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西村 新*; 室賀 健夫*; 竹内 孝夫*; 西谷 健夫; 森岡 篤彦
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1675 - 1681, 2006/02
被引用回数：3 パーセンタイル：24.11(Nuclear Science & Technology)核融合炉において超伝導コイルを安定して運転するためには、NBIポート等の真空容器の貫通部から突き抜けてくるストリーミング中性子による核発熱を抑制するとともに、長期的には放射化を低減することが重要であり、中性子工学の観点から超伝導コイルの材料に関する評価が必要である。本論文は、そのような研究を要する背景を述べ、代表的な超伝導線材であるNb
Snの中性子照射試験結果,低放射化超伝導線材の開発、及びストリーミング中性子による核発熱を抑制する遮へい設計の現状を報告する。さらに、高エネルギー粒子の研究に関する最近の動向と、広いエネルギー帯域の
線環境下で使用される加速器用超伝導コイルの設計の概要について発表する。
佐々 敏信; Yang, J. A.*; 大井川 宏之
Radiation Protection Dosimetry, 116(1-4), p.256 - 258, 2005/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Environmental Sciences)加速器駆動システム(ADS)の陽子ビームダクトは核破砕中性子や光子のストリーミング経路となり、これにより未臨界炉心上部に配置された電磁石などの機器の放射化を誘発する恐れがある。この放射化量を定量的に評価することを目的に、鉛ビスマス冷却ADS(800MWt)のストリーミング解析を実施した。MCNPXを使用してビームダクトからの漏洩中性子と光子の放射線量を求めた。二次光子の解析は、多くのマイナーアクチニド断面積を線生成断面積が定義されているプルトニウムに置き換えて実施した。ビームダクトからストリーミングした中性子により、ビームダクト上部の線量は、上部プラグの他の部分より20桁多い線量を与えることがわかった。MCNPXの解析で得られた漏洩粒子スペクトルを使用したDCHAIN-SPによる解析では、電磁石と遮蔽プラグが高い放射能を有することがわかった。
小栗 朋美*; 中島 宏; 田中 進; 加速器遮蔽・原研・大学プロジェクト共同研究グループ
Journal of Nuclear Science and Technology, 41(Suppl.4), p.54 - 57, 2004/03
陽子加速器施設放射線遮蔽設計において、通路やダクトにおける放射線ストリーミング評価では、簡易計算式やモンテカルロ計算法が用いられる。これらの、中間エネルギー領域における精度評価を行うために、TIARA第1重イオン室への迷路状通路を用いて、放射線ストリーミング実験が行われた。ここでは、その実験データに基づき、モンテカルロコードMCNP-4Bと簡易計算式の計算精度評価を行った。モンテカルロ計算では、断面積データとしてHILO86群定数セットとLA150を用いた。中性子線量分布についてはモンテカルロ計算値は第3脚以外誤差50%以内で測定値と一致した。第3脚ではLA150による計算値はよく一致し、HILO86では約ファクター3過大評価した。簡易計算式は全体にファクター3以内で一致した。熱中性子束分布は両者ともファクター3過大評価した。線量分布は誤差約50%で一致した。以上よりモンテカルロ計算は全体に50%の精度が、簡易計算手法はファクター3の精度があることが示され、これら手法の中間エネルギー領域における適用性が検証された。
田中 進; 中島 宏; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 明午 伸一郎; 田中 俊一; 中村 尚司*; 高田 真志*; 黒沢 忠弘*; 平山 英夫*; et al.
