 篤彦; 櫻井 真治; 正木 圭; 木津 要; 土屋 勝彦; 芝間 祐介; 林 孝夫; 玉井 広史 ; 松川 誠

Sukegawa, Atsuhiko; Sakurai, Shinji; Masaki, Kei; Kizu, Kaname; Tsuchiya, Katsuhiko; Shibama, Yusuke; Hayashi, Takao; Tamai, Hiroshi; Matsukawa, Makoto

JT-60超伝導化改修装置(JT-60SA)の放射線遮へいに関する安全設計について報告する。JT-60SAでは、現在のJT-60Uプラズマに対して年間中性子発生量が約130倍に増加するため、真空容器とクライオスタットで放射線遮へいを行い、JT-60敷地境界での線量限度未満とすることを設計方針として、それぞれ遮へい厚の設計検討を行った。放射線遮へい評価には、ANSIN, DOT3.5を用いた。また、超伝導コイルの安定運転のためには、コイル部での核発熱量を評価することが重要である。真空容器をステンレス厚24mmの2重壁とし、その2重壁内に140mm厚のボロン水を充填する構造として遮へい計算を行った結果、クライオスタットまでの十分な遮へい性能を確保するとともに、TFコイルの核発熱量は、設計目標値である0.3mW/cc未満となることを明らかにした。

The JT-60SA is planned to be utilized in the existing JT-60 experimental building. The annual neutron fluence from the JT-60SA plasma would be increased up to about 130 times as high as the present JT-60U plasma. The radiation shielding structure of vacuum vessel and cryostat is designed so that no effective change is required to the site boundary condition of JT-60 for radiation safety. Neutron and photon transport calculations have been performed using ANISN, DOT3.5. Nuclear heating of the coil and neutron flux through the vacuum vessel was considered to determine the basic structure of the vacuum vessel. The thickness of the structural and shielding materials for the vacuum vessel to be optimized for the nuclear heating of the NbTi superconducting coil has been changed. So, the vacuum vessel is designed to be a double-walled structure made of SS316L. The inner space in the double wall is filled with a 140mm thickness of borated water for cooling and neutron shielding.