Evaluation of deuteron-induced activation for IFMIF accelerator structural materials

IFMIF加速器構成材料の重陽子入射による放射化の評価

中尾 誠*; 堀 順一*; 落合 謙太郎; 久保田 直義; 佐藤 聡; 山内 通則; 石岡 典子; 須藤 広行*; 西谷 健夫

Nakao, Makoto*; Hori, Junichi*; Ochiai, Kentaro; Kubota, Naoyoshi; Sato, Satoshi; Yamauchi, Michinori; Ishioka, Noriko; Suto, Hiroyuki*; Nishitani, Takeo

IFMIFでは加速器稼働率70%を目指しているが、重陽子による加速器構成材料の放射化によってメンテナンス作業が制限されることが、稼働率を低下させる要因となる。したがって、重陽子入射に対する精度の良い放射化断面積データベースを整備し、それをもとに低放射化材料を選択することが不可欠である。本研究では、加速器構成材料であるアルミニウム,バナジウム,クロム,マンガン,鉄,ニッケル,銅,タンタル,タングステン及び金の放射化断面積を測定し、他の実測値,計算値と比較した。また、測定した放射化断面積の妥当性を総合的に判断するため、実際に加速器で使用されるSUS316, F82Hへの重陽子入射によって生成する核種の放射能の測定も行った。測定対象としたほぼすべての核種の放射能は、測定した断面積をもとに評価した放射能と誤差の範囲で一致することを示した。

In the design of IFMIF, long-term operation with total facility availability of at least 70 % is required. However, activation of structural materials by deuteron beam limits maintenance, which causes lower facility availability. Thus it is essential to prepare deuteron-induced activation cross section database and to select low activation materials based on it. In this work, we measured deuteron-induced activation cross sections of aluminum, vanadium, chromium, manganese, iron, nickel, copper, tantalum, tungsten and gold. The measured cross sections were compared with other experimental data and calculations. Deuteron-induced activities of nuclides produced in SS316 and F82H alloys used as the accelerator structural material were also measured to validate the measured cross sections comprehensively. It demonstrated that the measured activities of almost all the nuclides were in agreement with evaluated ones based on the measured cross sections within error.