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論文

Designs of contraction nozzle and concave back-wall for IFMIF target

井田瑞穂*; 中村秀夫; 中村博雄; 竹内浩

Fusion Engineering and Design, 70(2), p.95 - 106, 2004/02

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(03)00416-2

被引用回数：18 パーセンタイル：73.97(Nuclear Science & Technology)

IFMIFターゲットの液体リチウムは最大20m/sの高速で凹面状背面壁に沿って流れ、重陽子ビームによる1GW/m $^{2}$ の高熱負荷を除去するとともに、中性子場を安定に形成することが求められている。この高速流を剥離なく生成するために考案された絞り比10の2段絞りノズルの妥当性を確認するため流体解析にて1段絞りノズルと比較した。その結果、2段絞りノズルでは高速,高絞り比でも剥離が見られず、ノズル出口での境界層厚さと自由表面流の厚さ変動の点で優れていたので、IFMIFターゲットに採用し、その具体的形状も決定した。また、ターゲットアセンブリの形状や配置を決定するため、以前実施された熱流動解析の結果に考察を加え、背面壁の曲率半径の許容範囲を明確にし、ターゲットの設計に反映させた。

論文

Development of in-vessel neutron monitor using micro-fission chambers for ITER

山内通則*; 西谷健夫; 落合謙太郎; 森本裕一*; 堀順一; 海老澤克之*; 河西敏; Walker, C.*

Review of Scientific Instruments, 74(3), p.1730 - 1734, 2003/03

https://doi.org/10.1063/1.1534397

被引用回数：22 パーセンタイル：70.86(Instruments & Instrumentation)

ITERの核融合出力モニターとして、真空容器内にマイクロフィッションチェンバーの設置が計画されている。このモニターシステムの応答はプラズマの位置と形状に不感である必要があり、モンテカルロ計算によりブランケット背後の適当な取り付け位置を選定した。その他ITERの要求条件を考慮して、12mgの二酸化ウランを用いたマイクロフィッションチェンバーとウランのないダミーチェンバーを設計・試作し、設計仕様に対する基本性能と14MeV中性子及び線に対する応答特性を試験するとともにITER環境における性能を評価した。その結果、パルス計数モードとキャンベルモードにより中性子に対する良好な直線性と約1msの時間応答性が確認できた。また線に対する感度が低く、線に対する補償がなくても中性子計測が可能なこと、遮蔽体により中性子スペクトルが変化してもこれらの応答特性が確保できることなどがわかり、ITERの出力モニターとして使用できる見通しが得られた。

論文

Neutronics experiment of $^{6}$ Li-enriched breeding blanket with Li $_{2}$ TiO $_{3}$ /Be/F82H assembly using D-T neutrons

落合謙太郎; Klix, A.; 堀順一; 森本裕一*; 和田政行*; 西谷健夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1147 - 1150, 2002/08

http://wwwndc.jaea.go.jp/nd2001/proc/pdf/2_1147.pdf

核融合DEMO炉の増殖ブランケットの概念設計として熱化ブランケットデザインが挙げられてる。熱化ブランケットではトリチウムの増殖を行うために、リチウム6の濃縮が不可欠となっている。今回FNSではリチウム6同位体を濃縮した増殖材の候補材である濃縮チタン酸リチウム材を用い、ブランケット体系による核融合中性子照射実験を行い、濃縮チタン酸リチウム材で生成される。トリチウム量の精度を検証する実験を行うことで、ブランケットの設計尤度を検証を行った。また併せて、構造材候補であるフェライト鋼(F82H)の放射化実験も同じ体系で行った。実験の結果、トリチウムの生成は計算と10%の範囲内で一致し、設計尤度が10%程度であることを示した。また、フェライト鋼の放射化精度も計算の10%以内であることがわかった。

論文

Tritium measurements for $^{6}$ Li-enriched Li $_{2}$ TiO $_{3}$ breeding blanket experiments with D-T neutrons

Klix, A.; 落合謙太郎; 寺田泰陽; 森本裕一*; 山内通則*; 堀順一; 西谷健夫

Fusion Science and Technology, 41(3, Part2), p.1040 - 1043, 2002/05

核融合原型炉ブランケット増殖材の最有力候補の一つはリチウム-6濃縮チタン酸リチウムである。それゆえ、核融合中性子照射によって生成されるリチウム-6濃縮チタン酸リチウム中のトリチウム生成量を実験と計算から評価することはトリチウム増殖率の精度評価を行う際に必要である。原研FNSではベリリウムと低放射化フェライト鋼による層構造のブランケット模擬体系中にリチウム-6(95%)濃縮チタン酸リチウムペレットを設置し核融合中性子照射によって生成されるペレット中のトリチウム量を化学処理とシンチレーションカウンター法の組合せによる線測定を行い、トリチウムの生成量を測定し、核データとモンテカルロ輸送計算との比較を行った。実験及び計算結果から、トリチウムの全生成量精度は誤差10%程度で一致する結果を得た。また、各試料位置に対する局所的なトリチウム生成量の精度も誤差約10%程度の精度で得られており、核融合中性子のすべてのエネルギー領域に対して、トリチウム生成量の精度が10%程度の誤差範囲であることが明らかとなった。本発表にて実験体系と測定システム及び検証精度について詳細に紹介する。

