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Shielding performance of newly developed boron-loaded concrete for DT neutrons

新たに開発したボロン含有コンクリートのDT中性子に対する遮蔽性能

佐藤 聡*; 今野 力; 中島 宏; 塩永 亮介*; 野瀬 裕之*; 伊藤 祐二*; 橋本 博英*

Sato, Satoshi*; Konno, Chikara; Nakashima, Hiroshi; Shionaga, Ryosuke*; Nose, Hiroyuki*; Ito, Yuji*; Hashimoto, Hirohide*

中性子遮蔽性能の向上を目的に、ホウ素を重量濃度で10%以上含有するボロンコンクリートを新たに開発した。原子力機構FNSのDT中性子源と新たに開発したボロン含有コンクリートを用いて中性子遮蔽実験を実施し、$$^{93}$$Nb(n,2n)$$^{92m}$$Nb及び$$^{197}$$Au(n,$$gamma$$)$$^{198}$$Au反応の反応率を測定した。この実験の解析をMCNP及びFENDL-2.1を用いて行った。計算値は実験値とよく一致し、ボロン含有コンクリートの原子組成データとその核データの精度は非常に良いことを確認した。加えて、ボロン含有コンクリート及びその他のコンクリート中の実効線量率及び$$^{59}$$Co(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Co及び$$^{151}$$Eu(n,$$gamma$$)$$^{152}$$Eu反応の反応率を計算した。今回開発したボロン含有コンクリートは、他のコンクリートと比べ、DT中性子に対し非常に良い遮蔽性能を有していることがわかった。

In order to enhance the neutron shielding performance, we developed concrete with boron of more than 10 wt%. We performed a neutron shielding experiment using the mockup of the newly developed boron-loaded concrete and DT neutrons at FNS in JAEA, and measured the reaction rates of the $$^{93}$$Nb(n,2n)$$^{92m}$$Nb and $$^{197}$$Au(n,$$gamma$$)$$^{198}$$Au reactions in the mockup. The calculations were conducted by using MCNP-5.14 and FENDL-2.1. The calculation results agreed well with the measured ones, and we confirmed that the accuracy was very good on the atomic composition data of the boron-loaded concrete and their nuclear data. In addition, we calculated effective dose rates and reaction rates of the $$^{59}$$Co(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Co and $$^{151}$$Eu(n,$$gamma$$)$$^{152}$$Eu reactions in the boron-loaded concrete and other concretes. It is concluded that the boron-loaded concrete has much better shielding performance for DT neutrons than other concretes.

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