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Benchmark experiment on titanium with DT neutron at JAEA/FNS

原子力機構FNSにおけるDT中性子チタンベンチマーク実験

太田 雅之; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 今野 力

Ota, Masayuki; Takakura, Kosuke; Ochiai, Kentaro; Sato, Satoshi; Konno, Chikara

チタンは、核融合炉のトリチウム増殖候補材であるチタン酸リチウムの主成分であり、精度の高い核データが求められている。しかし、チタンの核データベンチマーク実験例は少ない。そこで、JAEA/FNSのDT中性子を用いてチタンの積分実験を行った。実験体系は、45cm$$times$$45cm$$times$$40cmのチタンの周りを厚さ5から10cmの酸化リチウムで囲んだもので、体系内に設置したニオブ,アルミニウム,インジウム,金,タングステンの箔の放射化から、ドシメトリー反応の反応率を測定した。また、マイクロフィッションチェンバーを用いて、$$^{235}$$U及び$$^{238}$$Uの核分裂率を測定した。この実験をENDF/B-VII.0, ENDF/B-VII.1, FENDL-2.1, JEFF-3.1.2, JENDL-3.3, JENDL-4.0, JENDL-4.0uの核データファイルを用いてモンテカルロ中性子輸送計算コードMCNP5-1.40で解析し、実験データとの比較からチタンの核データの妥当性を調べた。

Titanium is contained in lithium titanate, which is a tritium breeding material candidate. In the nuclear design, accurate nuclear data are needed. However, few benchmark experiments had been performed for titanium. Thus we performed a benchmark experiment with a titanium assembly and a DT neutron source at JAEA/FNS. The assembly was a titanium slab of 45 cm$$times$$45 cm$$times$$40 cm covered with 5 or 10 cm thick Li$$_{2}$$O blocks. Dosimetry reaction rates were measured by the foil activation method of niobium, aluminum, indium, gold and tungsten inside the assembly. And fission rates of $$^{235}$$U and $$^{238}$$U were measured by using micro fission chambers. This experiment was analyzed by using Monte Carlo neutron transport code MCNP5-1.40 with recent nuclear data libraries of ENDF/B-VII.0, ENDF/B-VII.1, FENDL-2.1, JEFF-3.1.2, JENDL-3.3, JENDL-4.0, and JENDL-4.0u. The calculation results were compared with the measured one in order to validate nuclear data libraries of titanium.

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