研究課題
本研究では、ブランケット模擬体系内での中性子計測及びトリチウム増殖比の実験的評価を見据え、円筒放電型DD中性子を用いて中性子発生検出実験を行った。第一に、グロー放電条件の最適化を行った。電流値、電圧値、ガス圧力をパラメターとした実験により、出力を最大化する放電条件を探索した。低電流高電圧条件により、円筒放電型中性子源は中性子発生率＞107 n/sを達成した。本出力は放射化分析やイメージングプレートを用いた中性子束分布計測に十分な水準であり、小型分析装置の中性子発生源としての活用が可能である。次に、ガドリニウムをコンバーター元素として含む中性子イメージングプレートを用いて中性子の計測を行った。は中性子フルーエンス103～107 n/cm2の範囲で直線性を示し、二次元的な定量分析手法として適用できることを確認した。本二次元検出器は残存データを消すことで再利用可能であり、スペクトロスコピーの二次元検出器として適用可能である。また、中性子イメージングプレートとターゲット材に対して中性子照射実験を行い、リチウム（原子番号：3）やホウ素（原子番号：5）といった軽元素に対して感度をもった検出手法であることを確認した。これらの小型中性子源を用いた中性子の発生や検出に関する知見は、非破壊で軽元素分布の“カラー”分析を行うスペクトロスコピーの開発における基盤技術である。この基盤技術は製品化のため使わざるを得ないキーテクノロジーであり、2次元・3次元での測定は過去にも類例がない。本研究期間中に実験条件の最適化、中性子の計測、トリチウム生成量の評価を実施し、研究は滞りなく行われた。得られた結果や知見のとりまとめを行い、国際学会や英語論文としての発表を行った。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Fusion Engineering and Design
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doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.03.005
Fusion Science and Technology
