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Absolute calibration of microfission chamber in JT-60U

JT-60Uにおけるマイクロフィッションチャンバーの絶対較正

林 孝夫; 西谷 健夫; 助川 篤彦; 石川 正男; 篠原 孝司

Hayashi, Takao; Nishitani, Takeo; Sukegawa, Atsuhiko; Ishikawa, Masao; Shinohara, Koji

DD及びDT反応を利用した核融合装置では、核融合出力の評価において核融合反応により発生する中性子の計測が非常に重要である。ITERでは、核燃料物質を内蔵した小型円筒形の電離箱であるマイクロフィッションチャンバー(MFC)を中性子モニタとして真空容器内に設置する予定である。今回、磁場中($$sim$$2T)での中性子モニタとしての健全性を評価するために、原子力機構が設計開発したMFC(長さ:200mm,直径:14mm,UO$$_{2}$$:12mg,ウラン濃縮度:90%)をJT-60Uの真空容器外側でトロイダルコイルの内側に設置し、Cf-252中性子源による較正及び実際のプラズマによる計測を行った。Cf-252中性子源による較正では、MFC及び既設中性子モニタの検出効率はそれぞれ、5.38$$times$$10$$^{-9}$$及び1.77$$times$$10$$^{-8}$$であった。また実際の重水素プラズマによる測定では、MFCの検出効率は既設中性子モニタの約0.3倍であり、Cf-252中性子源を用いた結果と一致した。

In D-D or D-T operation fusion devices, the fusion neutron yield is the most important parameter to estimate the fusion power. We have conducted calibrations of a microfission chamber, 14 mm in diameter and 200 mm in length, by both Cf-252 neutron source and real plasmas in JT-60U. The detector employs both pulse counting and Campbelling modes in the electronics to cover 10$$^{7}$$ dynamic range of the neutron source strength. The efficiencies were influenced by the various components. The point efficiencies can be integrated and averaged with angle to provide toroidal line efficiencies. The line efficiencies of microfission chamber and the nearest neutron monitor of U-235 fission chamber was 5.38 $$times$$ 10$$^{-9}$$ and 1.77 $$times$$ 10$$^{-8}$$, respectively. Then the calibration using real plasma was also performed. The detection efficiency in Campbelling mode was about three-tenth of the nearest neutron monitor, which is consistent with the calibration result using Cf-252 neutron source.

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