Feasibility of uranium spallation target in accelerator-driven system

加速器駆動システムにおけるウラン核破砕ターゲットの適応性

Ismailov, K.*; 齊藤 正樹*; 相楽 洋*; 西原 健司  

Ismailov, K.*; Saito, Masaki*; Sagara, Hiroshi*; Nishihara, Kenji

マイナーアクチノイド(MA)核変換のための加速器駆動システムに対する、天然ウランの核破砕ターゲットの適応性研究を行った。鉛ビスマス(PbBi)ターゲットとのターゲット単体での比較においては、ウランターゲットは優れた中性子生成性能を示した。しかし、Uの中性子吸収のため、ターゲットの大きさによった。ターゲットをADS内に設置した場合、ウランはPbBiと異なり中性子を吸収することがわかった。次に、より現実的な、ウランピンをPbBiで冷却する概念を検討した。しかし、PbBiターゲットに比較して中性子バランスが悪化し、実規模ADSにはウランターゲットは適さないことが結論づけられた。

A feasibility study on natural uranium spallation target in accelerator-driven system (ADS) for minor actinide (MA) transmutation was performed. As a result of comparative study of uranium and lead-bismuth (PbBi) targets in the bare case without blanket surrounding, it was found that uranium target had better neutron generation performance, but limited by the geometrical size due to high neutron absorption in U. In ADS for MA transmutation, uranium used as target instead of PbBi also absorbs neutrons passing the target area. More realistic concept of pin type uranium spallation target cooled by liquid PbBi was considered aiming at enhancing spallation target performance in terms of neutron generation efficiency and operation temperature. The uranium pin target design had nothing better effects on neutron balance of such system than a conventional PbBi target in ADS and it was concluded that uranium target was not suitable for the full-scale ADS.