核融合原型炉の模擬ブランケット体系によるトリチウム増殖比TBRの実験的評価

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06794
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 向井 啓祐 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (70807700)
• 研究期間 (年度): 2017-08-25 – 2019-03-31
• キーワード: 核融合 / 中性子 / ブランケット / イメージングプレート / 中性子源

研究成果の概要

本研究では、核融合中性子を発生する放電型中性子源を用いて、実験体系中のトリチウム増殖比の実験的評価を行った。放電条件の最適化を実施し、1秒間に10^7 n/s以上の中性子を発生させることに成功した。高感度な2次元中性子検出器として中性子イメージングプレートを用い、中性子のエネルギーに依存する輝尽蛍光密度と中性子フルーエンスの直線関係を得た。リチウムターゲットへの中性子照射により、6Liリチウムの(n, T)反応に起因する"中性子影絵"を取得し。トリチウムの生産量、ならびにトリチウム増殖比が実験的に評価できることを示した。

自由記述の分野

核融合工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブランケットは核融合炉内で燃料（トリチウム）の生産や熱の回収を行う重要な機器であり、特にトリチウム増殖比は炉の燃料自己自給性を示す重要指標である。増殖材への中性子照射実験はトリチウムの回収挙動の解明を目的としたものが中心であり、トリチウム増殖比の評価はシミュレーション研究が中心となっていた。本研究では小型中性子源と中性子イメージングプレートを用い、極微量のトリチウム生産量の評価手法をはじめて示した。本手法は1ピクセルあたり1つの中性子を検知できる感度の高い検出手法であり、微量トリチウムの評価が可能になることから、燃料生産性能の評価実験に利用されると期待される。