| 研究課題/領域番号 |
21J15893
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
荻野 靖之 京都大学, エネルギー理工学研究所, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 核融合 / 中性子 / ブランケット / 輸送計算 / トリチウム / 放射化分析 / 放射化箔 / 中性子工学 / イメージングプレート / 中性子輸送計算 / エネルギースペクトル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、代替エネルギーとして期待される核融合炉の研究開発において、核融合反応によって生成される中性子からエネルギーを取り出す、および燃料を生産するためのブランケット装置の性能評価手法の開発、実証、および検討を行う研究である。ブランケット内部の中性子の空間分布、およびエネルギースペクトルを、放射化した金属およびイメージングプレート等の放射線計測器によって計測する手法を、シミュレーションと比較することで評価、確立する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、核融合炉ブランケット内部の中性子分布を計測する手法の開発及び中性子分布からトリチウム増殖・生産量を評価した。
グラファイト・炭酸リチウムから成る20~40cm程度のブランケット模擬体系をDD、DT中性子源の近傍に配置し、内部に金属箔を１・２次元に配置することによって放射化、イメージングプレートでの測定を行った。また、トリチウムの生産量を評価するために３領域に分割した中性子エネルギーに対応する金属箔を用いて測定可能性を検討した。これらの照射実験・放射化分析の結果をモンテカルロによる輸送計算と比較した。
中性子計測の輸送計算との誤差を表すC/Eは0.3~3.5程度となり、計測に使用した金属箔のうち、有力なものと大きく誤差を伴ったものが明らかとなった。また、トリチウム生産量を測定するために照射に用いたDy、Mn、両Cd被覆箔のうちDy、Cd被覆Dy、Mnを熱・熱外領域に適用する上で有力であること、その上でイメージングプレートでの計測にはフェーディングや校正に一部課題があることなどを明らかにした。一方で、Al、Nbなどの高速中性子に閾値反応を持つ金属箔はイメージングプレートへの転写結果にばらつきがあり、確かな再現性を確認できなかった。これには、使用している金属箔の反応断面積、半減期及びイメージングプレートへの露光時間が影響していると考えられる。
本結果を以て、核融合炉ブランケット内部の中性子分布評価は金属箔とイメージングプレートを組み合わせることで、一部の改善点を残すものの十分可能な水準であることを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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