Health Physics, 81(4), p.406 - 418, 2001/10
被引用回数：5 パーセンタイル：38.97(Environmental Sciences)日本原子力研究所高崎研究所イオン照射研究施設において、68MeVの陽子で銅ターゲットを照射している照射室及び長さ29mの3脚迷路内の漏洩放射線測定実験を行った。実験では、中性子及び線のエネルギースペクトル並びに線量当量率、中性子反応率を各種検出器及び線量計で測定した。中間エネルギー領域の陽子加速器施設の設計において、測定値は、照射室内の熱中性子束及び迷路内漏洩熱中性子の評価に経験式が応用可能であることを示した。測定データは、中性子捕獲反応による生成2次線が支配的となっている迷路内の線線量当量率の評価が必須であることを示唆している。
柴田 圭一郎*; 真木 紘一*; 井上 多加志*; 花田 磨砂也; 奥村 義和; 山下 泰郎*
Fusion Engineering and Design, 51-52, p.357 - 362, 2000/11
被引用回数：1 パーセンタイル：12.1(Nuclear Science & Technology)ITERのNB装置は50MW,1MeVのD
ビームをプラズマに入射し、プラズマ加熱,電流駆動のほか、プラズマに回転力を与える。ビームは、NBダクト及び幅0.58m高さ0.915mの断面を有する斜入射水平ポートからプラズマに入射される。NBダクトをストリーミングした核融合中性子及び線により、加速管中のセラミックス絶縁材及び永久磁石等のNB構成機器が損傷を受ける。又、プラズマからの放射線照射によりNB構成機器が放射化される。そこで、今回の解析では、NB構成機器の核特性及び運転停止後のNB入射装置周囲の線量を二次元THIDAコードシステムにより求め、その計算精度を三次元モンテカルロMCNP-4Aを用いて評価した。ITER寿命中における絶縁材及び永久磁石の劣化は問題にならず、NB入射装置周囲の線量は40
Sv/hとなり、人間による直接保守作業が可能であると考えられる。
関 泰; 森 清治*; 西尾 敏; 植田 脩三; 栗原 良一
Journal of Nuclear Science and Technology, 37(Suppl.1), p.268 - 275, 2000/03
高い安全性、良好な環境影響、高い熱効率と稼働率を目指したDREAM炉概念を提案した。この炉のブランケットには極低放射性のSiC/SiC複合材を構造材として、化学反応性のないヘリウムガスを冷却材としている。非常に簡単な分解保守方式により高いプラント稼働率が得られ、出口温度900
Cのヘリウムガスにより50%近い熱効率を実現した。このように魅力的な炉概念ではあるが、口径80cmのヘリウム冷却管を通しての中性子ストリーミングが問題となる。中性子ストリーミングが冷却管に隣接する極低温超電導磁石におよぼす影響、ガスタービン管における被ばく線量に対する効果を調べた。その結果、冷却管をトーラスの内側に引き出す場合には、被ばく線量を十分に低くできないが、トーラスの外側に引き出す場合には、追加遮蔽を施すことにより被ばく線量を十分に低くできることを明らかにした。
田中 進; 中根 佳弘; 坂本 幸夫; 中島 宏; 明午 伸一郎; 田中 俊一; 黒沢 忠弘*; 中村 尚司*; 中尾 徳晶*; 平山 英夫*; et al.
Proc. of 1998 ANS Radiat. Protection and Shielding Division Topical Conf. Technol. for the New Century, 2, p.164 - 169, 1998/00
68MeVの陽子によって生成するp-Cu白色中性子及び光子を用い、中エネルギー加速器施設の迷路内漏洩放射線のベンチマーク実験を行った。迷路内の中性子スペクトルをBC501Aシンチレータとボナボール測定器で、熱中性子束をTLDで、中性子線量当量をレムカウンターで、光子スペクトルをBC501Aシンチレータで、光子線量当量をTLDと電離箱で各々測定した。迷路内の光子と中性子の線量当量の比は、第1屈曲で0.1、第2屈曲で0.2、第3脚では1.0となった。この結果は、中エネルギー加速器施設の長い迷路の設計では、光子の評価が重要であることを示唆している。中性子線量当量の測定値とNakamura & Uwaminoの式及びTeschの式による計算値とを比較した。計算値は、測定値とファクター3以内で一致しており、両式は中エネルギー加速器施設の迷路内漏洩中性子の計算に有用であることが確認された。
佐藤 聡; 高津 英幸; 関 泰; 内海 稔尚*
J. Fusion Eng. Des., 30(3), p.1129 - 1133, 1996/12
ITERブランケットモジュール間の幅20mmのギャップを透過する放射線を考慮した、ブランケットや真空容器のヘリウム生成率、トロイダルコイル(TFC)の核的応答(絶縁材の吸収線量等)を、2次元S
放射線輸送解析コードDOT3.5及び3次元モンテカルロコードMCNP4.2を用いて評価した。その結果、TFCの核的応答は、設計目標値を充分下回った。真空容器表面(プラズマ側)のヘリウム生成率は、ギャップの中心線上においては、設計目標値の1appmを約2倍上回った。但し、中心線上から40mm以上離れた位置でのヘリウム生成率は、目標値を下回ることが判った。モジュール間のギャップの幅を変えた場合に関しても、同様の解析を行った。その結果、ギャップ幅が50mmの場合には、中心線上から、約130mm以上離れていれば、真空容器のヘリウム生成率は、目標値を下回った。
田中 進; 中島 宏; 中根 佳弘; 坂本 幸夫; 明午 伸一郎; 田中 俊一; 高田 真志*; 黒沢 忠弘*; 中村 尚司*; 中尾 徳晶*; et al.
