Impact of reflected neutrons on accuracy of tritium production rate prediction in blanket mock-ups for fusion reactors

核融合炉トリチウム生成率の予測精度に対する反射中性子の影響

佐藤 聡; 落合 謙太郎; 和田 政行*; 今野 力  ; 西谷 健夫

Sato, Satoshi; Ochiai, Kentaro; Wada, Masayuki*; Konno, Chikara; Nishitani, Takeo

これまでに行われてきたFNSでのDT中性子照射ブランケット核特性実験において、線源の周囲に反射体を設置した実験及びベリリウムと接している増殖材層の後側境界面付近でのトリチウム生成率の計算値は、測定値を10%以上過大評価した。これらの過大評価の原因として、鉄やベリリウムの後方散乱中性子に問題がある可能性を指摘した。本研究では、核データライブラリーFENDL-2.1の鉄及びベリリウムの後方散乱断面積に関する角度分布を変更して、これまで行ったブランケット核特性実験の再評価を行い、過大評価が改善されるかどうかを調べた。0.11MeV以下の入射中性子に対するFeの弾性散乱の角度分布の後方部分を一様に50%減らした結果、反射体付き実験における過大評価が約5%改善した。また0.6214.94MeVの入射中性子に対するBeの弾性散乱の角度分布の後方部分を一様に20%及び30%減らした結果、ベリリウムと接している増殖材層の後側境界面付近での過大評価が36%改善した。これらの結果、弾性散乱の角度分布を変更することにより、トリチウム生成率予測精度を改善させることができることがわかった。

In the experiment with a reflector and TPR around the boundary between the rear parts of the breeder layer and the beryllium, TPRs calculated by MCNP overestimated the experimental results by more than 10% for our breeding blanket neutronics experiments with DT neutrons carried out at JAEA FNS. We have pointed out that the nuclear data have some problems on back scattered neutrons. Thus we modified the backward part of angular distributions in FENDL-2.1 in order to investigate the possibility of improvement of the overestimation in this study. By decreasing backward part of angular distributions in the elastic scattering of Fe by uniformly 50% from the original data for the incident neutron less than 0.11 MeV, the overestimation was improved for the enriched breeding blanket experiment with a reflector. Also by decreasing backward part of Be by uniformly 20% for the incident neutron of 0.62-14.94 MeV, the overestimation was improved on the TPR around the boundary.