Design of microfission chamber for ITER operations

ITER用マイクロフィッションチェンバーの設計

石川 正男; 近藤 貴; 西谷 健夫; 草間 義紀

Ishikawa, Masao; Kondoh, Takashi; Nishitani, Takeo; Kusama, Yoshinori

ITERでは、マイクロフィッションチェンバー(MFC)を用いて全中性子発生量及び核融合出力の評価を行う。広範囲の運転条件でITERの計測要求を満たすために、高出力運転用(計測範囲: 核融合出力100kW1GW)と低出力運転用(同100kW)の二種類のMFCを組合せて計測する計画である。高出力運転用MFCはプラズマ位置の変化の影響を避けるために、真空容器内の外側上部及び下部の遮蔽ブランケットモジュール背面に設置する予定だが、低出力運転用MFCはサイズが大きいため、水平ポートの上部及び下部に設置することを検討している。プラズマとMFCとの間には、遮蔽ブランケットモジュールやマニフォールド等さまざまな中性子遮蔽体があるため、それらが計測に与える影響を調べるためにMCNPを用いた中性子輸送解析を行った。さらに、プラズマ位置の変化の影響も調べた。その結果、低出力運転用MFCを水平ポート上下に設置した場合、その出力の平均値は、プラズマ位置の垂直方向の変化に対しては影響はないものの、水平方向の変化に対してはプラズマ中心位置に依存して変化をしており、補正が必要であることがわかった。

Micro-fission chambers (MFCs) are one of the most important diagnostics to measure the fusion power in ITER. The MFCs for high power operation (measurement range: fusion power of 100 kW - 1 GW) and MFCs for low power operation (fusion power of 100 kW) will be used in combination in order to cover the target measurement requirements of ITER. The MFCs for high power operation will be installed in the vacuum vessel. However, since size of the MFCs for low power operation is large, those will be installed in the equatorial (EQ) port. Several kinds of neutron shield exist between the plasma and MFCs. Then, we estimate the effect of these shields by a neutron Monte Carlo calculation using MCNP code. Effect of the changes in the plasma positions is also investigated. It is found that correction based on the position of the plasma center for output of the MFCs is needed for the horizontal changes in the plasma position for the MFC for low power operation.