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Lead benchmark experiment with DT neutrons at JAEA/FNS

JAEA/FNSのDT中性子を用いた鉛ベンチマーク実験

権 セロム*; 太田 雅之*; 佐藤 聡*; 今野 力; 落合 謙太郎*

Kwon, Saerom*; Ota, Masayuki*; Sato, Satoshi*; Konno, Chikara; Ochiai, Kentaro*

鉛は核融合炉システムで中性子増倍、トリチウム増殖及び冷却材の候補材料である。更に$$gamma$$線の遮蔽材でもあり、IFMIF加速器中性子源ではビームダンプ、機器の遮蔽への使用が期待されている。7年前に鉛の核データベンチマーク実験を原子力機構のDT中性子源FNSで実施したが、低エネルギー中性子に感度を有する反応の結果に実験室壁等の散乱によるバックグランド中性子の影響が含まれていた。そこでバッググランド中性子を吸収する酸化リチウムで囲んだ鉛実験体系で新たなベンチマーク実験を実施した。放射化箔を用いて反応率を測定し、この実験解析をMCNPコード、最新の核データライブラリーを用いて行った。7年前に測定できなかった低エネルギー中性子に感度を有する反応の反応率の測定には成功したものの、全ての反応率結果で鉛体系表面からの距離とともにどの核データライブラリーを用いた計算値も実験値を過小評価する傾向が見られた。鉛核データの詳細検討により計算値の過小評価原因として考えられる核データ間の差を指摘した。

Lead is a candidate material as a neutron multiplier, a tritium breeder and a coolant in nuclear fusion reactor system, and a $$gamma$$ ray shielding for beam dump or shielding of components in accelerator-driven neutron source such as IFMIF. A benchmark experiment on lead with DT neutrons had been performed at JAEA/FNS seven, where the reaction rates related to neutrons below a few keV had included background neutrons scattered in concrete walls of the experiment room. Thus, we designed and carried out a new benchmark experiment with a lead assembly covered with Li$$_{2}$$O blocks absorbing background neutrons. We successfully measured reaction rates of the non-threshold reactions with the activation foil method. The experiment was analyzed with MCNP code and the latest nuclear data libraries. All the calculated reaction rates (C) tended to underestimate the experimental ones (E) with the depth of the lead assembly. Although reasons of the underestimation have not been specified yet, we discovered that there are remarkable different tendencies of C/Es each reaction rate among the nuclear data libraries.

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