Recent progress in 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の最近の進展

石川 正男; 近藤 貴; 西谷 健夫; 草間 義紀

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

ITERにおけるマイクロフィッションチェンバー(MFC)を用いた中性子計測において、ストリーミング中性子(二つのブランケットモジュールのギャップを通って到達する中性子)やMFCの近傍に設置される冷却水配管が中性子計測に及ぼす影響を中性子輸送モンテカルロコード(MCNP)を用いて評価した。その結果、ストリーミング中性子がMFCの検出感度に及ぼす影響はMFCの二つの設置位置によって異なるものの、両者の検出感度の重みを考慮して平均を取ることでプラズマ位置に依存せず、正確な測定が可能となることを示した。また、冷却水配管内の冷却水が中性子を減速させることによりMFCの感度が最大40%程度上昇するが、カドミウムをMFCの周りに巻くことでその影響を10%以内に低減できることを定量的に示した。これらの評価により、中性子計測の測定精度の向上が期待される。

The effects of the branch pipe and streaming neutrons to the responses of the MFCs are investigated by MCNP version 5. Results indicate the linear combination of total responses of MFCs at the lower and upper outboard positions is insensitive to the changes in the position of the plasma while the ratio of streaming neutrons at the upper outboard position is higher than that detected at the lower outboard position. It was found that the branch pipe reads to significant increase in the MFC response rate. The increase in the MFC response is caused by the slowing down of the neutrons due to the cooling water. One possible solution to reduce the effect is to cover the MFC with a material that absorbs thermal neutrons such as cadmium. The ways in which the absorbent material may affect MFC response is analyzed through neutron transport calculation. Results indicate that the increase in the MFC response can be reduced to 10 % through cadmium coating.