Core designs based on research reactors for neutron transmutation doping of silicon

シリコン照射専用炉の炉心設計

米田 政夫   ; 小原 徹*

Komeda, Masao; Obara, Toru*

NTD(Neutron Transmutation Doping)シリコンを効率的に照射することが可能な研究炉ベースの炉心デザインに関する研究を行った。NTDシリコン照射は炉心外の重水等の反射体領域において照射を行う。炉心形状を大きくすると、炉心から漏れる中性子が減るため、燃料を効率よく使用することができる。しかしその一方、炉心から漏れる中性子の割合が少なくなるため、反射体領域での中性子照射効率は低くなる。本研究では、燃料消費量とシリコン照射量を用いて、シリコン照射に最適な炉心形状について議論を行った。

We studied the core design of neutron transmutation doping (NTD) silicon reactors using MTR (material testing reactor) fuel elements. Silicon ingots are irradiated in the reflector area, outside of the core. A larger core has smaller leakage of neutrons from the core and is able to burn fuel efficiently. However, since a larger core has less neutron leakage from the core, the irradiation efficiency of neutrons in the reflector area is lower. We discuss the most efficient design of a reactor core based on our calculations of fuel consumption and amount of silicon doping.