JPH0360074B2 - - Google Patents
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- JPH0360074B2 JPH0360074B2 JP58167978A JP16797883A JPH0360074B2 JP H0360074 B2 JPH0360074 B2 JP H0360074B2 JP 58167978 A JP58167978 A JP 58167978A JP 16797883 A JP16797883 A JP 16797883A JP H0360074 B2 JPH0360074 B2 JP H0360074B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/185—Measuring radiation intensity with ionisation chamber arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は核融合炉のブランケツト構成材におい
てトリチウムが生成する率を測定する方法に関す
る。
てトリチウムが生成する率を測定する方法に関す
る。
核融合炉は、一般に、炉心プラズマ、そのまわ
りを囲むブランケツト、およびその外側にあるコ
イルからなつている。ブランケツトはリチウム
（Li）またはその合金と中性子減速材から主に構
成され、高速中性子の熱化および放射線遮蔽など
のほか、次のトリチウム（Ｔ）の増殖の機能を果
す。すなわち、核融合反応でできた高速中性子
は、ブランケツトに入射してエネルギーを与える
とともに、ブランケツト中のリチウムと下記のよ
うに反応して、トリチウムを自己再生産する。
りを囲むブランケツト、およびその外側にあるコ
イルからなつている。ブランケツトはリチウム
（Li）またはその合金と中性子減速材から主に構
成され、高速中性子の熱化および放射線遮蔽など
のほか、次のトリチウム（Ｔ）の増殖の機能を果
す。すなわち、核融合反応でできた高速中性子
は、ブランケツトに入射してエネルギーを与える
とともに、ブランケツト中のリチウムと下記のよ
うに反応して、トリチウムを自己再生産する。
6Li＋ｎ→He＋Ｔ
7Li＋ｎ→He＋Ｔ＋ｎ
この熱エネルギーは外に取り出して発電などに
利用され、また、中性子入射によるトリチウムは
ブランケツト構成材中から回収されて核融合反応
の燃料となる。
利用され、また、中性子入射によるトリチウムは
ブランケツト構成材中から回収されて核融合反応
の燃料となる。
したがつて、核融合炉ブランケツト中への中性
子入射によるトリチウム生成率を知ることが、ト
リチウムをブランケツト構成材から押出・回収す
るか否かの判断にとつて重要である。
子入射によるトリチウム生成率を知ることが、ト
リチウムをブランケツト構成材から押出・回収す
るか否かの判断にとつて重要である。
従来、トリチウム生成率を知る方法として、ま
ず、中性子検出器を用いてブランケツトにおける
中性子束を測定し、この測定した中性子束と照射
時間からトリチウム生成率を推定して間接的に測
定する方法がある。
ず、中性子検出器を用いてブランケツトにおける
中性子束を測定し、この測定した中性子束と照射
時間からトリチウム生成率を推定して間接的に測
定する方法がある。
しかしながら、この方法ではブランケツトにお
ける中性子束の空間分布、エネルギー分布、時間
分布などの種々の測定を行う必要があり、またリ
チウムの中性子入射によるトリチウム生成反応断
面積を前もつて知つておく必要がある。さらに、
トリチウム生成率を推定するにあたつて非常に煩
雑かつ莫大な計算をしなくてはならず、また、炉
心プラズマを取り巻くブランケツトの個々の要素
におけるトリチウム生成率を知ることが中性子束
の各々の測定の困難さから非常にむずかしい。
ける中性子束の空間分布、エネルギー分布、時間
分布などの種々の測定を行う必要があり、またリ
チウムの中性子入射によるトリチウム生成反応断
面積を前もつて知つておく必要がある。さらに、
トリチウム生成率を推定するにあたつて非常に煩
雑かつ莫大な計算をしなくてはならず、また、炉
心プラズマを取り巻くブランケツトの個々の要素
におけるトリチウム生成率を知ることが中性子束
の各々の測定の困難さから非常にむずかしい。
本発明は上述の事情に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは直接的にかつ容易に
