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Measurement of DT and DD neutrons with a TOF spectrometer for determination of fuel ion density ratio in ITER

ITERにおける燃料イオン密度比測定のためのTOFスペクトロメータを用いたDT・DD中性子計測

岡田 耕一*; 近藤 恵太郎; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 今野 力; 岡本 敦*; 小渕 隆*; 北島 純男*; 笹尾 真実子*

Okada, Koichi*; Kondo, Keitaro; Ochiai, Kentaro; Sato, Satoshi; Konno, Chikara; Okamoto, Atsushi*; Kobuchi, Takashi*; Kitajima, Sumio*; Sasao, Mamiko*

ITERにおける燃焼制御のために燃料イオン密度比測定が求められている。この燃料イオン比はリアルタイムでフィードバックされなければならないので、燃料イオン比測定のための中性子計測システムには高い計数率が求められる。ITERの通常運転時では、DT中性子はDD中性子の200倍発生すると見積もられている。われわれはTOFスペクトロメータを用いた中性子計測システムを開発し、原子力機構FNSのDD中性子をわずかに含むDT中性子ビームに適用した。燃料イオン比を測定するために、それぞれの中性子からの信号を弁別するウィンドウを用いたシステムを構築し、DT中性子とDD中性子の分離計測に成功した。

Measurement of fuel ion density ratio, $$n$$$$_{rm D}$$/$$n$$$$_{rm T}$$, is required for burning control on ITER. The measured $$n$$$$_{rm D}$$/$$n$$$$_{rm T}$$ ratio must be fed back in real time. A neutron measurement system to measure $$n$$$$_{rm D}$$/$$n$$$$_{rm T}$$ should be operable at high counting rate. It is estimated that the number of emitted DT neutrons is 200 times higher than that of DD neutrons under the condition of ITER standard operation. A neutron measurement system was developed using a DT/DD generator, where DT neutrons are dominant and DD neutrons are contaminated slightly in the neutron beam. The measurement instrument was a TOF spectrometer. Signals originating from each neutron must be distinguished in order to measure the fuel ratio. We developed a circuit system with discrimination windows to distinguish each signal pulse, and DT and DD neutrons were measured separately and simultaneously with this system. The experimental result indicates a possibility that this system is suitable for measurement of fuel ion density ratio on ITER.

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