DPA Calculation in Japanese Spallation Neutron Source

原田 正英; 渡辺 昇; 今野 力; 明午 伸一郎; 池田 裕二郎; 仁井田 浩二*

Journal of Nuclear Materials, 343(1-3), p.197 - 204, 2005/06

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2005.01.023

JSNSにおけるメンテナンスや保管シナリオ構築のために、構造材の寿命を評価する必要がある。DPA(Displacement per Atom)は、放射線損傷の度合いを示す主要な指標である。そのため、まず、DPA計算の機能を粒子及び重イオン輸送計算コード"PHITS"に追加した。DPA計算には、はじき出し断面積が必要であったので、150MeV以下の中性子のはじき出し断面積はLA150ライブラリよりNJOYコードを用いて作成し、150MeV以上の中性子とすべてのエネルギーの陽子のはじき出し断面積はPHITSコードにおける核反応生成物のエネルギーから計算した。このPHITSコードを用いて、JSNS線源集合体のDPA値とDPAマッピングを計算した。その結果、各部の5000MWh運転によるDPAのピーク値は、ターゲット容器で4.1、反射体及びモデレータ容器で2.8、陽子ビーム窓で0.4となった。これらの結果から、ターゲット寿命は1年、モデレータ及び反射体寿命は6年と評価した。

任意形状の中性子用シンチレータに対する応答関数計算コードSCINFUL-CGの開発

遠藤 章; Kim, E.; 山口 恭弘

JAERI-Data/Code 2001-027, 62 Pages, 2001/10

JAERI-Data-Code-2001-027.pdf:2.05MB

高エネルギー中性子スペクトル測定等に用いられている有機シンチレータに対する応答関数の計算には、モンテカルロコードSCINFULが広く利用されている。しかし、SCINFULの機能は、円柱形状のNE213及びNE110シンチレータに対する計算のみに限定されている。本研究では、SCINFULをもとに、幾何形状指定機能及び高エネルギー中性子に対する輸送断面積データを新たに組み入れた計算コードSCINFUL-CGを開発した。SCINFUL-CGでは、検出器形状の指定に、CG (Combinatorial Geometry)による幾何形状指定機能を拡張したMARS-CGを導入するとともに、CGで定義された領域ごとに中性子スペクトルを評価する機能を加えた。また、ガラスシンチレータの主成分である珪素及び酸素,検出器カバーのアルミニウムについて、LA150を用い、100MeVまでの中性子輸送計算の断面積データを組み込んだ。SCINFUL-CGの計算結果の妥当性は、SCINFUL及びMCNPによる計算結果との比較並びに中性子照射実験によって確認した。SCINFUL-CGは、高エネルギー中性子スペクトルメータ、中性子モニタの検出器の設計計算等において有効なツールになることが期待される。本報告書では、開発したコードの概要を述べるとともに、コードの使用方法について説明する。