トリチウム生成率を測定することのできる方法を
提供することである。
り、その目的とするところは直接的にかつ容易に
トリチウム生成率を測定することのできる方法を
提供することである。
ブランケツト中で中性子入射により生成したト
リチウムは次式のようにβ崩壊する低エネルギー
β-粒子放出体である。
リチウムは次式のようにβ崩壊する低エネルギー
β-粒子放出体である。
3T→ 3He +＋ｅ
したがつて、ブランケツト中からβ線が飛び出
した場合ブランケツト構成材にHe +が残留してブ
ランケツト構成材が正に帯電し、しかもトリチウ
ム生成量とその電荷量とが比例する。本発明者は
上記知見にもとずき本発明を完成するに至つた。
した場合ブランケツト構成材にHe +が残留してブ
ランケツト構成材が正に帯電し、しかもトリチウ
ム生成量とその電荷量とが比例する。本発明者は
上記知見にもとずき本発明を完成するに至つた。
すなわち、本発明のトリチウム生成率測定方法
は、核融合炉ブランケツトの構成材中での中性子
入射によるトリチウム生成率を測定する方法であ
つて、リチウム金属またはその合金を有する電荷
蓄積体に炉心プラズマからの中性子を照射してト
リチウムを生成させ、生成したトリチウムのβ崩
壊により該蓄積体を帯電させ次いで帯電した蓄積
体の電荷量を検知して該ブランケツトのトリチウ
ム生成率を評価することを特徴とするものであ
る。
は、核融合炉ブランケツトの構成材中での中性子
入射によるトリチウム生成率を測定する方法であ
つて、リチウム金属またはその合金を有する電荷
蓄積体に炉心プラズマからの中性子を照射してト
リチウムを生成させ、生成したトリチウムのβ崩
壊により該蓄積体を帯電させ次いで帯電した蓄積
体の電荷量を検知して該ブランケツトのトリチウ
ム生成率を評価することを特徴とするものであ
る。
本発明のトリチウム生成率の測定法の実施に利
用できる装置の一例を用いて添付図面を参照しつ
つ、本発明の方法を具体的に説明する。
用できる装置の一例を用いて添付図面を参照しつ
つ、本発明の方法を具体的に説明する。
第１図は電荷蓄積体およびその外郭の断面図で
ある。
ある。
電荷蓄積体１１は、核融合炉ブランケツトの主
要構成物質であるリチウム金属もしくはその合金
からなる。この合金の組成は好ましくはブランケ
ツトの構成材と同一もしくは類似するものであ
る。電荷蓄積体１１の形状および寸法は炉の種
類、ブランケツトの種類および形状、および測定
位置などにより選択される。好ましくは、球状も
しくは円柱状である。
要構成物質であるリチウム金属もしくはその合金
からなる。この合金の組成は好ましくはブランケ
ツトの構成材と同一もしくは類似するものであ
る。電荷蓄積体１１の形状および寸法は炉の種
類、ブランケツトの種類および形状、および測定
位置などにより選択される。好ましくは、球状も
しくは円柱状である。
外郭１２は内層の絶縁層１３と外層の被覆層１
４とからなり、電荷蓄積体１１を覆うように設け
られる。外郭１２は電荷蓄積体１１を保持すると
共に、その絶縁層１３によつて電荷蓄積体１１を
電気的に絶縁する。外郭の形状および寸法は、上
述の電荷蓄積体１１の形状および寸法などにより
決められる。本発明において絶縁層１３は電気的
絶縁性の材料から作られ、好ましくはβ線透過率
の良好な材料から、例えば、Al2O2などのセラミ
ツク材から作られる。また、本発明において被覆
層１４は、その内部の電荷蓄積体１１および絶縁
層１３を保持・保護すべく機械的強度の大きい材
料から作られ、しかも電気伝導性を有する材料か
ら、例えばステンレスなどの金属から作られる。
外郭の一部分において、被覆層１４と絶縁層１３
とを貫通して孔１５が形成される。この孔１５
は、後述する検知装置と前述の電荷蓄積体１１お
よび導電性被覆層１４とを接合すべき箇所であ
る。接触面を広げ、また検知装置と確実に接合す
るように孔１５の被覆層１４の内周面にはネジが
切られている。孔１５の底面の全面にわたつて酸
化防止体１６が設けられる。これは、電荷蓄積体
１１のリチウム金属またはその合金の酸化を防止
し、またそのリチウム金属またはその合金の漏洩
を防止する。酸化防止体１６には、電荷蓄積体１
１と検知装置とを電気的に接続させるように導電
性の材料が使用される。
４とからなり、電荷蓄積体１１を覆うように設け
られる。外郭１２は電荷蓄積体１１を保持すると
共に、その絶縁層１３によつて電荷蓄積体１１を
電気的に絶縁する。外郭の形状および寸法は、上
述の電荷蓄積体１１の形状および寸法などにより