論文

JENDL Fusion File 99

千葉敏; 深堀智生; 柴田恵一; Yu, B.*; 小迫和明*; 山室信弘*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(2), p.187 - 194, 2002/02

https://doi.org/10.3327/jnst.39.187

被引用回数：16 パーセンタイル：69.75(Nuclear Science & Technology)

核融合中性子工学で重要な水素からBiに至る79核種、13元素に対して二次中性子の二重微分断面積(DDX)の評価を行った。本プロジェクトがスタートした際のJENDL汎用ライブラリーの最新版JENDL-3.1のデータをベースにして、中重核に対しては光学模型、DWBA、前平衡及び統計模型計算を行い、系統式を用いて評価した。ただし軽い核に対しては別の手法を用いた。さらにH, Be及びフッ素より重い元素に対しては放出される荷電粒子のDDXも与えた。本評価結果は中性子、荷電粒子とも実験値を良い精度で再現できることがわかった。この結果はENDF-6フォーマットで編集され、1999年にJENDL Fusion File 99として公開された。

論文

核融合炉工学概論; 未来エネルギーへの挑戦

関昌弘; 菱沼章道; 栗原研一; 秋場真人; 阿部哲也; 石塚悦男; 今井剛; 榎枝幹男; 大平茂; 奥村義和; et al.

核融合炉工学概論; 未来エネルギーへの挑戦, 246 Pages, 2001/09

本書は、炉工学的基礎を有し核融合に関心のある方々に対して、核融合炉の原理とその実現に必要な多岐にわたる技術、さらに総合システムとしての核融合炉の理解に役に立つことを目指したものである。本文は2部構成になっており、第1部では核融合炉の原理と誕生までのシナリオを、そして第2部では、核融合炉を構成する主要な装置・機器に関する研究開発の現状を、最近のデータをもとにまとめてある。

論文

研究グループ紹介; 日本原子力研究所那珂研究所核融合工学部核融合中性子工学研究室

西谷健夫; 沓掛忠三; 堀順一

プラズマ・核融合学会誌, 77(6), p.609 - 610, 2001/06

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003825647

核融合中性子工学研究室は1980年に原研東海研究所原子炉工学部に核融合炉物理研究室として発足し、1999年4月に那珂研究所核融合工学部の組織となった。本研究室では、D-T中性子源Fusion Neutronics Source(FNS)を用いて、核融合の中性子に関連する、各種断面積測定,遮蔽特性,中性子計測法開発,増殖ブランケット核特性等の研究を行っている。FNSは整流器型の加速器を用いた中性子源で、D $^{+}$ を約400keVに加速し、トリチウムターゲットに当てて、D-T反応により14MeV中性子を発生している。FNSにはターゲット室が2つあります。第1ターゲット室は0.37TBq(10Ci)のトリチウムを吸着させた固定トリチウムターゲットを使用しており、2nsパルスからDCまでの運転が可能で、おもに中性子計測法開発,増殖ブランケット核特性等に使用している。第2ターゲット室には本施設の目玉である37TBq(1000Ci)の回転トリチウムターゲットがあり、おもに材料の中性子照射損傷や各種断面積測定に使用している。

論文

「シグマ委員会」における核データ収集・評価活動; 1995,1996年度の活動報告

「シグマ」特別専門委員会

日本原子力学会誌, 39(12), p.1019 - 1027, 1997/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.39.1019

本報は、1995,1996年度における「シグマ委員会」の活動に関するものである。この期間中、JENDL-3,2に対する様々なベンチマークテストが行われ、ライブラリーに内在する問題点の指摘、JENDL-3.3に向けた改良点が議論された。一方、特殊目的ファイルの作成も順調に進んでいる。この報告では、放射化断面積ファイル、高エネルギー核データファイル、照射損傷用ファイル、ORIGEN2用一群断面積についてトピックスとして述べる。

論文

Direct nuclear heating measurements and analyses for structural materials induced by deuterium-tritium neutrons

