Measurement of reaction rate distribution in partial mockups for the ITER TBM with DT neutrons

DT中性子照射によるITERテストブランケットモジュール模擬体系内の反応率分布測定

佐藤 聡; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 近藤 恵太郎; 立部 洋介; 大西 世紀; 和田 政行*; 沓掛 忠三; 田中 滋; 阿部 雄一; 川邊 勝; 今野 力  

Sato, Satoshi; Takakura, Kosuke; Ochiai, Kentaro; Kondo, Keitaro; Tatebe, Yosuke; Onishi, Seiki; Wada, Masayuki*; Kutsukake, Chuzo; Tanaka, Shigeru; Abe, Yuichi; Kawabe, Masaru; Konno, Chikara

これまでにFNSで行ってきたブランケット核特性実験において、FNSのDT中性子線源の周囲に反射体を設置した実験等で、トリチウム生成率の計算結果は、実験結果を10%以上過大評価していた。これらの過大評価の原因として、鉄やベリリウムでの後方散乱中性子の計算に問題がある可能性を指摘してきた。本研究では、この問題が他の実験データでも現れるかどうかを調べるために、放射化箔法を用いて、ITERテストブランケットモジュールを模擬したベリリウム体系とSUS体系の2つの模擬体系を用いて、各々、反射体あり及びなしの条件でDT中性子照射実験を行い、体系内の金とニオブの反応率分布を測定した。実験の解析は、モンテカルロ計算コードMCNP-4C,核データライブラリーFENDL-2.1で行った。金の反応率の計算結果は、ほとんどの位置で実験結果と7%以内で一致した。反射体ありの実験での計算結果と実験結果の比は、反射体なしの実験での比に比べて、高くなる傾向を示した。ニオブの反応率に関しては、反射体ありの実験での計算結果と実験結果の比と、反射体なしの実験での比との間で、有意な違いは見られなかった。詳細な結果を、本会議にて発表する。

Previously DT neutronics experiments were performed by using partial blanket mockups for Japanese ITER test blanket module at JAEA FNS, and tritium production rates (TPR) inside blanket mockups were measured in details. The calculation with the nuclear data library FENDL-2.1 and Monte Carlo code MCNP4C agreed well with most of the measured TPRs within uncertainty of 10%. On the other hand, overestimations were found for the TPR in the experiment with a reflector and the TPR around the boundary between the rear part of the breeder layer and the beryllium layer by more than 10%. In order to confirm this concern, we measured reaction rate distribution in the partial blanket mockups with DT neutrons with two solid breeder blanket partial mockups, (Be/LiTiO/Be, SS316/LiTiO/SS316). Experiments were performed with and without a neutron source reflector. In order to measure reaction rate distributions, the activation foil method was applied using Nb and Au foils in this study. Experimental analyses were performed by MCNP4C with FENDL-2.1. Calculation results to experimental ones (C/Es) on the Au reaction rate with a reflector were larger than those without one. Detailed results are presented in this conference.