加速器駆動核変換システムビーム窓とLBEの核解析

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 加速器駆動核変換システムビーム窓とLBEの核解析
• Author/Editor: 中野 敬太; 岩元 大樹; 西原 健司; 明午 伸一郎; 菅原 隆徳; 岩元 洋介; 竹下 隼人; 前川 藤夫
• Author Heading: 中野 敬太; 岩元 大樹; 西原 健司; 明午 伸一郎; 菅原 隆徳; 岩元 洋介; 竹下 隼人; 前川 藤夫
• Publication Date: 2022-03
• Publication Date (W3CDTF): 2022-03
• Alternative Title: Neutronic analysis of beam window and LBE of an Accelerator-Driven System
• Periodical title: JAEA-Research 2021-018
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 加速器駆動核変換システム(ADS: Accelerator-Driven System)の構成要素の一つであるビーム窓の核特性を粒子・重イオン輸送計算コードPHITS及び誘導放射能解析コードDCHAIN-PHITSを用いて評価した。本研究では日本原子力研究開発機構が提案するADSの運転時にビーム窓内部に生成される水素やヘリウム等の量、高エネルギー粒子により引き起こされるビーム窓材の原子弾き出し数、ビーム窓内部の発熱量及び分布を導出した。また、中性子源標的及び冷却材として用いられる鉛ビスマス共晶合金(LBE)中の生成核種、発熱密度及び放射能分布を求めた。ビーム窓解析の結果、300日間のADSの運転によりビーム窓中に最大で約12500appmのH及び1800appmのHeの生成と62.1DPAの損傷が発生することが判明した。一方で、ビーム窓内の最大発熱量は374W/cm$^3$であった。LBEの解析では、$^{206}$Biや$^{210}$Poが崩壊熱及び放射能の支配的な核種であることが判明した。さらに、陽子ビームによるLBE中の発熱はビーム窓下流5cm付近が最大であり、945W/cm$^3$であることがわかった。; Neutronic analysis of beam window of the Accelerator-Driven System (ADS) proposed by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been conducted using PHITS and DCHAIN-PHITS codes. We investigate gas production of hydrogen and helium isotopes in the beam window, displacement per atom of beam window material, and heat generation in the beam window. In addition, distributions of produced nuclides, heat density, and activity are derived. It was found that at the maximum 12500 appm H production, 1800 appm He production, and damage of 62.1 DPA occurred in the beam window by the ADS operation. On the other hand, the maximum heat generation in the beam window was 374 W/cm$^3$. In the analysis of LBE, $^{206}$Bi and $^{210}$Po were found to be the dominant nuclides in decay heat and radioactivity. Furthermore, the heat generation in the LBE by the proton beam was maximum around 5 cm downstream of the beam window, which was 945 W/cm$^3$.
• Source: /JAEA-Research-2021-018.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Research-2021-018.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 加速器駆動核変換システム(ADS: Accelerator-Driven System)の構成要素の一つであるビーム窓の核特性を粒子・重イオン輸送計算コードPHITS及び誘導放射能解析コードDCHAIN-PHITSを用いて評価した。本研究では日本原子力研究開発機構が提案するADSの運転時にビーム窓内...