2004 Fiscal Year Annual Research Report
光ファイバーセンシングに基づく高機能核融合中性子計測系の開発
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14208051
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
井口 哲夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60134483)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河原林 順 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80283414)
渡辺 賢一 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (30324461)
瓜谷 章 産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (10213521)
笹尾 真実子 東北大学, 工学研究科, 教授 (00144171)
西谷 健夫 日本原子力研究所, 核融合工学部, 主任研究員
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| Keywords | 核融合 / 中性子計測 / 光ファイバーセンシング / 核燃焼プラズマ / プラズマ診断 |
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| Research Abstract |
本研究は、異なる特性の有機材系光ファイバーやシンチレータ材を核融合実験装置周辺でネットワーク的に組み合わせ、それらに入射した核融合中性子との相互作用で生じる発光量(エネルギー)と発光位置を、位置検出型光電子増倍管を用いた個々のセンサー信号識別と、光伝播時間差、吸収率、検出立体角との情報融合により、三次元的に同時測定する要素技術開発を基軸に、機能の統合化された核融合中性子計測システムの新概念の創出、およびそのプロトタイプシステムの設計・試作による性能実証を目的としている。
平成15年度までに、(1)多段に並べたプラスチック系光ファイバー検出器間の散乱中性子の入射位置とエネルギーを各ファイバー中の発光時間差から同時測定する方式と(2)有機液体シンチレータ中の発光を波長シフトファイバーで読み出す方式を用いて、光ファイバー放射線センシングに基づく高機能核融合中性子計測系の具体的な概念構築と基本動作を実証したことを受け、平成16年度に実施した研究概要と成果は、以下の通りである。
(1)上記の検出器系(主に(2)の方式)につき、実験結果を反映させたシミュレーション計算をもとに、設計改良を行った。特に、空間分解能向上を目指した改良型測定系を部分試作し、実験的に性能を確認した。
(2)(2)の方式の有感面積(検出器サイズ)と空間分解能のパラメトリックサーベイを行い、性能限界を明らかにするとともに、本方式で最も高性能が期待できる検出器仕様を見出した。
(3)最適検出器仕様をもとに、ITER級核融合実験炉における中性子プラズマ診断系への適用性を評価し、要求性能を満足する新方式の中性子発生プロファイルモニターの概念を提示した。
(4)光ファイバーの耐放射線性の向上の観点から、液体ライトガイドの放射線検出特性を実験的に明らかにした。
以上の研究成果につき、国際会議等へ2報の論文としてとりまとめ、公表した。
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