池田裕二郎; A.Kumar*; 今野力; 小迫和明*; 大山幸夫; 前川藤夫; 前川洋; M.Z.Youssef*; M.A.Abdou*

Fusion Technology, 28(1), p.156 - 172, 1995/08

核融合中性子場における構成材中の核発熱率に関する実験的研究を、1989年より日米共同実験の一環として進めてきた。核発熱を直接測定する方法としてマイクロカロリーメーターを開発し、主要構造材を含む15の物質について中性子照射中の温度上昇から核発熱率を測定した。実験解析をJENDL-3,ENDF/B-V,ENDL-85などのKERMAライブラリーを用いて行い、データの妥当性の評価を行った。本件では、Al,Ti,Fe,Ni,SS-304,Moなどの構造材及びLi $_{2}$ Co $_{3}$ 増殖材について、これまでの結果を詳細に検討し、日米共同実験の共同論文としてまとめたものである。

論文

Experiment and analysis of induced radioactivity in large SS-316 stainless steel shielding material bombarded with 14MeV neutrons

池田裕二郎; 今野力; 前川藤夫; 宇野喜智; 大山幸夫; 小迫和明*; 前川洋

Fusion Engineering and Design, 28, p.449 - 456, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0920-3796(94)00326-3

先の核融合中性子場における誘導放射能の実験解析の結果、放射化断面積データの不備のみならず、中性子スペクトル計算の不確定性が、放射化計算の予測精度の誤差要因であることが示された。そこでD-T中性子を入射したSS316の大型体系中の、特に14MeV以下熱中性子エネルギーに及ぶ低エネルギー領域の中性子が支配的な場での誘導放射能を測定し実験解析を行った。放射能の内、中性子源に近い領域では、14MeV中性子によるしきい反応の寄与が大きいが、深くなるに従って、(n,)反応の寄与が支配的になることが示され、中性子スペクトルが柔らかい場でのベンチマークデータとしての有効性が示された。誘導放射能計算コード、ACT4、REAC $^{ast}$ 3、放射化断面積ライブラリー、JENDL-3,REAC $^{ast}$ 3,FENDL/A1.1,EAF-3を用いて実験解析を行い、生成放射性核種ごとの測定値との比較を行った。

論文

First in situ measurement of electrical resistivity of ceramic insulator during irradiation with neutrons of energy 14MeV

野田健治; 中沢哲也; 大山幸夫; 前川洋; 金田潤也*; 木下智見*

Fusion Engineering and Design, 29, p.448 - 454, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0920-3796(95)80052-Y

被引用回数：10 パーセンタイル：69.2(Nuclear Science & Technology)

核融合炉には多くのセラミックス絶縁体が使用される。核融合炉の運転中、これらの絶縁体は14MeVまでのエネルギーをもつ中性子にさらされ、照射誘起電気伝導(RIC)によりその絶縁抵抗が低下する。本研究では、原研の核融合中性子工学用14MeV中性子源(FNS)を用い、世界で初めて、アルミナの14MeV中性子照射下における絶縁抵抗の挙動をその場測定した。本発表では、測定に用いた測定用照射チェンバーの概要を述べるとともに、これを利用して測定した室温における最初の予備的測定結果を示す。

報告書

Scaling of Thermonuclear Fusion Neutron Yield on Doublet III Tokamak

阿部充志*; 永見正幸; 平山俊雄; 亀有昭久*; 狐崎晶雄; 木島滋; 嶋田道也; T.Angel*; F.Blau*; R.Chase*; et al.

JAERI-M 87-038, 25 Pages, 1987/03

JAERI-M-87-038.pdf:0.8MB

中性子入射加熱(最大4.6MW)時のダブレットIIIでの重水素プラズマからの中性子の発生量を調べた。これにより発生量に関する比例則を得、またイオンに関する輸送理論から予測される値との比較を行なった。実験で得られた中性子発生量は、所謂Hモ-ド放電の場合、P $_{a}$ $_{b}$ $_{s}$ $^{4}$ ・Ip $^{2}$ ・Ne $^{-}$ $^{2}$ に比例し、新古典理論に基づく予測と良く一致する。4.6MW加熱時の中性子発生率は1.210 $^{1}$ $^{3}$ (個/秒)であった。等価核融合出力増倍係数QとしてD(50%)-T(50%)プラズマに換算すると、Q=7.810 $^{-}$ $^{5}$ に相当し、T(100%)プラズマに換算すると、加熱用高速Dとの反応によりQ=8.610 $^{-}$ $^{2}$ となる。リミタ放電の場合、中性子発生量は少ない。