決められる。本発明において絶縁層１３は電気的
絶縁性の材料から作られ、好ましくはβ線透過率
の良好な材料から、例えば、Al2O2などのセラミ
ツク材から作られる。また、本発明において被覆
層１４は、その内部の電荷蓄積体１１および絶縁
層１３を保持・保護すべく機械的強度の大きい材
料から作られ、しかも電気伝導性を有する材料か
ら、例えばステンレスなどの金属から作られる。
外郭の一部分において、被覆層１４と絶縁層１３
とを貫通して孔１５が形成される。この孔１５
は、後述する検知装置と前述の電荷蓄積体１１お
よび導電性被覆層１４とを接合すべき箇所であ
る。接触面を広げ、また検知装置と確実に接合す
るように孔１５の被覆層１４の内周面にはネジが
切られている。孔１５の底面の全面にわたつて酸
化防止体１６が設けられる。これは、電荷蓄積体
１１のリチウム金属またはその合金の酸化を防止
し、またそのリチウム金属またはその合金の漏洩
を防止する。酸化防止体１６には、電荷蓄積体１
１と検知装置とを電気的に接続させるように導電
性の材料が使用される。
次いで、蓄積体１１での電荷量を検知する検知
装置２０の断面図が第２図である。
装置２０の断面図が第２図である。
信号導線２１はその外周を絶縁管２２で被わ
れ、さらにこの絶縁管はその層の被覆管２３に被
われる。信号導線２１は、電荷蓄積体１１の電荷
量による電気的信号を伝達するように導電性材料
から作られる。絶縁管２２は電気的絶縁性材料か
ら作られ、信号導線２１と導電性の被覆管２３と
を電気的に絶縁させる。被覆管２３は、導電性の
材料から作られ、その内部を保護するように機械
的強度の大きい材料、例えばステンレスなどの金
属から作られる。
れ、さらにこの絶縁管はその層の被覆管２３に被
われる。信号導線２１は、電荷蓄積体１１の電荷
量による電気的信号を伝達するように導電性材料
から作られる。絶縁管２２は電気的絶縁性材料か
ら作られ、信号導線２１と導電性の被覆管２３と
を電気的に絶縁させる。被覆管２３は、導電性の
材料から作られ、その内部を保護するように機械
的強度の大きい材料、例えばステンレスなどの金
属から作られる。
コレクター２４は、検知装置２０の一端に設け
られ、信号導線２１と電気的に接続されるが、絶
縁管２２によつて導電性被覆管２３と電気的に絶
縁され、しかも前述の酸化防止体１６と接触する
ことができるように露出されている。
られ、信号導線２１と電気的に接続されるが、絶
縁管２２によつて導電性被覆管２３と電気的に絶
縁され、しかも前述の酸化防止体１６と接触する
ことができるように露出されている。
コレクター２４がある検知装置の先端部は、前
述の電荷蓄積体１１およびその外郭１２と接続さ
せるために凸状に形成される。この部分における
被覆管２３の端部は、被覆層１４と確実に接合す
るようにその外周面にネジが切られている。
述の電荷蓄積体１１およびその外郭１２と接続さ
せるために凸状に形成される。この部分における
被覆管２３の端部は、被覆層１４と確実に接合す
るようにその外周面にネジが切られている。
被覆管２３、絶縁管２２および信号導線２１の
寸法は任意に選択されるが、各々の全長は実質的
に等しい。
寸法は任意に選択されるが、各々の全長は実質的
に等しい。
コレクター２４と反対側にある信号導線２１と
被覆管２３との各々の端部に、外部回路２５が電
気的に接続されている。この各々の接続方法は、
伝送されるべき電気的信号の伝達を阻害しない通
常の方法による。
被覆管２３との各々の端部に、外部回路２５が電
気的に接続されている。この各々の接続方法は、
伝送されるべき電気的信号の伝達を阻害しない通
常の方法による。
第３図は、前述した第１図と第２図との部材を
組み立てた装置例の断面図である。第３図に示す
ように、外郭１２の孔１５に検知装置の凸状先端
部がはめ合わされる。コレクター２４は酸化防止
体１４を介して電荷蓄積体１１と電気的に接続さ
れ、また被覆管２３は被覆層１４と電気的に接続
される。さらに、電荷蓄積体−酸化防止体−コレ
クターと被覆層−被覆管との間は絶縁管２２およ
び絶縁層１３によつて電気的に絶縁される。
組み立てた装置例の断面図である。第３図に示す
ように、外郭１２の孔１５に検知装置の凸状先端
部がはめ合わされる。コレクター２４は酸化防止
体１４を介して電荷蓄積体１１と電気的に接続さ
れ、また被覆管２３は被覆層１４と電気的に接続
される。さらに、電荷蓄積体−酸化防止体−コレ
クターと被覆層−被覆管との間は絶縁管２２およ
