原子力機構FNSにおけるDT中性子源を用いた新鉛積分実験

New integral experiment on lead with DT neutron at JAEA/FNS

権 セロム; 太田 雅之; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 今野 力  

Kwon, Saerom; Ota, Masayuki; Ochiai, Kentaro; Sato, Satoshi; Konno, Chikara

核融合ブランケットの液体増殖材, 中性子増倍材や線の遮蔽等に使用される材料である鉛について、以前、JAEA/FNSで積分実験が行われた。しかし、実験室壁等で散乱したバックグランド中性子の影響が大きく、数keV以下の中性子に係る実験データを正しく測定できなかった。今回、バックグランド中性子の影響を低減させるため、鉛体系の周りを酸化リチウム層で囲んだ新たな体系を用いて、DT中性子入射鉛積分実験を実施し、種々の反応率を測定した。実験の解析は、モンテカルロ放射線輸送コードMCNP5-1.40と最新の核データライブラリーのENDF/B-VII.1, JEFF-3.2, FENDL-3.0(JEFF-3.1.1), JENDL-4.0を用いて行った。数MeV以上の中性子に感度を持つ反応率は10%以内で計算結果が実験結果とよく一致したが、それより低いエネルギー領域の中性子に感度を持つ反応率では体系の奥にいくにつれて解析結果が実験結果に対して過小評価となることがわかった。本発表では、この過小評価の原因の可能性についても議論する。

An integral experiment on lead which is a candidate material as a liquid breeder (such as LiPb), a neutron multiplier and a shield for ray in fusion blanket system with DT neutron source was performed at JAEA/FNS. However, the experimental data related to lower energy neutrons below a few keV could not be measured accurately, which suggested that the measured data might be affected by neutrons scattered in the concrete wall or other components in the experiment room (also known as background neutrons). Hence, we have carried out an integral experiment on lead with LiO blocks to reduce background neutrons and measured reaction rates of several reactions. We used the Monte Carlo radiation transport code, MCNP5-1.40 and the recent nuclear data libraries, ENDF/B-VII.1, JEFF-3.2, JENDL-4.0 and FENDL-3.0 (JEFF-3.1.1) for the experiment analysis. The calculated reaction rates with all of the nuclear data libraries related to higher energy neutrons above a few MeV agreed with the measured ones. However, the reaction rates related to lower energy neutrons were underestimated with the depth of the lead assembly. In this presentation, we also discuss these underestimation issues with the nuclear data of lead.