Detail analysis of fusion neutronics benchmark experiment for iron

鉄に関する核融合中性子工学ベンチマーク実験の詳細解析

今野 力  ; 落合 謙太郎; 和田 政行*; 高倉 耕祐; 佐藤 聡

Konno, Chikara; Ochiai, Kentaro; Wada, Masayuki*; Takakura, Kosuke; Sato, Satoshi

鉄は核融合炉の放射線遮へいの重要な物質の一つであり、将来の核融合炉ではより厚い遮へい体が使われるため、特に精度の高い核データが要求されている。そこで、最新の鉄の核データの精度評価を行うために、原子力機構FNSで実施した核融合中性子工学鉄ベンチマーク実験の詳細解析を実施した。この解析には、モンテカルロコードMCNP-4Cと最新の核データライブラリFENDL-2.1, JENDL-3.3, JEFF-3.1, ENDF/B-VII.0を用いた。解析の結果、ENDF/B-VII.0を用いた計算が最もよく実験と一致した。また、JENDL-3.3を用いた計算だけが鉄実験の10keV以下の中性子スペクトルを過大評価することもわかった。この過大評価の原因をENDF/B-VII.0との比較を通して調べ、JENDL-3.3のFeの第1励起非弾性散乱断面積のデータに問題があることをつきとめた。

Iron is one of the most important elements for radiation shielding in fusion reactors and nuclear data on iron are required to be more accurate for thicker shield in future fusion reactors such as DEMO. In order to evaluate the accuracy of the latest nuclear data on iron, the fusion neutronics integral experiment on iron at JAEA/FNS was analyzed in detail. The Monte Carlo code MCNP-4C was used for this analysis with the latest nuclear data libraries of FENDL-2.1, JENDL-3.3, FENDL-2.1, JEFF-3.1 and ENDF/B-VII.0. As a result, generally the calculation with ENDF/B-VII.0 best agreed with the measurement, while the calculation with JENDL-3.3 overestimated the measured neutrons below 10 keV. We examined which iron isotope and reaction in JENDL-3.3 caused the overestimation based on ENDF/B-VII.0. Then it was found out that the first inelastic scattering cross section of Fe in JENDL-3.3 caused the overestimation of the iron experiment.