び絶縁層１３によつて電気的に絶縁される。
本発明のトリチウム生成率の測定法の実施に利
用される前述の装置例の使用ならびに作用につい
て説明する。
用される前述の装置例の使用ならびに作用につい
て説明する。
第３図に示すように組み立てられた装置の電荷
蓄積体１１の部分が、トリチウム生成率を測定す
べきブランケツトの近傍もしくはその内部に配設
される。他方、検出装置の外部回路２５の部分は
核融合炉外の作業員が安全に操作・測定できる場
所に設置される。上述のように組み立てて配設さ
れた装置の電荷蓄積体１１は、核融合炉の運転時
に炉心プラズマから発生した高速の中性子の照射
を受ける。照射をうけた電荷蓄積体のリチウム金
属またはその合金は、リチウム原子と中性子との
原子核反応によりトリチウムとヘリウムとに変換
してトリチウム生成が起る。このように生成した
トリチウムはβ崩壊により 3He +になり同時に発
生するβ線の一部は、特に電荷蓄積体１１の表面
近くで起こるβ崩壊によるβ線は、絶縁層１３を
透過して被覆層１４に達する。被覆層１４に捕捉
された電子は被覆層１４を負に帯電させ、他方電
荷蓄積体１１には残留する 3He +によつて正の電
荷がたまる。トリチウム生成に起因するこの電荷
蓄積体１１の電荷量はトリチウム生成量に比例す
る。
蓄積体１１の部分が、トリチウム生成率を測定す
べきブランケツトの近傍もしくはその内部に配設
される。他方、検出装置の外部回路２５の部分は
核融合炉外の作業員が安全に操作・測定できる場
所に設置される。上述のように組み立てて配設さ
れた装置の電荷蓄積体１１は、核融合炉の運転時
に炉心プラズマから発生した高速の中性子の照射
を受ける。照射をうけた電荷蓄積体のリチウム金
属またはその合金は、リチウム原子と中性子との
原子核反応によりトリチウムとヘリウムとに変換
してトリチウム生成が起る。このように生成した
トリチウムはβ崩壊により 3He +になり同時に発
生するβ線の一部は、特に電荷蓄積体１１の表面
近くで起こるβ崩壊によるβ線は、絶縁層１３を
透過して被覆層１４に達する。被覆層１４に捕捉
された電子は被覆層１４を負に帯電させ、他方電
荷蓄積体１１には残留する 3He +によつて正の電
荷がたまる。トリチウム生成に起因するこの電荷
蓄積体１１の電荷量はトリチウム生成量に比例す
る。
次いで、電荷蓄積体１１の電荷量は電導性の酸
化防止体１６を介してコレクター２４に収集さ
れ、この収集された電荷はコレクター２４に電気
的に接続された信号導線２１を通つて外部回路２
５に伝達される。外部回路２５において、伝達さ
れた電荷量に応じて電流が流れ、この電流値が測
定される。
化防止体１６を介してコレクター２４に収集さ
れ、この収集された電荷はコレクター２４に電気
的に接続された信号導線２１を通つて外部回路２
５に伝達される。外部回路２５において、伝達さ
れた電荷量に応じて電流が流れ、この電流値が測
定される。
この測定値より電荷蓄積体１１内のトリチウム
生成率を評価し、こ評価より電荷蓄積体１１が配
置されたブランケツトのトリチウム生成率をさら
に評価することができる。
生成率を評価し、こ評価より電荷蓄積体１１が配
置されたブランケツトのトリチウム生成率をさら
に評価することができる。
本発明の方法を使用する装置例は、上述のもの
に限定されるものではなく種々の変形が可能であ
る。
に限定されるものではなく種々の変形が可能であ
る。
すなわち、炉心プラズマからの中性子の照射に
よりトリチウムが既に生成したブランケツト構成
材の一部を、その流通系からサンプリングして、
それを前述の装置例の外郭１２の中に充填しても
よい。このようにブランケツト構成材の一部をサ
ンプリングすることにより、そのブランケツトの
トリチウム生成率をより直接に評価することが可
能となる。
よりトリチウムが既に生成したブランケツト構成
材の一部を、その流通系からサンプリングして、
それを前述の装置例の外郭１２の中に充填しても
よい。このようにブランケツト構成材の一部をサ
ンプリングすることにより、そのブランケツトの
トリチウム生成率をより直接に評価することが可
能となる。
本発明によつて、従来方法よりより直接的にト
リチウム生成率を測定することが可能になり、し
かも測定過程において従来のような煩雑な作業を
必要とせず極めて容易に測定できる。
リチウム生成率を測定することが可能になり、し
かも測定過程において従来のような煩雑な作業を
必要とせず極めて容易に測定できる。
したがつて、本発明の方法によつて容易かつ直
