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Feasibility study on tritium recoil barrier for neutron reflectors of research and test reactors

試験研究炉用中性子反射体のためのトリチウム反跳障壁の概念検討

Kenzhina, I.*; 石塚 悦男  ; Ho, H. Q.; 坂本 直樹*; 奥村 啓介; 竹本 紀之; Chikhray, Y.*

Kenzhina, I.*; Ishitsuka, Etsuo; Ho, H. Q.; Sakamoto, Naoki*; Okumura, Keisuke; Takemoto, Noriyuki; Chikhray, Y.*

JMTRとJRR-3Mの運転中に一次冷却水へ放出されるトリチウムについて研究してきた結果、ベリリウム中性子反射体の二段核反応による$$^{6}$$Li(n$$_{t}$$,$$alpha$$)$$^{3}$$Hで生成する反跳トリチウムが主要因であることが明らかになった。この結果から、一次冷却水へ放出するトリチウムを少なくするためには、ベリリウム中性子反射体の表面積を小さくするか、他の材料で反跳トリチウムを遮蔽する必要がある。本報告では、ベリリウム中性子反射体のトリチウム反跳防止材の概念検討として、Al, Ti, V, Ni, Zr等の多様な材料を候補材として、障壁厚み、長期運転後の放射能、反応度への影響を評価した。この結果、Alがベリリウム中性子反射体のトリチウム反跳防止材として適した候補材になり得るとの結果を得た。

Tritium release into the primary coolant during operation of the JMTR (Japan Materials Testing Reactor) and the JRR-3M (Japan Research Reactor-3M) had been studied. It is found that the recoil release by $$^{6}$$Li(n$$_{t}$$,$$alpha$$)$$^{3}$$H reaction, which comes from a chain reaction of beryllium neutron reflectors, is dominant. To prevent tritium recoil release, the surface area of beryllium neutron reflectors needs to be minimum in the core design and/or be shielded with other material. In this paper, as the feasibility study of the tritium recoil barrier for the beryllium neutron reflectors, various materials such as Al, Ti, V, Ni, and Zr were evaluated from the viewpoint of the thickness of barriers, activities after long-term operations, and effects on the reactivities. From the results of evaluations, Al would be a suitable candidate as the tritium recoil barrier for the beryllium neutron reflectors.

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