原子核研究, 41(3), p.101 - 112, 1996/06
加速器施設の迷路遮蔽設計用のベンチマークデータとして、67MeVの陽子によるCu(p,xn)反応を用いた中性子源を用い、TIARAの第2軽イオン室で迷路内漏洩線を測定した。測定器は、BC501Aシンチレータ, ボナボール検出器, TLD, 固体飛跡検出器, レムカウンター及び放射化検出器を用いた。これら多種類の検出器を用いて測定した照射室内の中性子・ガンマ線強度分布、迷路散乱中性子・ガンマ線のエネルギースペクトル及び線量・強度分布を報告する。
佐藤 聡; 真木 紘一*; 関 泰; 高津 英幸; 森 清治*; 黒田 敏公*; S.Zimin*
JAERI-M 93-093, 29 Pages, 1993/03
核融合実験炉の設計においては、配管等の周囲に10~20mmのギャップが設置される。この様なギャップは放射線ストリーミングの要因となるため、ステップを設ける等の対策がとられる。本報告は、国際熱核融合実験炉(ITER)のダイバータ冷却配管周辺の円環状のギャップを対象に、ストレートなギャップの場合とステップ構造を有するギャップの場合の中性子のストリーミング及び炉停止後の誘導放射能を比較、検討したものである。また、ステップ位置、ギャップ幅及びオフセット比(ステップ幅とギャップ幅の比)を変えた場合のストリーミング解析をし、最適なステップ構造を検討した。この結果最適なステップ位置は、遮蔽体の中間より多少上側の位置であり、ステップのオフセット比をギャップ幅の2倍程度採れば、ストリーミング低域に有効である事が判った。
S.Zimin*
JAERI-M 92-120, 212 Pages, 1992/08
トカマク型核融合炉では精度の高いインボード遮蔽解析が必要であるが、形状が複雑でありかつ厚い体系であること等により一般的に取り扱いが難しく計算に多大な時間を要する。この様な背景に基づき、本研究ではトカマク型核融合炉の遮蔽解析及び設計に関する基本的項目、ストリーミング解析、数値計算における誤差解析、中性子反応断面積の誤差に対する感度解析及び遮蔽体やブランケットの遮蔽性能に関して系統的な評価を実施すると共に、汎用的な解析手法の提案を行っている。これらの手法は国際熱核融合実験炉(ITER)の概念設計期間における遮蔽設計に適用され、有効性を発揮している。
森 清治*; 関 泰
Journal of Nuclear Science and Technology, 24(1), p.1 - 11, 1987/01
被引用回数：6 パーセンタイル：55.66(Nuclear Science & Technology)核融合実験炉に存在すると想定される数mmから数cmの幅のギャップにおける放射線ストリーミング効果に関する解析を実施した。まずモンテカルロ計算等との比較により適当な補正を行なえば、166角度分点(前方131分点)の2次元SN計算により、遮蔽設計上ほぼ十分な精度で解析できることを確認した。次にギャップ幅、遮蔽厚さ、ストリーミング低減のための段差形状等についてのパラメトリックな計算を行ない、遮蔽設計に有用なデータを取得した。最後にFER遮蔽体系での設計計算を行ない、設計基準値との比較検討を行なった。
関 泰; 飯田 浩正; R.T.Santoro*; 川崎 弘光*; 山内 通則*
Transactions of the American Nuclear Society, 38, p.555 - 557, 1981/00
原研が1979年にIAEA国際協力トカマク炉(IAEA)のワークショップに提案したINTOR-Jのダイバータ間隙と中性粒子入射ポートからの放射線ストリーミングの影響を評価した。2次元Sn輸送計算法と3次元モンテカルロ計算法を結合させて複雑形状におけるストリーミング解析を効果的に行なった。
