Development of the microfission chamber for fusion power diagnostics on ITER

ITERにおける核融合出力診断用マイクロフィッションチェンバーの開発

石川 正男; 近藤 貴; 西谷 健夫; 草間 義紀

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

マイクロフィッションチェンバー(MFC)内に充填するアルゴンガスが真空容器内へリークするのを防ぐための設計を行った。それは、MFCをステンレスのケースで覆い、そのケースにリークガスの検出が可能な配管を付けた構造となっている。また、これまでの研究では、MFCの設置位置をプラズマ位置の変化の影響を避けるために外側上部及び下部のブランケットモジュール(BM)背面とすることまでは決まっていたが、本研究ではそれぞれのBM背面における具体的な設置位置を他の機器との干渉を考慮に入れながら決定した。下部MFCはBM背面のほぼ中央に設置可能だが、上部MFCは真空容器との干渉から隣のBMとのギャップに近い設置位置となった。そのため、各々の設置位置において、ストリーミング中性子がMFCの計測に与える影響を中性子輸送解析コードを用いて評価した。その結果、MFCの応答に対するストリーミング中性子の割合は、上部MFCで69%,下部MFCで17%と評価されたが、全体として60%増大して測定される見込みである。ただし、応答の平均値はプラズマ位置の変化に不感で、正確な中性子発生量の計測ができる見通しとなった。

Microfission chambers (MFCs) are one of the most important diagnostics to measure total neutron source strength in ITER. The MFCs will be installed behind blanket modules upper outboard and lower outboard in the vacuum vessel. Double coaxial mineral insulated (MI) cables as signal cables are also installed form the MFCs to the upper port. It is very difficult to install the MI cables together with the MFC because of the security regulation. In this design work, a new type of MFC, which can be separable from the MI cable, has been designed. On the other hand, steaming neutrons along the gap between two blanket modules can affect the absolute measurement of total neutron source strength. The effects of streaming neutrons tat the installation position are investigated by a neutron Monte Carlo calculation using MCNP version 5 code. The result suggests that the effect of streaming neutrons should be taken into account if the MFCs are installed at the distance less than 20 cm from the gap.