接的にブランケツトの生成率を測定することがで
きるために、トリチウム生成率基準に基づいたト
リチウムを抽出・回収するか否かの判断を、実際
のトリチウム生成量に即して行うことができる。
接的にブランケツトの生成率を測定することがで
きるために、トリチウム生成率基準に基づいたト
リチウムを抽出・回収するか否かの判断を、実際
のトリチウム生成量に即して行うことができる。
さらに、本発明の電荷蓄積体を個々のブランケ
ツトにおけるリチウム金属またはその合金とする
ことにより、その個々のブランケツトごとにトリ
チウム生成率を測定できて各々に対してトリチウ
ムを抽出・回収するか否かの判断が可能である。
ツトにおけるリチウム金属またはその合金とする
ことにより、その個々のブランケツトごとにトリ
チウム生成率を測定できて各々に対してトリチウ
ムを抽出・回収するか否かの判断が可能である。
第１図は、電荷蓄積体およびその外郭の断面
図、第２図は検知装置の断面図、および第３図は
第１図および第２図で示した部材を組み立てた装
置の部分断面図である。 １１……電荷蓄積体、１２……外郭、１３……
絶縁層、１４……被覆層、１５……孔、１６……
酸化防止材、２０……検知装置、２１……信号導
線、２２……絶縁管、２３……被覆管、２４……
コレクター、２５……外部回路。
図、第２図は検知装置の断面図、および第３図は
第１図および第２図で示した部材を組み立てた装
置の部分断面図である。 １１……電荷蓄積体、１２……外郭、１３……
絶縁層、１４……被覆層、１５……孔、１６……
酸化防止材、２０……検知装置、２１……信号導
線、２２……絶縁管、２３……被覆管、２４……
コレクター、２５……外部回路。
Claims (1)
- １ 中性子入射による核融合炉ブランケツトの構
成材中のトリチウム生成率を測定する方法におい
て、リチウム金属またはその合金からなる電荷蓄
積体に炉心プラズマからの中性子を照射させてト
リチウムを生成させ、生成したトリチウムのβ崩
壊により該蓄積体を帯電させ、次いで帯電した蓄
積体の電荷量を検知して該ブランケツトのトリチ
ウム生成率を評価することを特徴とするトリチウ
ム生成率の測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58167978A JPS6058573A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | トリチウム生成率の測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58167978A JPS6058573A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | トリチウム生成率の測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6058573A JPS6058573A (ja) | 1985-04-04 |
| JPH0360074B2 true JPH0360074B2 (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=15859539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58167978A Granted JPS6058573A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | トリチウム生成率の測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058573A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103018315B (zh) * | 2012-10-23 | 2015-06-24 | 西北核技术研究所 | 一种中子辐照6Li产氚量的等效测量方法和装置 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP58167978A patent/JPS6058573A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6058573A (ja) | 1985-04-04 |
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